EMC BASICS

1. EMC BASICS

2. EMC(Electro Magnetic Compatibility)란? • EMC(Electromagnetic Compatibility) • 전자파 환경의 양립성, 적합성 통칭 • 전자파를 주는 측과 받는 측의 양쪽에 적용하여 의도된 성능을 • 확보할 수 있는 능력, 즉 기기나 부품이 전자파를 발생하거나, • 외래 전자파의 영향을 받지도 않는 것 • EMI (Electromagnetic Interference) • 전자파 방해 또는 전자파 간섭 • 기기가 전자파를 외부로 방출하여 복사(Radiation)와 전도 • (Conduction)의 형태로 다른 기기나 제어회로에 방해를 주는 것 • EMS(Electromagnetic Susceptibility or Immunity) : 전자파 내성(耐性) • 각종 전자파 방해로부터 기기나 부품의 성능 저하가 발생되지 • 않도록 견딜 수 있는 정도

3. EMC(Electro Magnetic Compatibility)란? • - IT전문교육센터 전문화, 특성화, 맞춤식 교육

4. 왜 EMC 인가 ? • 방해파 문제의 심각성 대두 -> EMC 규격 제정 • 각종 전자/통신 기기의 사용으로 인한 제품사이의 전자파 간섭발생 • -> 제품의 오동작 발생 • 전자기기에서 방출되는 전자파로 인한 통신 교란 , 방송 수신 장애 발생 • 전자기기 (특히 HAND-HELD 제품)의 사용으로 인한 인체의 유해성 논란 • 방해파 규제의 목적 • 전자파 간섭에 의한 제품의 오동작 문제 개선 • 자국의 전파 환경 보호 • 비관세 무역장벽으로 자국 산업 보호 • 규격 제정으로 인한 관련 산업의 경제적 파급 효과 (대책 부품 산업, 시험소, 규격 • 승인/사후관리 비용 …..)

5. 전자파 환경(1) • 방해파의 발생원 • 자연 잡음 • 대기잡음 : 번개, 이온 층 임 펄스, 슈만 공진 (불가항력적임) • 우주잡음 : 궁수자리(150 – 200MHz), 천체 축 열 잡음(3 – 30GHz), • 태양 흑점활동(20 – 35MHz)

6. 전자파 환경(2) • 인공 잡음 • 의도적 잡음 (Intentional Noise) • - 제품의 성능 또는 기능의 동작을 위하여 의도적으로 RF에너지를 발생 시키는 경우 • (송신기의 고조파, 수신기의 국부발진기(AM/FM), TV의 동기펄스, ISM 기기, 정보처리 • 기기의 마이크로 프로세서, 레이다 ….. )

7. 전자파 환경(3) • 비의도적 잡음 ( Unintentional Noise) • - 제품의 성능 또는 기능의 동작을 수행하는 동안에 비의도적으로 RF 에너지가 • 발생되는 경우 • - 전동기 응용기기 (Motor), 전기접점 응용기기 (Relay, Switch), Spark 방전 • (Ignition), Glow 방전 (형광등, 네온), Arc 방전 (Arc Welder), Corona 방전 (송전선)

8. 찌~지~직 찌~지~직 전자파가 인체에 미치는 영향(1) • 송전선로 부근 주민 암 발생율 증대 • 전기 기술자의 암 발생 • 세포와 조직에서의 기능 변화 • 암 세포의 증식 가속 • 멜라토닌 호르몬의 감소 • 생체리듬의 변화 • 면역 시스템의 변화 • 인체의 뇌 활동과 심장 박동 수 변화 임상실험에 의한 검증결과는 없다.

9. 전자파가 인체에 미치는 영향(2) • 사례 1. • 1991 Windham박사(미국)의 Kaiser병원 환자를 대상으로 한 연구. - VDT를 사용하는 임신부의 유산율 2배. - 일주일에 VDT를 20시간 이상 사용 시. - 저체중 아기 출산율 40%증가, 태아의 발육이 더딜 확률 60%증가. - 하루 종일 사용 시 80%증가 • 사례 2. • 1992 엘마코비(러시아)의 보고, '생물학적으로 허약해진 부화 전 병아리를 VDT앞에서 • 전자파 피폭시켰더니 7시간 후에 모두 사망' • 사례 3. • 1992 시스킨(미국) 보고, 'VDT 앞에서 5일간 전자파에 피폭시킨 계란에서 나온 병아리 • 기형이 60% 증가'

