EMI 전자기간섭의 원리

EMI(Electromagnetic Interference, 전자기 간섭)는 전기장과 자기장에 의해 발생하는 간섭입니다. 전자 또는 전기 장치에서 생성되는 전자기장은 다른 장치와 간섭을 일으켜 EMI 간섭을 일으킵니다. EMI 간섭은 전기장과 자기장이 함께 존재할 때만 발생합니다.

 

 

 

반응형

 

 

1. 전자기 간섭이란?

두 개 이상의 신호가 병렬로 이동할 때 신호는 전기장과 자기장을 설정하고 더 나아가 전기장과 자기장은 전자기파를 방출합니다. 한 신호의 EM 파는 다른 신호와 간섭할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이 현상을 전자기 간섭(EMI)이라고 합니다.

 

전자 회로가 있는 모든 장치는 EMI의 영향을 받기 쉽습니다. 따라서 EMI 및 RFI 간섭으로부터 전자 장치를 보호하는 것이 필수적입니다.

 

 

전자기 간섭, EMI는 신호 수신기에서 원치 않는 신호입이며 주파수 범위는 2kHz에서 최대 150kHz 범위입니다. EMI 간섭은 더 낮은 주파수와 더 높은 주파수에서 발생하므로 전체 주파수 범위에서 EMI를 줄여야 합니다.

 

전기 및 전자 장치가 일반적으로 작동하는 다양한 주파수 스펙트럼이 있습니다. 예를 들어 송전선, 핵잠수함, 뇌파는 극히 낮은 주파수를 가지고 있습니다. FM & AM 통신, TV, 레이더, 휴대폰 & 위성은 적외선을 사용합니다. 자외선과 X선은 알파선, 베타선, 감마선, 우주선, 그리고 방사능 입자입니다,

 

 

반응형

 

 

2. 전자기간섭의 커플링 메커니즘

전자기 간섭은 여러 가지 방법으로 소스에서 수신기로 결합될 수 있습니다. EMI를 생성하는 커플링 유형을 이해하면 문제를 쉽게 분석하여 EMI 간섭을 줄일 수 있습니다. 전자기 간섭은 매우 강하며 원래 주파수를 포함한 모든 주파수를 방해할 수 있습니다.

 

 

 

반응형

 

 

다양한 유형의 EMI를 여러 가지 방법으로 분류할 수 있습니다. 다음은 EMI가 발생하는 방식에 따른 EMI의 범주입니다.

 

1) 방사 

EMI 커플링의 이상 여부는 송신기와 수신기 사이의 거리(일반적으로 파장 이상)에 따라 달라집니다. 송신기와 수신기 사이의 거리가 파장 이상이면 전자기 간섭은 더 커집니다. 따라서 이러한 유형의 EMI 커플링이 가장 명확합니다.

 

2) 전도

전도성 방출은 전자기파가 신호의 이동과 함께 전도 경로를 찾을 때 발생합니다. 이것은 전원 케이블 또는 다른 상호 연결 케이블과 함께 있을 수 있습니다. 전도는 두 가지 모드 중 하나일 수 있습니다.

 

공통 모드: 이러한 유형의 EMI 커플링은 노이즈가 두 컨덕터에서 동일한 위상으로 나타날 때 발생합니다.
차동 모드: 두 도체의 노이즈의 위상이 다른 것은 차동 모드입니다.

 

 

3) 커플링

결합된 EMI는 용량성 커플링 또는 자기 커플링일 수 있습니다.

 

3-1) 용량성 커플링

용량성 커플링은 두 회로 사이에 커패시턴스가 있을 때 발생합니다. 한 회로를 충전할 때 전압은 인접 회로에 유도됩니다. 또는 변화하는 전압이 전하를 피해 회로로 전달합니다. 

 

3-2) 마그네틱 커플링

두 개의 AC 전류 전달 도체는 도체 주위에 자기장을 생성합니다. 한 도체에 의해 생성된 자기장은 두 번째 도체에 전압을 유도하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 유형의 커플링을 마그네틱 커플링이라고 합니다.

 

더 많은 전류를 전달하는 도체는 주변에 강한 자기장을 생성하며 더 적은 양의 전류를 전달하는 도체에 연결될 가능성이 높습니다. 따라서 자기 결합은 전류의 크기에 따라 달라집니다.

 

 

반응형

 

 

3. 전자기 간섭(EMI)의 유형

전자기 간섭은 여러 가지 방법으로 수많은 소스에서 발생할 수 있습니다. 따라서 다양한 유형의 EMI 소스를 여러 가지 방법으로 분류할 수 있습니다.

 

EMI 유형을 분류하는 한 가지 방법은 EMI가 발생하는 방식을 사용하는 것입니다. 따라서 EMI 생성 소스의 유형이 범주화 대상으로 고려됩니다

 

1) 인공적 EMI

이러한 유형의 EMI는 다른 전자 회로와 큰 전류의 스위칭으로 인해 발생합니다.

 

2) 자연적 EMI 

자연적 EMI는 다음과 같은 여러 소스에서 발생할 수 있습니다.

• 우주 노이즈
• 번개 노이즈
• 대기 노이즈

 

 

 

반응형

 

 

 

지속 시간에 따라 EMI를 분류할 수도 있습니다.

 

1) 지속적 간섭

이러한 유형의 EMI는 일반적으로 연속 신호를 방출하는 소스에서 생성됩니다. 이 노이즈는 인공 또는 자연적 원인으로 인해 발생할 수 있습니다.

 

 

대역폭에 따라 EMI를 분류할 수도 있습니다.

1) 협대역

협대역 EMI는 다음과 같이 발생합니다.

• 오실레이터
• 송신기의 상호 변조에 의해 생성된 스퓨리어스 신호
• Wi-Fi 라우터의 휴대 전화 송신기.

이러한 스퓨리어스 신호는 스펙트럼의 다른 지점에서 나타나며 무선 스펙트럼의 다른 사용자에게 간섭을 일으킬 수 있습니다.

 

2) 광대역

광대역 EMI는 여러 소스에서 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 인공적 광대역 EMI는 아크 용접이며 자연적으로 발생하는 광대역 EMI의 예로는 태양이 있습니다. 예를 들어, 햇빛은 위성 신호를 방해하고 원래 신호를 왜곡합니다.

 

 

반응형

 

4. EMI를 줄이는 방법

EMI는 신호에 매우 큰 악영향을 미치며 오류와 왜곡을 증가시킵니다. 또한 신호의 범위를 줄이고 신호의 스퓨리어스 디코드를 생성합니다. 

 

필터링, 차폐 및 접지를 통해 EMI를 줄일 수 있습니다.

광섬유를 사용하면 빛을 전송 매체로 사용하기 때문에 EMI가 완전히 제거됩니다. 광섬유의 경우 자기장과 전기장이 완전히 없어  EMI가 발생하지 않습니다.