EMC(전자파 적합성) 설계의 기본 방법

Oct 14, 2021

메시지를 남겨주세요

접지

 

접지는 전자 기기에 매우 중요한 문제입니다. 접지의 목적은 세 가지가 있습니다.

 

(1) 접지는 전체 회로 시스템 내의 모든 단위 회로가 공통 기준 영전위를 갖도록 보장하여 회로 시스템의 안정적인 동작을 보장합니다.

(2) 외부 전자기장의 간섭을 방지합니다. 케이싱을 접지하면 접지를 통한 정전 유도로 인해 케이싱에 축적된 많은 전하가 방출될 수 있습니다. 그렇지 않으면 이러한 전하로 인해 형성된 고전압이 장비 내부에 스파크 방전을 일으켜 간섭을 일으킬 수 있습니다. 또한 회로의 차폐 본체에 적합한 접지를 선택하면 좋은 차폐 효과도 얻을 수 있습니다.

(3) 안전한 작업을 보장합니다. 직격뢰 전자기 유도가 발생하면 전자 장비의 손상을 피할 수 있습니다. 전원 주파수 AC 전원 공급기의 입력 전압이 절연 불량 또는 기타 이유로 케이스에 직접 연결되면 작업자의 감전 사고를 피할 수 있습니다. 또한 많은 의료 기기가 환자의 신체에 직접 연결되어 있으며 케이스에 110V 또는 220V의 전압이 흐를 때 치명적인 위험이 있습니다.

따라서 접지는 잡음을 억제하고 간섭을 방지하는 주요 방법입니다. 접지는 등전위점 또는 등전위면으로 이해할 수 있으며, 이는 회로 또는 시스템의 기준 전위이지만 반드시 접지 전위는 아닙니다. 낙뢰로 인한 잠재적 손상을 방지하고 근로자의 개인 안전을 위해 전자 장비의 케이스와 컴퓨터실의 금속 구성 요소는 접지에 연결해야 하며 접지 저항은 일반적으로 작아야 하며 지정된 값을 초과할 수 없습니다.

회로의 접지 방법에는 기본적으로 단일 지점 접지, 다중 지점 접지, 하이브리드 접지의 세 가지 유형이 있습니다. 단일 지점 접지는 하나의 물리적 지점만 접지 기준점으로 정의된 회로를 말합니다. 접지가 필요한 다른 모든 지점은 이 지점에 직접 연결됩니다. 다중 지점 접지는 접지 리드의 길이를 최소화하기 위해 시스템의 각 접지 지점을 가장 가까운 접지 평면에 직접 연결하는 것을 말합니다. 접지 평면은 장비의 바닥판, 전체 시스템을 통과하는 접지선이 될 수 있으며, 더 큰 시스템에서는 장비의 구조적 프레임워크 등이 될 수도 있습니다. 하이브리드 접지는 바이패스 커패시터와 접지 평면을 사용하여 접지만 하면 되는 고주파 접지 지점을 연결하는 것을 말합니다. 그러나 바이패스 커패시턴스와 리드 인덕턴스로 인한 공진을 방지하기 위한 노력이 필요합니다.

 

방패

 

차폐는 두 공간 영역 사이의 금속 절연으로, 한 영역에서 다른 영역으로의 전기장, 자기장 및 전자기파의 유도 및 복사를 제어합니다. 구체적으로, 차폐는 간섭 전자기장의 확산을 방지하기 위해 구성 요소, 회로, 어셈블리, 케이블 또는 전체 시스템의 간섭원을 둘러싸는 데 사용됩니다. 수신 회로, 장비 또는 시스템을 차폐로 둘러싸 외부 전자기장의 영향을 받지 않도록 합니다.

 

차폐막은 전선, 케이블, 부품, 회로, 시스템 등 외부 간섭 전자파와 내부 전자파에 대해 에너지를 흡수(와전류 손실), 에너지를 반사(차폐막 경계면에서 전자파 반사), 에너지를 취소(전자기 유도는 차폐층에 역전자기장을 생성하여 간섭 전자파를 부분적으로 상쇄할 수 있음)하는 역할을 하므로 차폐막은 간섭을 줄이는 기능을 합니다.

 

차폐재 선택 원칙은 다음과 같습니다.

 

(1) 간섭 전자기장의 주파수가 높을 경우 저항률이 낮은 금속재료에서 발생하는 와전류를 이용하여 외부 전자파를 상쇄시켜 차폐효과를 얻는다.

 

(2) 간섭 전자파의 주파수가 낮은 경우, 차폐막 내부의 자력선을 제한하고 차폐된 공간으로 자력선이 퍼지는 것을 방지하기 위해 높은 투자율을 갖는 재료를 사용해야 합니다.

 

(3) 일부 상황에서는 고주파 및 저주파 전자기장에 대해 모두 양호한 차폐 효과가 요구되는 경우 다층 차폐체가 종종 서로 다른 금속 재료로 만들어집니다.

 

필터

 

필터링은 간섭을 억제하고 방지하기 위한 중요한 조치입니다. 필터는 간섭 스펙트럼 구성 요소가 유용한 신호의 주파수와 네트워크화되지 않기 때문에 전도 간섭 수준을 크게 줄일 수 있습니다. 필터는 유용한 신호의 주파수와 다른 이러한 구성 요소에 대한 우수한 억제 기능을 갖추고 있어 달성하기 어려운 다른 간섭 억제 기능을 달성합니다. 따라서 필터링 네트워크를 사용하는 것은 간섭 소스를 억제하고 간섭 결합을 제거하거나 수신 장비의 간섭 방지 기능을 향상시키는 강력한 조치입니다. 저항-커패시터 및 인덕터-커패시터 디커플링 네트워크를 사용하면 회로를 전원 공급 장치에서 분리하고 회로 간의 결합을 제거하며 간섭 신호가 회로에 유입되는 것을 방지할 수 있습니다. 고주파 회로의 경우 두 개의 커패시터와 인덕터(고주파 초크)로 구성된 CLCMπ 필터를 사용할 수 있습니다. 필터에는 여러 유형이 있으며 적절한 필터를 선택하면 원치 않는 결합을 제거할 수 있습니다.

 

수동소자의 올바른 선택

 

실용적인 수동 부품은 "이상적"이 아니며 그 속성은 이상적인 속성과 다릅니다. 실용적인 부품 자체가 간섭의 원천이 될 수 있으므로 수동 부품을 올바르게 선택하는 것이 매우 중요합니다. 때로는 부품의 특성을 사용하여 간섭을 억제하고 방지할 수도 있습니다.

 

회로기술

 

때때로 차폐를 사용한 후에는 간섭을 억제하고 방지하기 위한 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 차폐를 결합하고 밸런싱 조치 및 기타 회로 기술을 취할 수 있습니다. 밸런싱 회로는 2선 회로의 두 도체와 두 도체에 연결된 모든 회로가 접지 또는 다른 도체에 대해 동일한 임피던스를 갖는 회로입니다. 그 목적은 두 전선에서 수집된 간섭 신호를 동일하게 만드는 것입니다. 이때 간섭 노이즈는 공통 모드 신호이며 부하에서 자체적으로 사라질 수 있습니다. 또한 접점 네트워크, 쉐이핑 회로, 적분 회로 및 스트로브 회로 등과 같은 다른 회로 기술도 사용할 수 있습니다. 간단히 말해서 회로 기술을 사용하는 것도 간섭을 억제하고 방지하기 위한 중요한 조치입니다.

문의 보내기