EMI 노이즈를 차단하고 신호 문제를 낮추는 8가지 팁

전자기 간섭, 즉 EMI는 전자기기를 망가뜨리는 보이지 않는 힘과도 같습니다. 모든 종류의 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 글에서는 제가 배운 8가지 간단한 팁을 공유하고자 합니다. 이 팁은 EMI 노이즈를 줄이거나 멈추는 데 도움이 될 것입니다. 실제로 효과가 있는 간단한 팁입니다. 자신의 프로젝트에서 이 팁을 사용하여 신호가 양호하고 전자 제품이 올바른 방식으로 작동하는지 확인할 수 있습니다.

이 성가신 EMI란 무엇이며 전자기기에 어떤 영향을 미치나요?

전자파 간섭(EMI)은 원치 않는 전기적 노이즈를 말합니다. 전자기기의 작동 방식을 방해할 수 있습니다. 라디오에서 잡음이 들리는 것과 비슷하다고 생각하면 됩니다. 이 문제는 번개와 같은 자연에서 발생할 수 있습니다. 또한 모터나 전선처럼 사람이 만든 물건에서 발생할 수도 있습니다. EMI로 인한 문제는 작은 결함일 수도 있고 전체 시스템의 고장을 일으킬 수도 있습니다. 모든 엔지니어가 처리해야 하는 큰 문제입니다.

EMI가 발생하면 데이터가 엉망이 될 수 있습니다. 장비가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 또한 회로를 불안정하게 만들 수 있습니다. 이 나쁜 신호는 공기를 통해 이동할 수 있습니다. 또한 전원 및 신호 케이블을 따라 이동할 수도 있습니다. EMI 문제를 해결하려면 EMI가 어디서 발생하고 어떻게 이동하는지 알아야 합니다. 그런 다음 이를 낮추거나 멈추기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 이때 좋은 구축 방법이 많은 도움이 될 수 있습니다.

차폐를 사용하여 구성 요소를 보호하려면 어떻게 해야 하나요?

전자파를 차단하는 가장 좋은 방법 중 하나는 차폐를 사용하는 것입니다. 실드는 전자기장을 차단하는 벽과 같은 역할을 합니다. 전자기기를 위한 패러데이 케이지라고 생각하면 됩니다. 이 실드는 금속 상자가 될 수 있습니다. 전기가 흐를 수 있는 특수 페인트일 수도 있습니다. 중요한 점은 영향을 받기 쉬운 부품을 완전히 덮는 것입니다. 이렇게 하면 외부의 EMI로부터 부품을 보호할 수 있습니다. 또한 자체 부품에서 발생하는 EMI가 외부로 유출되는 것을 막아야 합니다.

차폐에는 다양한 종류의 재료를 사용할 수 있습니다. 여기에는 구리, 알루미늄, 강철 등이 포함됩니다. 차단하려는 EMI의 속도에 따라 재료를 선택해야 합니다. 차폐가 제대로 작동하려면 구멍이나 개구부가 없는지 확인해야 합니다. 작은 구멍이 있어도 EMI가 들어오거나 나갈 수 있습니다. 특수 개스킷과 씰을 사용하면 차폐를 강력하고 견고하게 유지할 수 있습니다.

EMI를 최소화하기 위해 시스템을 접지하는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?

올바른 접지는 EMI를 낮추는 데 매우 중요합니다. 접지는 중요한 회로에서 흘러나오지 않기를 원하는 전기 노이즈가 쉽게 빠져나갈 수 있는 길을 열어줍니다. 접지선이 불량하면 EMI 문제가 더욱 악화될 수 있습니다. 접지 루프라는 것을 만들 수 있습니다. 이러한 루프는 EMI에 대한 안테나처럼 작동할 수 있습니다.

접지가 양호한지 확인하려면 저속 회로에 단일 지점 접지 계획을 사용해야 합니다. 이는 모든 접지선이 한 지점으로 연결되는 것을 의미합니다. 고속 회로의 경우 다점 접지 계획을 사용하는 것이 더 좋은 경우가 많습니다. 접지선을 가능한 한 짧게 유지하는 것도 매우 중요합니다. 이는 인덕턴스라고 하는 것을 낮추는 데 도움이 됩니다. 회로 기판에 넓은 접지 영역을 사용하면 안정된 지점을 제공하고 EMI를 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.

올바른 케이블이 정말 EMI 영향을 줄일 수 있을까요?

