전자기 적합성 시뮬레이션
EMC 표준을 통한 가상 테스트 규정 준수
전자기 적합성이란?
전자기 적합성(EMC)은 다른 장치를 방해하지 않으면서 해당 환경에서 의도된 대로 작동하는 전자 장치의 기능을 설명합니다. 전자기 간섭(EMI) 제어는 모든 전자 장치 개발의 중요한 부분입니다. 법적으로 제품은 상용 전기 및 전자 시스템의 EM 방출과 내성을 규제하는 국제 EMC 표준을 준수해야 합니다. 성공적인 제품은 EMC와 크기, 비용, 성능과 같은 설계 요구 사항 간의 균형을 유지해야 합니다. 이러한 균형을 찾는 일은 엔지니어에게 큰 과제가 될 수 있습니다. 잠재적인 EMI 문제를 조기에 파악할수록 설계 프로세스에서 미치는 방해가 줄어듭니다. 초기 단계에서 EMC 규정 준수 설계를 포함하면 나중에 비용이 많이 드는 추가 개발 반복을 피할 수 있습니다.
EMC 인증
전자기 적합성(EMC) 규정은 장치가 다른 전자 장치를 방해할 수 있는 전자기장을 방출하지 않도록 보장합니다. 장치는 또한 근처 장치와 낙뢰 또는 전자기 펄스와 같은 환경적 전자기 효과(E3)의 전자기 간섭(EMI)을 견뎌야 합니다. 이러한 규정을 준수하기 위해 전자 제품은 시장에서 출시되기 전에 EMC 테스트를 거치고 인증을 받아야 합니다. 인증은 규정 준수를 입증할 뿐만 아니라 고객에게 전기 시스템이 전자기 환경에서 정상적으로 작동한다는 것을 보장합니다.
초기 EMC 규정 준수 설계의 이점
엔지니어는 EMC 규정 준수 설계를 초기 단계에 포함함으로써 나중에 비용이 많이 드는 개발 반복 작업을 피함으로써 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 또한 잠재적인 EMC 문제를 설계 프로세스 초기에 식별하여 해결할 수 있으므로 전반적인 설계 최적화를 할 수 있습니다.
시뮬레이션이 EMC에 어떻게 도움을 줍니까?
전자기 시뮬레이션은 엔지니어에게 회로 기판을 통한 전류 흐름에서 공동 사이트 안테나 사이의 필드 전파에 이르기까지 장치의 모든 EMC 관련 측면을 자세히 볼 수 있도록 도와줍니다. 테스트 전에 잠재적인 문제를 식별하고 해결하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 개발 시간과 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 MIL-STD와 같은 다양한 표준에 따라 규제 EMC 테스트에 실패할 위험도 줄일 수 있습니다. SIMULIA의 시뮬레이션 포트폴리오에는 빠르고 정확한 3D 솔버 기반의 간섭 및 EMC 해석을 위한 다양한 전문 도구가 포함되어 있습니다.
EMC 소프트웨어 애플리케이션:
- EMC 규칙 확인
- EMC 가상 테스트
- 공동 사이트 간섭 해석
- E3 - 전자기 환경 효과
- 케이블 하니스 시뮬레이션
CST Studio Suite 기술을 통해 관련 EMC 범주의 방출 및 내성을 연구할 수 있습니다. 또한, 매우 크고 복잡한 설정을 효율적으로 처리할 수 있는 능력이나 케이블 같은 특정 문제 등급에 가장 적합한 솔버 간의 하이브리드화를 통해 시스템 수준의 효과를 조사할 수 있습니다.
EMC/EMI 애플리케이션
- 혼선 및 감도 저하
- 기중 방전법
- 접촉 방전 방법
- 벌크 전류 주입
휴대폰에서 누화 및 감도 저하 시뮬레이션
이 대화형 인포그래픽에서는 휴대폰 설계에 영향을 미치는 전자파 적합성(EMC) 및 신호 무결성(SI) 문제를 설명하기 위해 짧은 동영상을 사용합니다.
USB 3.2는 최대 20GBit/s의 데이터 속도를 제공합니다. 이러한 고속 신호는 무선 주파수(RF)에서도 다른 전자 시스템에 영향을 미칠 수 있는 광대역 소음을 생성하며, 종종 RF 감도 저하 및 누화로 이어집니다.
