최근 노이즈 관련 EMI, EMS, EMC 문제 불거져
노이즈 줄이려면 전자파의 전도 및 흡수 막아야
제품 개발 초기 단계부터 원인 파악하는 것 중요


5G·6G, AI, IoT, AR·VR, 빅데이터, 클라우드, 자율주행 등의 기술이 발달하며 고속 신호를 다루는 고전압 전자기기 수요가 늘어나는 추세다. 고성능화뿐만 아니라 애플리케이션 작동 위치가 실내외를 가리지 않으면서 소형화도 가속 중이다.

전자제품의 고성능화, 소형화 경향은 전자제품 설계자에게 전자파 노이즈 이슈를 해결해야 한다는 과제를 던져줬다. 전자파 노이즈를 효과적으로 줄일 수 없다면 제품의 출시조차 불가하다. 그러나 노이즈 원인은 다양하고, 제품 개발이 진행될수록 사용 가능한 대책 기술과 수단은 제한된다. 소요 비용은 점점 증가한다.

노이즈는 제품 개발 초기 단계부터 충분히 검토하고 평가해야 여유로운 노이즈 대책 수립이 가능하다. 전자제품 개발자는 노이즈의 종류와 성질을 이해하고, 각 노이즈와 디바이스에 걸맞은 대책을 효과적으로 사용할 수 있어야 한다.

로옴 코리아 테크니컬 센터에서 차량용 반도체 부품 관련 기술 지원 업무를 담당하는 송오용 선임연구원에게 다소 난해하고 까다롭게 여겨지는, 전자파 노이즈 관련 EMI, EMC, 그리고 EMS 문제에 엔지니어가 어떻게 접근해야 하는지 물었다.



Q. 업계에선 보통 회로의 전자파 관련 문제를 EMI/EMC 이슈라고 하는데, EMI, EMC, 그리고 EMS 등의 정확한 명칭과 그 의미는 무엇입니까?

A. EMI는 ‘Electromagnetic Interference’의 약자로, 개발된 세트가 얼마나 전자파를 발생시키는지, 전자파 발생원의 시점에서 확인하는 작업입니다. EMS는 ‘Electromagnetic Susceptibility’의 약자로, 개발된 세트가 전자파로부터 얼마나 영향을 받는지, 즉, 세트가 얼마나 전자파에 취약한지를 확인하는 작업입니다.

EMC는 ‘Electromagnetic Compatibility’의 약자로, 전자 양립성을 의미하며, 업계에선 일반적으로 EMI와 EMS를 통합하여 아우르는 용어로 사용됩니다.



Q. 전자파는 보통 어떻게 발생하고 어떻게 퍼집니까?

A. 도선이나 회로에 전류가 흐르면 자기장이 발생합니다. 이때 발생한 전자파는 도선 등을 통해서 흘러나오거나, 전파 형태로 공기 중에 퍼져나갑니다.



Q. EMC 문제는 원인이 다양하고 파악하기 어렵다고 하는데, 엔지니어는 어떻게 이를 분석해야 합니까? 대표적인 방법론을 소개해주십시오.

A. EMC 문제는 부품이나 회로의 기생 용량 및 과도 특성 등 다양한 요소로 인해 발생하므로 쉽게 유추할 수 없습니다. 대부분은 EMC 관련 인증 시험을 통해 문제점을 확인합니다. EMI의 경우, 일반적으로는 NF(Near Field) 프로브 등으로 해당 주파수가 어디에서 발생하는지 특정하여 대책을 세우게 됩니다.



Q. 전자파 노이즈를 줄이는 방법으로 보통 차폐를 떠올립니다. 차폐의 장단점과 차폐 이외에 다른 방법으론 어떤 것들이 있습니까?

A. 차폐는 전자파를 줄이는데 상당히 효과적인 방법입니다. EMI, EMS 문제를 동시에 해결할 수 있다는 장점이 있지만, 비용이 상승한다는 단점도 있습니다.

차폐 이외의 방법으로는 IC 내부에 주파수 관련 설정을 변경하거나, 전자파를 반사 및 흡수하는 필터를 추가하고, 레이아웃 등을 변경하는 방법이 있습니다.



Q. 노이즈를 줄이는 데 사용되는 디바이스로는 어떤 것들이 있습니까?

A. 노이즈를 줄이려면 전자파의 전도와 흡수를 막아야 합니다. 현장에선 전도를 막기 위해서 LC 필터를 주로 이용하며, 흡수를 위해선 페라이트 코어나 비드를 추가합니다. 그 외 커패시터나 바리스터, 또는 실드 캔을 이용하기도 합니다.



Q. PCB 상에서 EMC 문제를 겪는 디바이스는 많습니다. 전원 분야, 특히 DC/DC 컨버터를 9/14 웨비나에서 다루게 된 이유는 무엇입니까?

A. 전원 회로는 모든 전자 회로에서 필수적으로 사용되는 회로입니다. 최근의 전자기기는 예전과 비교해 고성능 다기능 설계가 요구돼 노이즈가 증가하고 있습니다. 로옴은 이번 세미나를 통해 전자 엔지니어들이 전원 부분에서 EMC 문제에 봉착할 경우, 조금 더 쉽게 문제를 해결할 수 있도록 도움이 되고자 합니다.



Q. 로옴의 EMC 해결용 제품, 솔루션, 서비스 등을 소개해주십시오.

A. 로옴은 EMC 관련 문제를 회피할 수 있도록 전원 IC에 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator) 기능을 탑재하거나, 외부 클럭에 동기 동작할 수 있는 기능성 제품을 다수 구비하고 있습니다. 또한, 낮은 신호 증폭 탓에 EMS에 취약한 기존 연산 증폭기(OP Amp)를 보완한, EMS 특화 ‘EMARMOUR™’ 시리즈 제품을 개발해 자동차와 산업기기 시장에서 높은 평가를 받고 있습니다.

그뿐만 아니라, 전원 설계 엔지니어가 EMC 대책을 수립하는 데 도움이 되도록 EMC 기초 콘텐츠를 제공하며, 담당 FAE를 통해서 IC 선정부터 회로 구성에 이르기까지 토털 솔루션에 대한 기술 지원을 지속해서 전개하고 있습니다.



DC/DC 컨버터의 EMC 대책에 대한 자세한 정보는 오는 9월 14일(화) 오전 10시 30분에 있을 로옴 웨비나에서 확인하실 수 있습니다.