전자기 호환성테스트인 EMC Test는 전자 및 전기 장치가 전자기 간섭(EMI)을 받을 때 제대로 작동하는지 확인하고 다른 장치나 시스템을 방해할 수 있는 허용할 수 없는 수준의 전자기 방출을 생성하지 않는지 확인하는 데 사용되는 중요한 프로세스입니다. 이 글에선 다양한 산업 분야에서 활용되는 EMC Test와 그 중요성에 대해 자세히 알아보겠습니다.
EMC Test란?
EMC Test는 해당 장치가 전자파의 영향을 받지 않는지, 또는 해당 장치가 전자파를 발생 시켜 다른 전기 장치에 영향을 주는지를 확인하는 Test 입니다. 이에 따라 해당 Test는 전기 장치의 생산과정과 포장과정 그리고 판매 단계에서 실행 됩니다. 우리나라에선 이 Test 를 통과한 후에 CE 마크를 획득할 수 있습니다.
규정 준수 표준
EMC Test는 국제전기기술위원회(IEC), 미국 FCC(연방통신위원회) 및 유럽 연합의 EMC 지침과 같은 조직에서 정한 규정 표준을 준수하는지 확인합니다. 모든 전기 장치 들은 서류 연결되거나 근처에 가까이 있을 때는 서로에게 영향을 줍니다. 국제전기기술위원회 및 미국 FCC등 세계의 선진국가에서는 이러한 현상에 대해 체계를 갖추고 제작단계에서부터 비호환성을 줄이기 위하여 규정과 표준을 만들었습니다. 이러한 표준중 전자기 방출에 대한 제한을 정의 내리고 EMI에 대한 내성 수준을 정의하는 것이 EMC Test에서 확인하는 것입니다.
Test 방법
EMC Test에는 방사성 방출 테스트, 전도성 방출 테스트, 방사성 내성 테스트 및 전도성 내성 테스트를 포함한 다양한 테스트 방법이 포함됩니다. 이러한 테스트는 무향실, 차폐실 및 정밀 측정 장비를 갖춘 전문 EMC 테스트 실험실에서 수행됩니다. 앞서 말한 것처럼 어느 단계에서나 Test를 할 수 있습니다. 개발 및 제작 판매 단계 중 모든 단계에서 중간 중간에 샘플 제품을 제작하여 Test를 하면 상당히 비용도 적게 들고 시간도 단축 됩니다.
Test가 완료되고 장치가 EMC 표준을 준수하는 것으로 확인되면 EMC 준수 인증과 CE 인증을 받아 각종 시장 및 산업분야 에서 합법적으로 판매 및 사용될 수 있습니다.
EMC Test는 어떤 것을 측정하는가?
EMC Test에서는 전자기 호환성을 보장하기 위해 전자 및 전기 장치를 평가하는 작업이 주요 업무입니다. 즉, 해당 장치가 다른 장치에 간섭을 일으키거나 외부 소스의 간섭을 받지 않고 의도한 환경에서 제대로 작동할 수 있는지 확인하는 것입니다.
EMC Test에는 다양한 전자기 조건에서 장치의 성능을 평가하기 위한 다양한 매개변수, 방출 및 민감성 테스트가 포함됩니다. 다음은 EMC Test에서 테스트의 종류에 따라 각각 설명을 나누어 보았습니다.
방사선 내성 테스트
이 테스트는 해당 장치에서 공기를 통해 방출되는 전자기 방사선의 양을 측정합니다. 이는 허용 가능한 한도 내에서 의도하지 않은 방출을 제어하는 장치의 능력을 평가하는 목적으로 수행됩니다. 테스트 설정에는 일반적으로 무향실에 장치를 배치하고 다양한 주파수 대역에서 방사 방출을 측정하는 작업이 있습니다.
또한 전도 방출 테스트는 장치에 연결된 전원 케이블 또는 신호 라인을 통해 전도되는 전자기 간섭을 평가합니다. 이는 전도성 방출을 허용 가능한 수준으로 제한하는 장치의 능력을 평가하여 전력망이나 통신 회선에 간섭을 주지 않는지 확인하는 것입니다.
