2 EMI 및 방사 방출 소스

EMC는 전기 시스템이 EMI가 있는 환경에서 제대로 작동하고 관련 표준[1]에 명시된 제한을 초과하는 전자기 환경에 대한 간섭원이 되지 않을 수 있는 능력을 말합니다.

EMI는 방사 또는 전도될 수 있습니다. 방사 간섭은 무선 전파의 형태로 이동하며 RF 간섭이라고도 합니다. 전도 간섭은 신호와 전력을 전달하는 케이블의 전류 흐름에 의해 생성되는 자기장에서 발생합니다.

이 문서의 초점은 방사 방출을 최소화하는 데 있습니다. PCB(인쇄 회로 기판) 또는 해당 PCB에 장착된 집적 회로(IC) 내부의 경우 방사되는 방출의 주요 소스는 다음과 같습니다.

• 디지털 신호 전환 중 전압 레벨이 급변하는 클록킹 신호와 같은 스위칭 신호. 이는 신호의 고주파 구성 요소 때문에 발생합니다. 스위칭 및 클로킹 신호는 IC 내/간에 다양한 구성 요소의 작동을 동기화하기 위해 반드시 필요합니다.
• 전원 공급 라인을 통해 소비 전류의 급격한 변화를 일으키는 스위칭 레귤레이터 및 기타 구성 요소.
• 입력/출력 버퍼, 특히 고속 신호 전환을 처리하기 때문에 USB, HDMI 또는 이더넷과 같은 고속 인터페이스와 관련된 버퍼.
• IC 내부 회로에서 기본 신호보다 높은 주파수의 비선형 동작으로 생성된 고조파.
• IC의 상호 연결 및 구조에서의 기생 커패시턴스, 인덕턴스 및 저항.
• ESD 보호 회로를 트리거하는 ESD(정전기 방전) 이벤트.

그림 2 에서는 TI의 AMC131M03 갈바닉 절연 ADC(아날로그-디지털 컨버터) [8]와 내부 아키텍처 및 PCB의 연결로 인해 발생하는 주요 방사 방출 소스를 보여줍니다. ADC는 3상 에너지 계량 애플리케이션에서 사용되며 그림 2에서는 1상(위상 A)용 회로를 보여줍니다. 신호 체인은 에너지 모니터링을 위한 전압 및 전류 측정을 추출하도록설계되었습니다[8]. ADC 채널 0은 션트 레지스터를 사용하여 위상 전류를 측정하고, 채널 1은 저항식 분할기를 통해 위상 전압을 측정합니다[8]. 방출에 가장 연관성이 높은 요인은 고전압 측[8]에서 절연 전원 공급 장치를 생성하는 내부 스위칭 DC/DC 컨버터(그림 1의 a)입니다. 두 번째 가장 높은 방사 방출 소스는 적층형 커패시터 장벽 [8], [9]을 통해 고주파 온/오프 키잉 전송을 사용하여 구현되므로 디지털 절연(그림 2의 b)입니다. 또한 클록 신호는 ADC 모듈레이터 클록 CLKIN(그림 2의 c)과 ADC와 마이크로컨트롤러(그림 2의 d) 사이의 디지털 통신 인터페이스와 같은 넓은 주파수 범위에서 방사선을 방출합니다.