전자기 시뮬레이션은 장치 내부의 전류와 전자기장의 분포를 해석하여 이들이 전파되는 방법을 보여주고 간섭 문제를 일으킬 수 있는 커플링 경로를 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 이 정보를 통해 엔지니어는 트레이스의 경로를 개선하고, 비아 펜스와 같은 간섭 완화 구성 요소를 추가할 수 있습니다.
ESD 테스트 시뮬레이션 - 기중 방전법
기중 방전법에서는 테스트 생성기의 충전된 전극이 테스트 중인 장치(DUT)에 가까이 접근하고 방전은 장치에 스파크가 발생하여 작동합니다. 이 백서에서는 SIMULIA CST Studio Suite를 사용하여 정전기 방전(ESD) 생성기 테스트 설정을 모델링하고, IEC 표준 IEC 61000-4-2에 명시된 공기 방전에 대한 여러 테스트 수준에 대해 시뮬레이션을 수행합니다.
ESD 테스트 시뮬레이션 - 접촉 방전 방법
정전기 방전 테스트를 위한 접촉 방전 방법에서는 테스트 생성기의 전극이 테스트 중인 장비(EUT)의 전도부와 직접 접촉합니다. 방전 스위치는 생성기 내의 방전을 활성화합니다. IEC 61000-4-2는 ESD 생성기에서 주입된 파형을 보정하는 절차를 설명합니다. 파형 특성을 이상적인 생성기 파형 특성과 비교합니다.
벌크 전류 주입
벌크 전류 주입(BCI) 기법은 전자 장치의 내성 테스트를 위한 비침습적 방법입니다. 전자기장을 사용하여 노이즈 신호를 장치에 결합합니다.
일반적인 벌크 전류 주입 테스트의 시뮬레이션을 수행하는 방법을 알아보세요.
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EMC 및 EMI에 대한 FAQ
전자기 간섭(EMI)은 전자기장에 의해 발생하는 장애를 말합니다. 일반적으로 노이즈로 간주되며, 전자 장치의 성능에 영향을 미쳐 데이터 손실 또는 오작동을 야기합니다. EMI의 소스는 다양합니다.
전자기 복사(EMR)는 전자기파 형태로 소스에서 방출되거나 방사되는 전자기 에너지입니다. EMR의 소스는 예를 들어 태양 복사선과 같이 자연적일 수도 있고, 통신 안테나와 같이 설계에 의한 인공적일 수도 있으며, 전자 장치에서 나오는 무선 주파수 방출과 같은 비자발적 소스일 수도 있습니다. 어떤 경우에든, 이는 EMI의 소스가 되어 작동 중단으로 이어질 수 있습니다. 이런 의미에서 EMR은 전자 장치의 작동을 방해하는 현상입니다.
EMC 테스트의 목적은 크게 두 가지입니다. 첫째, 장치에 의해 발생하는 전자기 간섭(EMI)을 평가하여 전자기 환경 내에서 다른 장치의 기능을 방해하지 않도록 보장합니다.
둘째, EMC 테스트는 EMI에 대한 장치의 내성을 평가하여 외부 전자기 장애나 노이즈에 노출된 경우에도 올바르게 작동하는지 확인합니다. 여기에는 동일한 주파수 범위에서 작동하는 장치와 같은 일반적인 간섭과 번개, 전자기 펄스 등의 극단적인 상황으로 인한 간섭이 모두 포함됩니다.
EMC 테스트의 목적은 해당 기기가 규제 기관에서 정한 관련 표준을 준수한다는 것을 증명하는 인증을 획득하는 것입니다.
전자기 간섭(EMI)은 전자기 장애로 인해 발생하는 장비 또는 전송 채널이나 시스템의 성능 저하되는 것으로 정의됩니다(IEV 161-01-07).
전자기 적합성(EMC)은 장비 또는 시스템이 해당 환경의 어떤 것에도 견딜 수 없는 전자기적 교란을 일으키지 않고 해당 전자기 환경에서 만족스럽게 작동할 수 있는 능력입니다(IEV 161-01-07).
EMC는 전기 시스템의 EMI를 방지하기 위한 규칙과 한계를 설정합니다. EMC 테스트는 IEC, MIL-STD, CISPR 또는 FCC Part 15와 같은 표준에 따라 장치의 감수성 또는 내성과 방사성 방출을 평가하여 민간 또는 군사용 애플리케이션을 위해 수행합니다.
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