면역 테스트
면역 테스트 중에 방사 내성 테스트는 외부 소스의 전자기 방사선에 대한 장치의 탄력성을 평가합니다. 장치는 실제 작동 조건에서 성능을 평가하기 위해 특정 강도 및 주파수의 전자기장에 노출됩니다. 이 테스트는 전자기 간섭에 노출되어도 장치가 계속 올바르게 작동하는지 확인하는 것입니다.
면역 테스트 중 전도 내성 테스트는 전원 케이블이나 신호 라인을 통해 전도되는 전자기 간섭에 대한 장치의 민감성을 평가하는 것입니다. 장치는 중단 없이 작동할 수 있는 능력을 평가받기 위해 전원 공급 장치 또는 통신 포트에 직접 주입된 전기 교란의 영향을 받습니다.
고조파 및 플리커 테스트
고조파 테스트는 전원 공급 장치의 기본 주파수의 배수인 장치의 고조파 방출을 평가합니다. 과도한 고조파는 전기 네트워크에서 전력 품질 문제를 발생 시켜 장비 오작동이나 비효율성을 초래할 수 있습니다. 고조파 테스트를 통해 고조파 왜곡 제한을 관리하는 표준 준수를 보장 할 수 있습니다.
여기서 말하는 고조파란 기술적으로 정상 작동되는 주파수의 정수배에 사인 모양 파형의 전압과 전류를 지칭하는 말입니다. 이러한 고조파 시스템은 평상시에 문제가 없어야 하지만 특정 요인에 의해 주파수의 파형이 바뀌게 되고 이러한 주파수의 변형은 다양한 문제를 일으키게 됩니다.
고조파로 인한 문제는 크게는 장치에서 생기는 발열문제와 예상치 못한 기계의 진동과 여러가지 전기장치들의 회로의 과열 및 그로인한 고장등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 기계적인 문제 외에도 소프트웨어적으로 측정이 잘못 되거나 비정상적인 작동을 유발 할 수 있으므로 이러한 것들을 방지하기 위하여 EMC test에서는 고조파를 테스트 합니다.
깜박임(플리커) 테스트는 조명이나 디스플레이 화면의 시각적 깜박임을 유발할 수 있는 전압 변동에 대한 장치의 민감성을 평가합니다. 이러한 변동은 부하 또는 전원 공급 조건의 급격한 변화로 인해 발생할 수 있습니다. 플리커 테스트를 통해 장치는 다양한 전압 조건에서 안정적인 성능을 유지하는지 평가 합니다.
정전기 방전(ESD) 테스트
ESD 테스트는 대전된 물체와 접촉하거나 정전기 축적이 발생할 때 발생할 수 있는 정전기 방전에 대한 장치의 저항을 평가합니다. 쉽게 말해 해당 장비가 정전기를 발생하여 주변이나 그 장치 자체로서 오작동을 일으킬 수 있는지 없는지를 확인하는 테스트 입니다.
정전기와 같은 전자파를 인가하여 장비의 전자파 내성을 측정하는 평가가 여기에 포함되어 있는데 이러한 테스트를 통해 A등급, B등급, C등급 이렇게 성능을 나누게 됩니다. 일반적으로 A등급과 B등급이 사용하기에 적합 판정 기준이며, 등급별 세부 내용은 아래와 같습니다.
| A | 시험 중 그리고 Test 종료 후에도 정상 상태를 유지하는 경우 |
| B | Test 도중 장비의 성능이 저하되지만, Test 종료 후 정상상태로 스스로 복구 하는 경우 |
| C | Test도중 장비의 성능이 저하되며, Test 종료 후 정상상태로 스스로 복구가 불가능한 경우. 전원의 Power cycle 및 Restart 를 통화여 복구가 가능 |
Overload 및 Surge 테스트
Overload & Surge 테스트는 전원 공급 장치 또는 통신 회선의 갑작스러운 전압 스파이크 또는 Surge에 대한 장치의 탄력성을 평가합니다. 이러한 Surge는 낙뢰, 스위칭 이벤트 또는 기타 일시적인 현상으로 인해 발생할 수 있습니다.
