자동차 전자파(EMC) 발생 원인, 시험 규격, 대책

자동차 전자파(EMC) 발생 원인과 시험 규격

안녕하세요.

자동차 전자파(EMB)발생 원인과 시험 규격에 대해서 알아보겠습니다.

1) 자동차 전자파(EMC) 발생 원인

자동차의 전자제품들을 전장부품이라고 합니다. 이 전장부품이 최근들어 급속하게 많이 탑재가 되어 있습니다. 그러다 보니 자동차 선진국 중심으로 전자파의 규제가 강화가 되고 있습니다. 그럼 전자파의 발생 원인은 무엇일까요? 자동차를 중심으로 내부환경과 외부환경으로 나누어 볼 수 있습니다.

자동차의 내부환경에서 발생하는 전자파 원인은 배터리, 점화장치, 라디오, DMB, 네비게이션, 엑츄에이터, 센서 및 여러 전자장치에서 전자파가 발생합니다. 다시 구분하면 무선 통신에 의해 발생하는 방사 전자파가 있고, 배선을 따라 전도되는 전자파가 있습니다.

외부환경은 전화 송신국, 레이더, 철도나 전철, 전기선로, 휴대폰, TV, 리디오, 실생활에서 사용하는 전자장치들에서 전자파가 발생합니다.

 쉽게 정리하면 모든 전자기기에서는 전자파가 발생한다고 보면 되고, 전신주 주변이라던가 휴대폰 기지국 주변에서 특히 많은 전자파가 발생합니다. 어느정도의 전자파가 인체에 유해한지 정확하게 정의된 사양이 없기 때문에 세계 여러 나라는 각국의 전자파 규제를 규정하고 강화하고 있습니다. 규정에 맞춰서 전자파를 대비한 설계 및 평가의 필요성이 커지고 있습니다. 수출을 많이 하는 우리나라에서는 국가 차원의 인프라를 구축하고 있고 인프라 구축에 많은 비용이 필요하기 때문에 효율적인 재정 운영을 위해 인프라 운영 계획을 가지고 있습니다. 그리고 자동차 선진국들의 간접적인 수입규제 장벽을 넘기 위한 대처도 필요한 상황입니다.

 

 

2) 자동차의 전자파 시험 규격

자동차의 전자파 시험 규격은 국제규격도 있고 자동차 회사별로 요구하는 규격이 있습니다.

1. 국제규격
   • SAE J 시리즈
   • ISO 시리즈
   • CISPR/D 25
2. 국내 자동차 규격
   • 현대기아자동차: ES96200, ES95400, ES97251
   • 쌍용자동차: SES922
   • GM: GMW3100, GMW3097, EDS-T Series
   • 르노삼성: Renault 36-00-808
3. 해외 자동차 규격
   • GM: GMW3100, GMW3097
   • 포드: ES-XW7T-1A278
   • 다임러 크라이슬러: PF-10540, 10541, DC 10611~4
   • Fiat: Fiat Auto 9.90110
   • NISSAN: 28401NDS02

국내외 자동차 규격은 대외비 입니다. 현직에 종사하시는 분이 아니면 구하기 어렵습니다. 국제규격은 쉽게 구할 수 있습니다. 국제규격만으로도 충분히 어떤 평가를 하는지 평가 방법은 무엇인지 이해하실 수 있습니다. 하지만 EMC를 평가하기 위해 EMC센터같은 백억 이상의 인프라 구축 비용이 발생합니다. 보통 이런 인프라 구축은 국가에서 구축을 하고 기업들은 시간당 사용료를 지불하고 평가를 실시합니다. 큰 기업들은 자체 EMC평가 센터를 구축해서 운영하기도 합니다. 장기적으로 비용을 절감하고 인재를 육성하기위해서죠. 

 

3) 전자파 대책

전자파 대책은 크게 4가지가 있습니다.

1. 회로설계시 필터설계를 실시하는 방법이 있습니다. 입력단 노이즈 필터, 신호단 노이즈 필터, 통신단 노이즈 필터등을 설계에 반영하여 전자파 대책을 수립합니다. 
2. 소프트 설계시 필터설계를 실시하는 방법이 있습니다. 한가지 예를 들자면 전자파에 의해 순간적인 노이즈가 들어올 경우 이걸 신호로 보지 않도록 소프트웨어로 모니터링하는 방법이 있습니다. 이런 방법을 소프트웨어 필터 설계라고 합니다.
3. PCB설계시 전자파에 강한 설계를 실시합니다. 이 방법은 수십여가지 방법이 있습니다. 아지만 수십여가지 방안을 PCB에 모두 적용하기는 불가능합니다. 그래서 우선순위를 두고 가장 우선순위가 높은 방법을 먼저 적용하고 우선순위가 떨어지는 방법은 적용이 가능하면 적용하고 적용이 불가능하다면 적용을 안하게 됩니다. 이상하죠? 전자파 설계가 그런겁니다.
4. 차폐입니다. 전자파에 영향을 받기 쉬운 부분 또는 전자파가 많이 발생하는 부분을 도전체로 감싸서 GND에 접지하는 방법이 있습니다.

위의 4가지 방법으로 대책을 수립하면 완벽한 전자파 설계가 가능합니다. 하지만 이론상의 내용일 뿐 모두다 적용하는건 불가능합니다. 그래서 최대한 전자파 강건설계를 실시한 후 평가를 통해 발생한 문제점들을 하나씪 해결해 나가는 과정을 밟습니다. 정말 어려운 분야입니다. 눈에 보이지도 않고 말이죠. 그래서 전자파 시뮬레이션 툴이 많이 나와 있습니다. 하지만 많은 지식을 가져야만 이 시뮬레이션 툴을 효과적으로 운영할 수 가 있습니다.  

 

여기까지 전자파에 관해 알아보았습니다.