서로 인접하여 상호 영향을 주고 받는 2개의 기기가 있다고 가정할 때, 영향을 주는 기기를 “노이즈 소스(Noise Source; 가해자)”, 영향을 받는 기기를 “빅팀(Victim; 피해자)”이라고 합니다. 전자파 적합성을 취득하기 위해서는, 가해자가 될 만큼 기준치를 초과하는 전자기 에너지를 방출하지 말아야 할 뿐만 아니라, 외부에서 기준치 이상의 전자기 에너지가 가해질 때 스스로 오작동을 일으키지 않을 만큼 잘 차폐되어 있어야 합니다.
EMC란?
EMC는 ElectroMagnetic Compatibility의 약자로, “전자파 적합성”을 뜻합니다. 어떤 기기와 주변 기기 상호 간에 전자기 에너지로 인한 간섭이 일어날 때, 그 영향을 최소화시켜서 오작동을 방지할 수 있도록 조치하는 것을 말합니다. 이런 적합성을 평가하기 위한 시험은 각 나라별로 법제화•규격화되어 있으며, 한국의 KC인증, 미국의 FCC인증, 유럽의 CE인증 등이 대표적입니다. 어떤 국가에 전기전자제품을 출시하기 위해서는 반드시 해당 국가별 인증을 취득해야 하므로, 전자파 적합성을 준수하여 설계 및 제조하는 것이 중요합니다.
| 주요 국가 | 인증/감독 기관 | 인증 로고 |
|---|---|---|
| 한국 | 과학기술정보통신부 국립전파연구원 |
 |
| 미국 | 연방통신위원회 (FCC) |  |
| EU | European Organization for Testing and Certification (EOTC) |  |
| 일본 | 일본전자파장애 자주규제협의회 (VCCI) |  |
* 국내 전자파적합 지정시험기관 https://rra.go.kr/ko/license/A_e_testorgan.do
전자파 차폐의 필요성
방사시험과 내성시험
가해자가 되지 말자. 방사시험(RE Test; Radiated Emission)은 “내 시스템”이 동작할 때 외부에 얼마나 많은 전자기 에너지를 방출하고 있는가를 시험하는 것입니다. 주파수 대역별로 국가별 규격이 정해져 있으며, 그 규격치를 초과하는 주파수 대역에서 “노이즈” 저감 대책을 적용해야 시험을 통과할 수 있습니다. 이렇듯 외부 기기에 전자파 간섭을 일으키지 않도록 하는 대책을 “EMI 대책”이라고 합니다.
피해자가 되지 말자. 내성시험(RS Test; Radiated Susceptibility)은 동작 중인 “내 시스템”이 기준치를 초과하는 외부의 전자기 에너지로부터 얼마나 잘 버티고 오작동이 일어나지 않는지를 시험하는 것입니다. 이렇듯 내 시스템이 외부의 간섭으로부터 내성을 가질 수 있도록 하는 대책을 “EMS 대책”이라고 합니다.
EMI 대책과 EMS 대책을 통틀어 EMC 대책이라고 하는데, 일반적으로 EMI 대책은 EMS 대책과 동일하며, 이것은 전파가 “밖으로 못 나가게 하는 것”과 “안으로 못 들어오게 하는 것”의 방법이 동일하기 때문입니다.
방사시험은 내 시스템으로부터 다른 시스템을 보호하기 위한 것이고, 내성시험은 외부 환경으로부터 내 시스템을 보호하기 위한 것입니다. 그러나, 하나의 같은 시스템 내에서도 동일한 상황이 발생할 수 있는데, 시스템 내부에 2개 이상의 모듈이 구성될 경우, 각 모듈들 간의 상호간섭으로 인하여 하나는 노이즈 소스로, 다른 하나는 빅팀으로 작용할 수 있기 때문입니다.
전자파 대책 기법
전자기 간섭을 줄이기 위해서는 아래와 같은 기법들을 적절히 활용하면 됩니다.
간섭을 제로(0)로 할 수 없기에, 즉 100% 차폐는 없기 때문에 규격 이내에 있을 만큼만 차폐 시켜 주면 됩니다.
차폐 기법
광의의 전자파 차폐는 노이즈가 못 나가게 가두거나 못 들어오도록 막거나 전선 등에 유도된 성분을 제거하는 모든 방법을 통칭하며, 협의의 전자파 차폐는 전파를 잘 반사시키는 물질(반사체; 주로 저항이 낮은 금속)로 벽을 만들고 틈새를 메꿔서 EMI, EMS 대책을 수행하는 것입니다. 적당한 두께의 저저항 금속(은, 구리, 알루미늄 등)은 높은 주파수의 전파를 대부분 반사시키고 거의 투과시키지 않으므로써 효과적으로 고주파를 차단할 수 있으며, 높은 자기투자율을 가지는 금속(철, 니켈, 코발트 등)은 자기장이나 저주파 노이즈 차폐에 효과적입니다.
접지 기법
접지는 감전을 방지하기 위하여 전자기기 등을 대지(땅)와 전기적으로 연결하는 것인데, 이는 대지(지구)를 전위가 “0(제로)”인 거대한 도체로 보기 때문이며, 대지 접지 또는 어스(Earth)라고 합니다. 전자기기에서는 프레임 접지(Frame Ground)와 신호 접지(Signal Ground)가 있는데, 프레임 접지는 어스가 불가능한 상황에서 프레임(샤시) 자체를 기준 전위삼아 접지하는 것을 말하며, 신호 접지는 PCB상의 회로들이 사용하는 접지입니다. 신호 접지의 면적이 충분히 확보되지 않거나 이를 통하여 노이즈가 타고 들어오는 경우 기기의 오작동 또는 의도하지 않은 전자파의 방사(EMI)가 발생할 수 있으므로 PCB와 프레임을 전기적으로 연결하여 접지를 확대하는 것은 주요 대책 중 하나입니다
흡수 기법
전자파 흡수는 자기투자손실, 유전손실, 도전손실 등의 원리를 이용하여 전파에너지를 열에너지로 변환시키는 과정입니다. 전자파 흡수체는 다양한 방법과 형태로 제작되어 전통적인 흡수체 외에 부수효과를 이용한 방법도 활용되고 있습니다. 금속 프레임(샤시) 내부에 부착하여 프레임(차폐재, 반사체) 반사를 통한 전자파 상호 간섭을 방지하거나, 테스트용 박스 내부에서는 난반사로 인한 신호의 중첩을 막아주므로 신호 측정의 정확도를 높여줄 수 있습니다. 얇은 시트형 흡수체는 PCB패턴에 인접하게 부착할 경우, 높은 인덕턴스가 임피던스 작용을 함으로써 회로 상에 흘러가는 고주파 노이즈 성분을 필터링할 수 있고, 소폭의 리본 형태로 전선의 한 부분에 감을 경우 페라이트 코어처럼 사용할 수도 있습니다.