10. 전자파가 인체에 미치는 영향(3) • 사례 4. • 1994 국수발전소(경기도 양평)에 과거·현재 근무한 직원의 5가구에서 장애자 발생(6명).두 명이 아들이 있는 한 가정에서 첫 째 아들은 22살임에도 초등학생 수준이 발육 상태와 • 극심한 언어 장애를 보임, 둘째 아들은 출생 시부터 등이 굽어 있었으며, 피부는 노인처럼 • 거친 상태를 보이고 있다. • 사례 5. • 1995년부터 1년간 전국의 교환원을 대상으로 실시한 특수 검진결과를 인용한 자료.교환원 2천9백37명중 2백 56명이 근로복지공단으로부터 유해 전자파에 장기간 노출될 • 경우 발생하는 VDT증후군 판정. • 사례 6. • 1996 캐나다의 리버드 논문,‘임신 중에 전자파에 노출된 환경에서 일을 한 어머니로부터 • 태어난 자녀의 백혈병 발생 빈도는 보통의 경우보다 5.78배나 되었다.

11. 전자파가 기기에 미치는 영향(1) • 사례 1. • 1982년 일본 금속가공업체 선반공, 작업 중 천정 크레인에서 발생한 순간적 전기 스파크의 전자파로 인한 로봇 선반 오 작동 사망(1990년 500여대 자동용접 로봇 고주파 열처리 장치 에서 발생 전자파로 인하여 로봇의 제어부 오 동작으로 공장 가동 중지)

12. 전자파가 기기에 미치는 영향(2) • 사례 2. • Black Hawk 헬기가 시험 비행 중 통신소 및 함정 레이다 근처 통과 시 추락, 레이다의 고출력 전자파에 의한 전자장비 부품 손상 비행 조종 시스템 오 동작 • 사례 3. • 1984년 뮌헨 부근 전파송신소 밀집지역 상공 저공 비행하던 전투기 조종제어 불능으로 • 추락 사고 • 사례 4. • 1988년 서울 강남 아파트 엘리베이터 정상적 상승도중 갑자기 정지한 뒤 추락 어린이 사망

13. 기술환경의 변화(1) • 1900년대이전 => 전자파 개념 미 존재 • 교환시설: 수동식(자석식/공전식) • 전송/정보/이동통신 기술 발전 미흡 • 전자파환경: 자연환경에 의한 전자파 존재 _ 전자파 의미 없음 • 1900년대 => 전자파 활용기술 연구 • 교환시설: 기계식(ST/EMD/Cross-Bar) • 전송: 아날로그 전송기술 사용 (나선반송/동축케이블/PCM 방식) • 군사적 목적에 위한 전자파 중요성 인식 시작 • 1970년대 => 군사적 목적에 위한 전자파 대응 • 교환시설: 반전자식 교환기 (No.1AESS,M10CN) • 이동통신: 아날로그 방식 이동전화 상용화 (1978,미국) • 무선분야 기술의 전개에 따른 전자파의 중요성

14. 기술환경의 변화(2) • 1980년대 => 선진국 중심의 EMI 자율적 규제 • 교환시설: 전전자식 • 이동통신: 아날로그 방식 세계적 운영 • 전송기술: 광 이용 • 전자 산업의 발달에 따른 전자파 문제 발생 및 • 중요성 강조 (전자파 규제 시작) • 1990년대 => 국내 산업기기 EMI 승인 의무화 (정보통신부/산업자원부) • Digital 시대 • 전파환경의 복잡 (무선 시설의 발달) • 사용 주파수 대역의 증가 • 전자파 세계적 강제 규제 (문제발생) • :세계각국 자국 산업 보호위한 규제 • 2000년대 => 기존 EMI 규제에서 EMS 분야까지 확대 • 유무선 & 위성통신이 통합된 첨단 멀티미디어 시대 (IMT-2000) • 전자파환경: 소비자 및 제품 품질 수준의 척도

15. Freq.(MHz) 제품 Trend 1000 500 100 정보 통 신 Display Digital Analog 제품의 TRAND • 전체적으로 전자제품은 Digital化/ High Frequency化 추세 • 계속적인 화질향상 및 대용량 동화상 처리에 따른 빠른 신호처리가 요구 • 사용주파수도 지속적으로 증가 • 이러한 제품변화에 따라 기존 Trial&Error식 EMC대책이 한계에 있으며 • 선진연구기관은 나름대로의 EMC예측 설계기법을 개발하여 제품개발에 적용 대응기술 [ Trial&Error식 대응 ] 실장설계 Debugging PCB제작 측정/평가 개발지연, Cost_Up, 신뢰성저하 문제 [EMI/ Noise예측설계 ]