어떤 케이블을 선택하느냐에 따라 EMI에 큰 차이를 만들 수 있습니다. 쉴드가 없는 케이블은 안테나처럼 작동할 수 있습니다. 전기 노이즈를 포착하여 송신할 수 있습니다. 그렇기 때문에 주로 영향을 받기 쉬운 신호에는 차폐 케이블을 사용하는 것이 매우 중요합니다. 차폐 케이블에는 벽처럼 작동하는 특수 층이 있어 EMI를 차단합니다.

다음은 EMI를 낮추는 데 도움이 되는 케이블에 대한 몇 가지 팁입니다:

• 트위스트 페어 케이블을 사용합니다: 두 개의 와이어를 함께 꼬아주면 유입되는 EMI를 상쇄하는 데 도움이 됩니다.
• 전원 케이블과 신호 케이블을 분리하세요: 전원 케이블과 신호 케이블을 다른 튜브에 연결하면 전원 케이블의 노이즈가 신호 케이블로 유입되는 것을 막을 수 있습니다.
• 실드 연결 상태가 양호한지 확인하세요: 케이블 쉴드가 제대로 작동하려면 한쪽 끝 또는 양쪽 끝을 접지에 연결해야 합니다.
• 케이블을 짧게 유지하세요: 케이블 길이가 짧을수록 EMI가 잘 잡히지 않습니다.

EMI 문제를 최소화하기 위해 구성 요소를 선택하고 배치하려면 어떻게 해야 하나요?

어떤 부품을 선택하고 회로 기판의 어디에 배치하느냐에 따라 EMI를 얼마나 잘 방지할 수 있는지가 크게 달라질 수 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치 및 고속 디지털 회로와 같은 일부 부품은 EMI의 큰 원인이 됩니다. 이러한 노이즈가 많은 부품은 쉽게 영향을 받는 아날로그 회로와 멀리 떨어져 있는 것이 현명한 생각입니다.

회로 기판을 계획할 때는 고속 회선을 최대한 짧게 만들도록 하세요. 이렇게 하면 안테나처럼 작동할 수 있는 루프를 더 작게 만드는 데 도움이 됩니다. 단단한 접지 영역을 사용하는 것도 매우 중요합니다. 이는 신호의 단순한 복귀 경로를 제공하고 EMI를 낮추는 데 도움이 됩니다. 올바른 부품을 선택하는 것도 중요합니다. EMI를 많이 발생시키지 않는 부품을 선택하면 EMC 규정을 충족하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전원 공급 장치가 EMI의 원인이 되는 이유는 무엇이며 어떻게 해결할 수 있나요?

전원 공급 장치는 주로 스위칭 종류에서 EMI의 일반적인 원인이 될 수 있습니다. 이는 전원 공급 장치가 매우 빠르게 작동하고 많은 전기 소음을 발생시킬 수 있기 때문입니다. 이 노이즈는 전력선을 따라 이동하여 공기 중으로 퍼질 수 있습니다. 이를 처리하려면 전원 공급 장치가 전원을 받고 보내는 곳에 필터를 사용해야 합니다.

EMI 필터는 고속 노이즈를 차단하기 위해 만들어진 부품입니다. 동시에 원하는 전원 신호는 통과시킵니다. 잘 만들어진 필터는 전원 공급 장치에서 발생하는 EMI를 많이 낮출 수 있습니다. 집적 회로 근처에 디커플링 커패시터를 사용하는 것도 현명한 아이디어입니다. 이러한 커패시터는 가까운 곳에 전력을 공급하고 고속 노이즈를 제거하는 데 도움이 됩니다.

EMI 노이즈를 줄이기 위해 구성 요소를 분리하려면 어떻게 해야 하나요?

부품을 분리하는 것도 EMI를 낮추기 위한 또 다른 중요한 계획입니다. 소음이 심한 부품과 영향을 받기 쉬운 부품 사이에 공간을 두면 됩니다. 차폐를 사용하여 부품을 분리할 수도 있습니다. 또 다른 방법은 절연 변압기나 옵토커플러를 사용하는 것입니다. 이러한 부품은 두 회로 사이의 전기 경로를 차단합니다. 이렇게 하면 한 회로의 노이즈가 다른 회로에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있습니다.

