미래차 전장품 EMC 대책 설계 기술 (이론)

자동차 전장품 EMC 기술의 중요성은 이미 많은 사람들이 인지하고 있음에도 불구하고, EMC 대책 기술은 여전히 어렵습니다. 특히, 미래차 전장품의 경우 동작 속도 증가로 인해 더욱 다양하고 많은 EMC 이슈가 발생되리라 예상됩니다.

EMC 불량(혹은 EMC 인증 시험 NG) 발생 시, 디버깅 및 트러블슈팅과 같은 대응 업무 활동을 함에 있어서 더욱 어려운 경우를 빈번하게 경험하게 될 것입니다. 이러한 어려움은 전장품 설계 초기 단계부터 EMC 대책 설계 기술을 충분하게 적용하면, NG 발생 확률을 현격하게 낮출 수 있습니다.

이에 본 세미나에서는 현재 혹은 미래차 전장품 설계 및 개발 엔지니어를 위해 설계 초기 단계부터 적용할 수 있는, ‘EMC 대책 설계’ 기술을 소개하려 합니다.

△EMC 기본 이론 △PCB 설계 프로세스 △EMC 저감 설계 기술의 소개 등 내용이 폭 넓게 다루어질 것입니다. 이를 통해 전장품 개발 완전 초기의 개념 설계 단계에서부터 EMC 대책 설계 기술을 적용해 결과적으로 EMC 인증 시험 NG 발생 확률을 낮출 수 있기를 기원합니다.

차량 구동계(모터) 노이즈 해석 기법

최근 자동차 전장 부품의 증가, 스위칭 속도의 향상과 함께 차량 전자장치, 전기기기 등에 대한 성능 평가 단계에서의 전자기 적합성(Electromagnetic Compatibility, EMC) 문제가 대두되고 있으며, 최적의 제품 설계를 위해 이를 설계 단계에서부터 해결하려는 노력이 경주되고 있습니다.

자동차 구동계는 모터와 전력전자 스위치, 케이블 등으로 구성됩니다. 다만, 개개의 요소에서 발생하는 노이즈 문제를 시작품 테스트 단계에서 해결하기에는 많은 시간과 비용이 소모됩니다. 따라서, 설계 단계에서 발생 가능한 전기적 노이즈를 예측하고 대책을 반영할 수 있는 EMC-aware design이 필요합니다.

본 세미나에서는 구동계의 EMC-aware design을 위한 다양한 기법을 리뷰하고, 그 장단점을 살펴볼 예정입니다. 이와 함께, BLDC 모터의 고주파 모델링 및 시뮬레이션을 통해 방사 노이즈 특성을 예측하고 이를 실험적으로 검증한 결과를 소개합니다.

차량용 무선통신/임베디드 시스템의 고주파 노이즈 관리 및 EMC 디버깅 기술 (원리 및 사례 중심)

본 세션은 자동차 EMC 엔지니어링 분야에서 실무적 성과를 이루고자 하는 디버깅, 측정, 시뮬레이션 엔지니어들을 위한 것입니다. 미래 자동차 산업은 전장 모듈 설계 엔지니어에게 매우 중요한 역할을 부여하고 있으며, 본 세션은 그들을 위한 EMC 기술의 핵심 원리와 실무 능력을 제공합니다.

본 세션에서는 이론이 아닌 실제 EMC 해결 사례를 중점적으로 살펴볼 예정이며, 미래 자동차 EMC 설계 기술에 초점을 맞춰, 자동차 전장 모듈 설계 엔지니어가 직면하고 있는 EMC 문제와 도전 과제를 다룰 것입니다.


실제 케이스 스터디를 통해, 무선 통신 및 임베디드 시스템의 고주파 노이즈 관리/EMC디버깅 등과 관련된 향상된 해결책을 제시해보고자 합니다.

전도성 EMI 저감을 위한 능동EMI 필터 설계 기술

현재 대부분의 전기시스템은 스위칭 동작 기반의 전력전자 시스템을 사용합니다. 스위칭 전력전자 소자는 상당한 전자기 간섭 (EMI) 문제를 유발하여, EMI 필터가 필수적으로 이용되고 있습니다.

따라서 EMI 필터의 효율적 설계가 중요한데, 요구되는 전력 용량이 증가함에 따라, 기존 수동 소자 기반의 EMI 필터는 크기 증가, 가격 증가, 발열 증가 등의 심각한 문제가 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 능동 EMI 필터 기술이 개발되어, 시장에 도입되고 있습니다. 본 세미나에서는, 전도성 EMI 저감을 위한 능동 EMI 필터 기술을 주요하게 소개하려 합니다.

원포인트 EMC 설계 및 디버깅 기술 자문
(오후 13시부터, 컨퍼런스룸B)

전장품 설계에 있어서 EMC 관련해, 2가지 고민이 있습니다.

△첫 번째는 EMC 인증 시험 NG 발생 후, “EMC 인증 시험 PASS를 위해 무엇을 해야 하는가?”
△두 번째는 전장품 설계 단계에서, “이렇게 설계하면 EMC 인증 시험 PASS 될까?” 라는 것입니다.

EMC 인증 시험 NG가 발생한 경우, 대부분은 일단 ‘차폐 추가, 필터 추가 혹은 디커플링 커패시터 추가’ 등의 활동을 해봅니다. 잘되면 오케이(OK), 안되면 새로운 솔루션을 찾으려고 합니다.


하지만, 솔루션 적용에 앞서 발생 원인의 정밀 진단부터 수행해야 합니다. 발생 원인 진단을 위해, EMC 기술의 이해도 필요하지만 제품 동작 특성을 이해하는 것도 매우 필수적입니다. 발생 원인이 진단되면, 그에 맞는 최적의 솔루션을 찾아서 적용할 수 있습니다.


설계 단계에서 EMC 특성을 예상하는 것은 매우 어려운 활동입니다. 시뮬레이션을 통해 예측할 수 있지만, 시뮬레이션 기술도 역시 어렵고 시간도 오래 걸리며 때로는 불가능한 경우도 있습니다.


하지만, 설계 단계에서 하려는 결정이 유리한 방향인지, 불리한 방향인지는 추정할 수 있습니다. 이에 대한 내용은 오전에 실시되는 이론 교육을 참고해 주시기 바랍니다.


이러한 고민을 갖고 계신 엔지니어 분들을 위해, 무료 원포인트 기술자문 프로그램을 기획하게 되었습니다. 비록 매우 짧은 기술 자문 시간이지만, EMC 관련 고민 사항을 어느 정도 해소할 수 있기를 기원합니다.