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전자기 간섭으로 인한 제품 오작동을 방지하려면 emi 필터와 emi 차폐 기술이 필수이므로, emi 시험과 emc 필터의 차이까지 상세히 설명해 드리겠습니다.

전자기기의 성능이 향상되고 회로 설계가 점점 더 고집적화됨에 따라, 전자기 간섭(EMI) 문제는 산업 전반에서 더욱 심각하게 대두되고 있습니다. EMI는 통신 오류, 데이터 손상, 기기 오작동 등 다양한 문제를 초래할 수 있기 때문에 이를 효과적으로 제어하는 기술은 제품의 안전성과 신뢰성 확보에 필수적입니다.

이번 글에서는 이러한 관점에서 EMI 뜻은 물론, EMI 필터, EMI 차폐, EMI 시험, 그리고 EMC 필터에 이르기까지 실무에 꼭 필요한 핵심 내용을 종합적으로 정리해보았습니다.

1. EMI란 무엇인가?

1) EMI(전자기 간섭)의 정의와 원리

출처: Freepik

EMI(Electromagnetic Interference)는 전자기기에서 발생하는 전자파가 다른 장비나 시스템에 간섭을 주는 현상을 말합니다. 즉, 하나의 기기에서 발생한 전자기 신호가 인접한 기기의 회로나 센서에 영향을 미쳐, 신호 오류 또는 기능 이상을 일으키는 것을 의미합니다. EMI는 전자기기의 성능을 저하시킬 수 있고, 심한 경우 작동을 완전히 멈추게 할 수도 있습니다.

이러한 전자기 간섭은 크게 두 가지 방식으로 전달됩니다.

• 전도성 간섭(Conducted EMI): 전원선이나 케이블을 통해 전파
• 방사성 간섭(Radiated EMI): 공기 중 전파 형태로 전달

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2) 산업에서의 EMI 영향 

출처: Freepik

전자기 간섭(EMI, Electromagnetic Interference)은 다양한 산업 분야에서 전자기기의 성능 저하, 오작동, 신뢰성 문제를 유발할 수 있는 주요 원인 중 하나입니다. 특히 산업 현장에서는 수많은 장비와 시스템이 동시에 작동하기 때문에 EMI로 인한 영향이 더욱 복합적이고 치명적일 수 있습니다.

🤖 제조 산업: 로봇, PLC, 센서 등 자동화 시스템이 EMI에 노출되면 오작동이나 데이터 오류로 인해 생산 중단이나 품질 문제로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 용접 로봇이 주변의 고출력 장비로부터 방사되는 EMI에 영향을 받으면 제어 신호에 이상이 생기고, 이는 불량 제품 양산으로 연결될 수 있습니다.

🩺 의료 산업: 심박 측정기, 수술 로봇, MRI 등 정밀한 의료기기가 휴대전화, 무선 장비 등으로부터 방해를 받으면 오진 또는 환자 안전에 위협이 될 수 있습니다. 

✈️ 통신 및 항공 산업: EMI가 시스템 간 간섭을 유발해 신호 손실, 통신 오류, 항공기 계기 이상 등을 초래할 수 있습니다. 특히 항공기 내에서는 다양한 무선 시스템이 동시에 운용되기 때문에 EMI 관리는 비행 안정성과 직결된 핵심 이슈입니다.

이처럼 EMI는 다양한 산업의 생산성, 안전성, 신뢰성에 큰 영향을 미치기 때문에 사전 설계 단계에서부터 EMI 필터 및 차폐를 통해 방지하며 시험을 통한 철저한 검증이 필수적입니다.

2. EMI 필터의 필요성

1) EMI 필터란 무엇인가?

출처: Researchgate

전자기기에서 발생하는 전자파 간섭(EMI)은 다른 장비의 오작동을 유발하거나 신호 품질을 저하시킬 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 사용되는 것이 바로 EMI 필터(Electromagnetic Interference Filter)입니다.

EMI 필터는 콘덴서, 코일, 저항 등의 소자로 구성된 회로로, 전자기기와 전원 케이블 사이에 설치됩니다. 가장 이상적인 설치 위치는 전원선이 장비에 진입하는 지점이며, 이때 금속 케이스에 EMI 필터를 장착하면 필터 입력 케이블과 전력선 사이의 커패시턴스 결합까지 효과적으로 차단할 수 있습니다.

EMI 필터의 주된 목적은 전자기기에서 발생해 전원선을 통해 퍼지는 간섭 신호를 억제하거나, 외부 전력망에서 유입되는 간섭이 장비 작동에 영향을 미치는 것을 차단하는 것입니다. 즉, 양방향으로 작동하여 장비가 다른 장비에 간섭을 주는 것도 막고, 장비가 외부 간섭에 의해 영향을 받는 것도 방지합니다. 이러한 특성 덕분에 EMI 필터는 산업용 기기, 통신 장비, 의료기기, 가전제품 등 전기를 사용하는 거의 모든 전자 시스템에 필수적인 부품으로 자리잡고 있습니다.

2) EMI 필터 설계 방법

EMI 필터를 설계하려면 먼저 기기가 어떤 방식으로 간섭(노이즈)을 발생시키는지 측정해야 합니다. 간섭이 차동 모드(전력선과 중성선 사이)일 경우에는 X 커패시터를, 공통 모드(전력선과 접지 사이)일 경우에는 공통 모드 초크와 Y 커패시터를 사용합니다.

대부분의 전자기기는 두 간섭을 동시에 발생시키므로 두 방식 모두 고려해 필터를 설계해야 하며, 측정과 부품 조정을 반복해 최적의 성능을 갖춘 필터를 완성할 수 있습니다.