16. 1930년대 라디오 방송수신 장해 (RFI)의 대두 1940~50년대 군사적 필요성에 의해 연구 (RFI ☞ EMI) 1960년대 EMC (전자파 양립성) 대두 1970년대 FCC에서 상용장비 규제(1979) 1980년대 ~ 현재 고속, 고집적, 광대역화 유럽EMS추가규제(‘96) 국내EMS규제(2000) 미래 EMC HISTORY 전자파의 Emission 및 내성(Immunity) 규격 확대/강화 추세 ?

17. EMC 규제기구 현황 지역규격 • 미국 (FCC) • 일본 (VCCI) • 독일 (VDE) • 캐나다 (ICES) • 호주 (AS/NZS) • 한국 (전자파적합등록규칙) • 한국(전기용품안전관리법) • NAFTA (북미 자유무역권) • EU (유럽연합) • EFTA (구주 자유무역 연합) • CENELEC (유럽전기표준화위원회) 국제규격 • IEC (국제전기기술위원회) • CISPR (국제 무선장해 특별위원회) 업체규격 • ETS • BELLCORE 등

18. 국가별 EMC 규제현황 • CISPR(Comite International Special des Perturbations Radioelectriques :국제무선장해특별위원회 ) • IEC(국제전기기술위원회) 산하 기구(1934년 설립) • 무선통신에 대한 장해를 방지하는 대책, 허용치 등을 권고하고 통신기기의 • 국제무역 촉진을 목적으로 함. • 7개의 SC(분과위원회) 업무분담 • IEC(TC77 : Electromagnetic Compatibility between electrical equipment • including networks) • 3개의 분과위원회가 있으며, 각나라에서 회원가입 및 규격제개정 활동 추진 • 미국 FCC(미연방통신위원회) • 1934년 설립하여 전기전자기기의 장해 규제(1979) • 유럽 CENELEC(유럽전기기술 표준위원회) • 1992년 1월부터 IEC/CISPR표준으로 보완된 공동 기술기준 적용 • 독일 FTZ(중앙전기통신국) • VDE(독일전기기술학회) 기술기준 적용 • 일본 VCCI(정보처리장치 등 전파장해 자주규제협의회) • 1986.6.1부터 자율규제 실시

19. EU CE Marking 제도 • 유럽의 EU회원국은 EMC 공통 규격인 EN규격(강제규격)을 채택하여, • EMI와 EMS 규정을 만족해야만 시장판매가 가능한 지역임 • EMC Test 실시후 Declaration of Conformity(DOC)를 작성하며, 실제 시험한 • 시험소 이름 및 적용규격과 EU역내 대리인 및 설계책임자 사인을 DOC에 표기함 • 생산제품에는 CE Marking을 표기하여 EU규격에 적합함을 나타내야 함 • 각 국가별 Trading Office에서는 수입 시판되는 제품들의 EMC DOC를 • 수시로 수거 검토하며, 필요 시 사후관리 시험 실시함 • EU 국가내 독일이 EMC 영향력을 가장 크게 행사하고 있으며, 독일 54개 • 도시에 사후관리 검사소를 설치하여 연간 5만 종류의 Sample을 시장에서 • 수거하여 시험 평가함 • 동유럽국가(체코, 헝가리, 폴란드)의 경우, EU내 공인시험소에서 발급한 시험 • 성적서 제출 시 별도의 시험 없이 승인서 발급 가능

20. 미국 FCC규제 현황 • 규격기관 : FCC(Federal Communications Commission, 워싱턴 소재) • 연방통신 법에 따라 강제적으로 규제 • 무선통신에 방해를 줄 수 있는 EMI Level에 한하여 규제하고 있으며, • EMS는 규제하지 않고 있음 • 9KHz 이상의 Timing Source를 가지는 디지털 기기를 대상으로 하며, • 제품의 종류 및 특성에 따라 7가지 인증제도로 구분하여 운영 • FCC기술기준은 CFR, Title 47-Telecommunication의 각 Section으로 구분 • 디지털 기기 및 무선주파 장치 류 : FCC Part 15 • 산업, 과학 및 의료용(ISM) 장치 류 : FCC Part 18 • 셀룰라(CDMA)전화기 및 기지국 : FCC Part 22/24 • 국선에 연결되는 단말장치 류 : FCC Part 68