디자인에 아날로그 신호와 디지털 신호가 모두 있는 경우 별도의 근거를 마련하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 노이즈가 많은 디지털 신호가 민감한 아날로그 신호를 방해하는 것을 막을 수 있습니다. 그런 다음 두 접지를 한 지점에서 함께 연결할 수 있습니다. 이 방법은 시스템의 작동과 신뢰성을 훨씬 더 향상시킬 수 있습니다.

내 설계에서 송신기와 EMI는 어떻게 되나요?

송신기는 에너지 파동을 내보내도록 만들어졌습니다. 이 사실은 근처에 있는 다른 전자기기의 EMI 원인이 될 수 있음을 의미합니다. 이러한 EMI 문제를 줄이려면 잘 만들어진 안테나를 사용하는 것이 중요합니다. 또한 송신기가 올바른 속도와 전력 레벨에서 작동하는지 확인해야 합니다.

또한 송신기와 안테나의 위치를 다른 민감한 부품의 위치와 비교하여 고려해야 합니다. 송신기와 다른 전자제품 사이에 충분한 간격을 유지하면 문제가 발생할 가능성을 낮출 수 있습니다. 또한 차폐막을 사용하여 송신기의 에너지장을 내부로 차단하고 다른 디바이스를 안전하게 보호할 수 있습니다.

엔지니어가 사용할 수 있는 특별한 설계 요령이 있나요?

엔지니어는 처음부터 EMI를 줄이기 위해 사용할 수 있는 몇 가지 설계 방법이 있습니다. 한 가지 중요한 규칙은 전력을 전달하는 전선의 루프 면적을 작게 만드는 것입니다. 루프가 작을수록 전자기 에너지가 덜 방출됩니다. 신호의 복귀로를 신호선 바로 아래에 배치하면 이 작업을 수행할 수 있습니다.

또 다른 트릭은 차동 신호라는 것을 사용하는 것입니다. 즉, 양극과 음극의 두 개의 전선으로 신호를 보내는 것입니다. 그러면 신호를 받는 부분이 두 신호의 차이를 확인합니다. 이 방법은 EMI의 큰 부분을 차지하는 공통 모드 노이즈를 차단하는 데 매우 효과적입니다. 차동 신호가 있는 트위스트 페어 와이어를 사용하면 노이즈로부터 더 잘 보호할 수 있습니다.

내 디자인에 EMI 문제가 없는지 확인하려면 어떻게 해야 하나요?

설계에 EMI 문제가 없는지 확인하는 가장 좋은 방법은 설계 초기부터 이를 고려하는 것입니다. 설계가 거의 완성될 때까지 기다렸다가 EMI를 처리하지 마세요. 처음부터 EMC(전자파 적합성)를 고려하여 제작하는 것이 훨씬 쉽고 비용도 적게 듭니다. 즉, 올바른 접지, 차폐, 올바른 위치에 부품 배치와 같은 좋은 설계 습관을 따라야 합니다.

설계에 EMI가 있는지 확인하는 것도 현명한 방법입니다. 전자기 신호를 확인하기 위해 만들어진 특수한 공간에서 이 작업을 수행할 수 있습니다. 설계를 확인하면 가능한 EMI 문제를 찾을 수 있습니다. 그런 다음 제품을 판매하기 전에 문제를 해결할 수 있습니다. 이렇게 하면 제품이 제대로 작동하고 모든 규칙을 준수하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.

기억해야 할 사항을 요약하면 다음과 같습니다:

• 차폐는 큰 도움이 됩니다: 금속 상자와 특수 개스킷을 사용하여 EMI를 차단하세요.
• 접지는 매우 중요합니다: 단일 지점 또는 다중 지점 접지 계획을 사용하여 소음이 쉽게 사라질 수 있는 길을 마련하세요.
• 케이블은 중요합니다: 차폐된 트위스트 페어 케이블을 사용하고 너무 길게 만들지 마세요.
• 부품을 배치하는 위치가 중요합니다: 시끄러운 부품은 쉽게 영향을 받을 수 있는 부품에서 멀리 떨어뜨려 놓으세요.
• 전원 공급 장치에 필터를 장착하세요: EMI 필터와 디커플링 커패시터를 사용하여 전원을 깨끗하게 만드세요.
• 회로를 분리하세요: 공간과 특수 부품을 사용하여 소음이 이동하는 것을 방지하세요.
• 처음부터 EMC를 계획하세요: 마지막 순간에 EMI에 대해 생각하지 마세요.