Overload & Surge 테스트를 통해 이러한 상황에서도 장치가 손상이나 오작동 없이 견딜 수 있는지 확인합니다. Surge 테스트의 경우에는 높은 피크의 전압을 마치 낙뢰현상과 같은 조건을 구현하여 다양한 위상(0,90,180,270)으로 인가하여 테스트 하게 됩니다.
자기장 내성 테스트
자기장 내성 테스트는 전력선, 모터 또는 변압기와 같은 외부 소스에 의해 생성된 자기장에 대한 장치의 민감성을 평가합니다. 장치는 특정 강도와 주파수의 자기장에 노출되어 자기 간섭이 있을 때의 성능을 평가합니다.
자기장 테스트에서 테스트 하는 포인트는 두 가지 입니다. 장치가 작동중에 노이즈 및 자기장을 방출하지만 허용 가능한 수준이어야 하며, 노이즈의 영향을 받지 않아야 한다는 것입니다. 과거의 CRT 모니터의 경우에는 이 자기장 내성 테스트가 필 수 였으나 현재 LCD,LED 모니터가 나오는 경우에는 필수는 아니라고 합니다.
제품에 코일이 들어가는 경우게 대부분 필수 검사 대상 품목이 됩니다.
EMC Test가 필요한 산업
EMC Test는 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿, TV, 가전제품 및 산업 기계를 포함한 전자 장치 및 전기 장비에 필수적입니다. 전자기 간섭으로 인한 오작동, 데이터 손상 또는 안전 위험을 방지하려면 EMC 규정 준수를 보장하는 것이 중요합니다.
현대 자동차에는 엔진 제어 장치, 내비게이션 시스템, 엔터테인먼트 시스템 등 수많은 전자 시스템이 포함되어 있습니다. EMC Test는 이러한 시스템이 안정적으로 작동하고 서로 또는 GPS나 무선 신호와 같은 외부 통신 시스템을 방해하지 않는지 확인하는 데 중요합니다.
항공기, 우주선, 군용 장비에는 작동 안전과 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 EMC 요구 사항이 적용됩니다. EMC Test는 이러한 시스템이 성능 저하 없이 레이더 시스템이나 통신 네트워크와 같은 외부 소스의 전자기 간섭을 견딜 수 있는지 확인하기 위해 수행됩니다.
의료 기기에도 EMC Test는 필요합니다. 특히 MRI 기계, 심장박동기, 모니터링 장비와 같은 의료 기기는 전자기 간섭에 매우 민감합니다. 다양한 전자 장치가 존재하는 병원 환경에서 이러한 장치가 안전하고 정확하게 작동하는지 확인하려면 EMC Test가 필수적입니다.
통신장비는 물론 EMC Test가 필요합니다. 휴대폰, 기지국 및 무선 라우터를 포함한 통신 장비는 안정적인 통신과 전자기 방출 및 내성을 관리하는 규제 표준 준수를 보장하기 위해 EMC Test를 거쳐야 합니다.
에너지 및 전력 시스템에 관한 장비들도 EMC Test가 필요합니다. 발전, 전송 및 배전 시스템은 낙뢰, 전력 서지 및 전자기 펄스로 인한 전자기 간섭에 취약합니다. EMC Test는 전자기 교란에 직면하여 이러한 시스템의 신뢰성과 복원력에 관하여 보장하는 역할을 합니다.
결론적으로 EMC Test는 광범위한 산업 전반에 걸쳐 전자 및 전기 장치의 신뢰성, 안전성 및 규정 준수를 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. EMC Test는 전자기 간섭 문제를 식별하고 완화함으로써 전자 시스템의 무결성을 유지하고 점점 더 복잡해지고 상호 연결된 환경에서 전자 시스템이 올바르게 작동하도록 보장합니다.