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3) EMI 필터와 EMC 필터의 차이

EMC 필터는 EMI 필터를 포함한 개념으로, 노이즈 차단뿐만 아니라 외부 전자파에 대한 내성까지 함께 고려해 제품의 전자파 적합성을 종합적으로 관리합니다.

① EMI 필터: 노이즈 제거에 초점

• 특정 전자파 신호(특히 고주파 노이즈)를 차단하여 기기 간 간섭을 막는 목적
• 전도성 EMI 방지를 위한 대표적인 수단

② EMC 필터: 규격 충족을 위한 범용 설계

• EMC(전자파 적합성) 요건을 충족하기 위한 회로 설계 요소
• EMI 억제 외에도 외부 전자파에 대한 내성(Immunity)까지 포함

이처럼 EMI 필터를 통해 전자기 간섭을 효과적으로 줄일 수 있지만, 복잡한 회로나 고주파 환경에서는 필터만으로는 한계가 있습니다. 따라서 보다 근본적인 EMI 대응을 위해서는 EMI 차폐 기술에 대한 이해와 적용이 함께 이루어져야 합니다.

3. EMI 차폐 기술의 이해

1) EMI 차폐란 무엇인가?

출처 :unsplash

EMI 차폐는 전자기기에서 발생하는 전자파가 외부로 방사되는 것을 막거나 외부 전자파가 내부로 침투하지 못하게 차단하는 기술입니다. 이는 물리적 방어 장치로 작동하며, 전도성 또는 자기성 재료를 사용해 전자파를 반사하거나 흡수하는 방식으로 구현되는데요. 설계 초기부터 구조에 반영되어야 하며 고성능 전자기기의 경우 사실상 필수입니다.

특히 의료기기, 항공전자, 5G 통신장비, 자동차 전장부품과 같이 고주파·고집적 제품에는 필수적으로 적용되어야 하며, EMC 인증 시험을 통과하기 위해서도 EMI 차폐 설계는 중요한 요소로 작용합니다.

EMI 차폐 기술은 차폐 케이스 및 금속 코팅, 전도성 폼, 차폐 필름 등 다양한 형태로 적용될 수 있습니다. 제품의 사용 환경과 크기, 주파수 특성에 따라 적절한 재료와 방식이 선택됩니다. 

2) 주요 차폐 재료와 방식

설계 초기부터 EMI 차폐 구조를 통합적으로 고려해야 높은 전자파 억제 효과를 기대할 수 있습니다. 주요 차폐 재료 및 적용 예시는 다음과 같습니다.

4. EMI 시험의 필요성

전자기 간섭(EMI) 시험은 전자기기 개발과 출시 과정에서 반드시 거쳐야 하는 중요한 절차입니다. EMI 시험은 기기가 작동 중 주변의 다른 전자기기에 방해를 주는 전자파(방사 및 전도성 방해)를 측정하여, 해당 기기가 전자파 간섭을 유발하지 않는지 확인하는 과정입니다.

대부분의 국가에서는 EMI 시험을 통과한 제품만이 시판될 수 있으며, 미국에서는 FCC Part 15 규정에 따라, 유럽에서는 EMC 지침 및 RED 지침에 따라 적합성 인증을 받아야 합니다. 한국에서는 KC 적합성평가 제도에 따라 제품 인증이 필요합니다.

👉 KC, CE, FCC 전자기기 인증, 한국과 국제 인증 과정의 차이는?

❓자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1. EMI 차폐와 EMI 필터는 어떤 차이가 있나요?

A. EMI 필터는 전자 회로 내에서 고주파 노이즈를 제어하는 능동적 방식이며, EMI 차폐는 외부·내부 간 전자파 차단을 위한 수동적 구조입니다. 두 기술은 보완적 관계로, 함께 적용할 때 가장 높은 EMI 억제 효과를 기대할 수 있습니다.

Q2. EMI 필터는 어디에 설치하나요?

A. 주로 전원 입력단, 모터 구동부, 고주파 회로, 케이블 인터페이스 등 노이즈 발생 또는 전달 가능성이 높은 지점에 설치됩니다.

Q3. EMI 시험과 EMC 시험은 같은 건가요?

A. 유사해 보일 수 있으나 범위가 다릅니다. EMI 시험은 제품이 방출하는 전자기 간섭 신호만 측정하는 반면, EMC 시험은 방출(Emission)은 물론 외부 전자파에 대한 내성(Immunity)까지 평가하는 보다 포괄적인 시험 체계입니다. 즉, EMI 시험은 EMC 시험의 한 부분이라 정의할 수 있습니다.

EMI 시험,

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EMI 필터와 차폐 기술은 전자기기의 오작동을 예방하고 국제 기준을 충족하기 위한 핵심 수단입니다. 특히 고성능∙고속 신호를 사용하는 현대 전자제품일수록 EMI에 대한 대비는 설계 단계부터 철저하게 이뤄져야 하며, 이를 제품 신뢰성과 직결되는 품질 요소로 인식해야 합니다. 하지만 설계만으로는 완전한 보장이 어렵기 때문에, 객관적인 시험을 통해 전자파 적합성을 검증하는 과정이 필수적입니다.

엘레멘트코리아는 공인 시험기관으로서 EMI 관련 필터 성능과 차폐 효과를 신뢰성 있게 평가할 수 있는 시험 인프라를 보유하고 있습니다. FCC, CE 등 글로벌 인증 기준에 부합하는 EMI 시험 서비스를 통해 제품의 글로벌 시장 진출을 지원합니다. 

EMI 대응 기술의 완성은 시험으로 입증될 때 비로소 제품 경쟁력이 됩니다. 엘레멘트코리아와 함께 신뢰받는 전자제품을 완성해 보세요.

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