전자기 적합성(EMC)은 시스템 통합 및 임베디드 전자 제품 설계에서 매우 중요한 고려 요소입니다. 전자기 적합성이란 전자 장비가 전자기 에너지를 발생·전송·수신하는 과정에서 다른 장비에 간섭을 주지 않으며, 동시에 외부 전자기 간섭의 영향을 받지 않고 정상적으로 동작할 수 있는 능력을 의미합니다.

글로벌 시장에서 규제 기준의 중요성이 점점 커짐에 따라, EMC는 제품 인증 및 상용화를 위한 핵심 요구 사항으로 자리 잡았습니다. 특정 국가의 EMC 요구 사항을 충족하지 못하는 제품은 해당 시장에서 합법적으로 판매될 수 없습니다. 전자 기술이 지속적으로 발전함에 따라, EMC는 전자 장비 및 시스템 설계에서 기존의 전통적인 설계 기준과 동일한 수준으로 중요해지고 있습니다.

EMC의 구성

EMC는 크게 두 가지 항목으로 구성됩니다: EMI(전자기 방출)와 EMS(전자기 내성).

EMI 시험 항목:

RE(방사 방출), CE(전도 방출), Harmonic(고조파), Flicker(플리커)

EMS 시험 항목:

ESD(정전기 방전), EFT(전기적 과도 현상), DIP(전압 강하), CS(전도 내성), RS(방사 내성), Surge(서지, 낙뢰), PMS(전원 주파수 자기장 내성)

앞서 언급한 바와 같이 EMC는 EMI와 EMS의 두 가지 주요 시험 항목으로 구성됩니다. EMI 검증의 핵심은 전기·전자 제품이 동작 중 자체적으로 방출하는 전자기 에너지의 크기입니다. 방출 에너지가 클수록 주변 전자 기기에 간섭을 일으킬 가능성이 높아집니다. 따라서 전자기 방출 에너지는 가능한 한 낮은 수준으로 억제되어야 하며, 각 규격에서 정의한 한계값을 스펙트럼 상에 표시함으로써 제품 동작 중 한계 초과 위험 여부를 판단할 수 있습니다.

반면 EMS 검증은 전기·전자 제품 자체의 전자기 내성, 즉 외부 간섭에 대한 저항 능력을 평가하는 데 중점을 둡니다. 다른 전자 기기와 함께 동작할 때 오동작이 발생할 가능성이 있는지 확인하기 위해 외부 전자기 에너지를 시험 대상에 지속적으로 인가하고, 해당 전자기 환경에서 예상치 못한 오동작이 발생하는지 여부를 관찰합니다.

시스템 통합 제품의 표준 시험 항목에는 EMI 프리 스캔(방사 RE 및 전도 CE 포함)이 포함되어 있으며, 본 문서에서는 실제 사례 공유를 위해 RE 시험을 예로 들어 설명합니다.

맞춤형 시험 사례는 고객의 요구 사항에 따라 결정됩니다. 본 예시에서 수행된 시험 항목은 방사 RE, 전도 CE, 정전기 ESD, 방사 내성 RS이며, 맞춤형 프로젝트의 특성상 해당 사례는 별도로 공개하지 않습니다.

적용 규격:

사례 공유: RE(방사 방출 시험)

실제 RE 검증에서는 전자기 방출을 수직 편파와 수평 편파 두 가지 모드로 구분하여 시험합니다. 수신 안테나의 각도를 조정하여 두 모드를 측정하며, 안테나 각도를 설정한 후 DUT(Device Under Test)를 정상 동작 상태로 가동하고, DUT 회전 테이블을 360도 회전시켜 다양한 각도에서 방사 특성을 스캔합니다.

다음 사례는 Smart Display 4.3인치 제품의 초기 설계 단계에서 EMI 프리 스캔을 수행한 결과, EN 55011 기준을 초과한 방사 특성이 확인된 경우입니다.

1차 EMI 프리 스캔 이후, 기준 초과 주파수를 분석한 결과 756MHz와 972MHz에서 상대적으로 높은 방사 레벨이 확인되었습니다. 해당 주파수를 기준으로 시스템 내 기본 신호를 추적하여 간섭원의 가능성을 분석하고, 해당 신호를 억제하는 EMI 저감 대책을 적용하였습니다.

분석 결과에 따라 신호 경로에 페라이트 비드를 직렬로 추가하여 고주파 고조파 성분을 억제하였으며, 이후 재검증을 통해 EN 55011 기준을 만족하는 결과를 확인하였습니다. 프리 스캔 결과는 아래와 같습니다.

결론:

고객 요구 사항을 충족하는 품질 확보를 위해 Winstar는 Smart Display 표준 모델 출시 후 EMI 프리 스캔을 수행하고, 해당 시험 보고서를 고객에게 제공하여 EMC/EMS 인증을 고려한 제품 설계에 참고할 수 있도록 지원합니다.

또한 상기 방사 특성 분석 사례와 같이, 고객이 요구하는 규격을 충족하는 제품 설계 및 개발이 가능하며, 다양한 시장의 EMC/EMS 요구 사항을 만족하는 솔루션을 제공합니다. 이를 통해 고객의 최종 제품이 보다 안정적이고 신뢰성 있게 시장에 출시될 수 있도록 지원합니다.