일본, 일렉트로닉스의 진화를 지지하는 노이즈 대책 기술 동향

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-19

- 개발 초기 단계에서 대책, 소재 선택-실드 강화 / 자동차의 EMC 대책, 증가하는 기기 시험 시설 - 노이즈 대책 기술은 일렉트로닉스의 진화를 지지하는 것으로서 주목받고 있다. 발생 노이즈와 침입 노이즈 쌍방의 대책인 전자 환경 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility) 대책이 중요해지고 있다. 실드 강화나 노이즈 대책 부품에 의한 대책 등이 제안되고 있다. 자동차의 EMC에 관한 국제기준인 협정 규칙 제10호(UN Regulation No.10, R10, 전자적 양립성과 관련되는 차량의 인가에 관한 통일 규정)는 전기 자동차(EV) 등의 충전 회로 부분의 EMC에도 대응하고 있다. 현재 전기・전자기기나 무선기기, 정보 통신 시스템 등 다양한 노이즈를 발생시키는 기기류가 많이 보급되어 있다. 노이즈의 발생 요인은 내적 요인으로서 디지털 신호의 고조파, 부정합 반사, 국부 발진, 외적 요인으로서 점화 노이즈, 정전기 방전, 전압 변동, 송전선의 이상 전압 등이 있다. 노이즈의 전파(傳播) 경로로서 도체나 공간이 있다. 도체에는 전원 케이블, 접속 케이블, 회로 기판이 공간에는 전자파, 정전・전자 결합이 있다. 이 외에 도체로부터 공간, 공간으로부터 도체로의 전파가 있다. 대부분의 전자기기는 회로의 과밀화나 신호의 고주파화, 저전류화로 미약한 노이즈에도 영향을 받게 되어 있다. 그리고 노이즈 장해의 피해자가 되면 가해자도 된다는 것이 노이즈 문제의 특징이 되고 있다. 따라서 전자기기에서는 스스로 노이즈의 발생원이 되지 않는 듯 한 전자기 방해(EMI, Electro Magnetic Interference) 대책과 노이즈에 노출되어도 영향을 받지 않도록 전자기 방해 감수(EMS, Electromagnetic Susceptibility) 대책인 EMC 대책이 요구되고 있다. 제품 개발의 초기 단계에서 충분한 노이즈의 배려, 평가 그리고 대책을 실시하는 것으로 최적인 비용 퍼포먼스를 기대할 수 있다. 노이즈 대책 부품을 추가할 필요가 없게 되어 최종적으로는 설계, 개발 기간의 합선이나 기기의 비용 삭감으로 연결된다. 이런 이유로 제품의 기획, 설계 단계로부터의 노이즈 대책이 포인트가 되고 있다. 노이즈 대책의 순서는 우선 노이즈 레벨의 측정에 비롯하여 노이즈 발생원과 전파 경로의 조사, 노이즈 대책의 실시, 노이즈 대책의 평가와 확인 그리고 기기의 본래 기능의 확인과 계속된다. 이 중 노이즈 대책의 실시에서는 프린트 기판 상에서 실시하는 그랜드의 강화 대책이나 실드 강화에 의한 대책, 노이즈 대책 부품에 의한 대책이 있다. 예를 들면 부품 내장 배선판에서는 동 코어에 의한 실드 효과로 노이즈의 내성을 향상시키고 있다. 태양광 발전으로 대표되는 파워 컨디셔너(전력 조정 장치)나 대형 에어컨, 각종 인버터 기기에서는 발생하는 전자 노이즈를 효율적으로 제거하기 위하여 노이즈 대책용 커먼 모드 초크 코일이 판매되고 있다. 커넥터에서는 커버 케이스를 전자파 차폐 효과가 높은 알루미늄 다이캐스트로 하는 것으로 확실한 노이즈 대책을 실현하고 있다. LED 조명 기기에서는 전원 라인으로부터의 방사 노이즈를 제거하는 용도 특화형 노이즈 필터가 사용되고 있다. 자동차의 EMC 대책도 불가결이 되고 있다. R10은 차량 등의 상호 승인에 관한 국제적인 협정에 근거하여 국제연합이 발행한 자동차나 자동차에서의 설치를 의도한 디바이스의 EMC에 관한 규칙으로 1969년 4월에 초판, 1978년 3월 01 시리즈가 발효되었다. 그 후 유럽에서 EMC 규제 강화의 일환으로서 자동차용 EMC 지령인 95/54/EC가 발효되어 이것에 정합시키기 위하여 1997년 9월 02 시리즈가 발효되었다. 연이어 2008년 7월 03 시리즈가 발효되었다. 모든 차량 시험에 적용되는 부칙과 모든 전기/전자 서브 어셈블리(ESA) 시험에 적용되는 부칙이 발효되어 광대역 방사 시험에서는 EV 등의 시험 조건이 추가되었다. 2011년 10월 28일 04 시리즈가 발효되었다. EV 등 충전을 위해서 전력 계통과 접속되는 회로가 있는 차량에 대해서 자동차 측에 적용되는 기준과 전력 계통 측에 적용되는 기준과의 중복 규제를 방지하기 위하여 충전 회로에 대해서 일반 EMC 지령에 상당하는 요건을 추가하였다. 04 시리즈에서는 충전 회로가 없는 자동차에 대해서는 03 시리즈와 시험 방법 및 요건이 변하지 않았지만 충전 회로가 있는 자동차에 대해서는 충전 모드에 있어서의 시험이 추가되었다. 그리고 최신 05 시리즈는 2014년 10월 9일에 발효되었다. 이번 개정의 주된 목적은 충전 회로가 있는 ESA의 형식 인증을 추가하는 것이었다. 충전 상태에서의 광대역 방사 시험이나 전자 내성(면역) 시험 등이 추가되었다. 경과 조치로서는 2017년 10월 9일 이후 05 시리즈에 적합한 경우에만 형식 인가가 부여된다. 2017년 10월 9일 이후 04 시리즈 이전의 규정에 의한 신규 형식 인가를 받을 수 없게 된다. 이미 2014년 10월 28일 이후 03 시리즈 이전의 규정에 의한 신규의 형식 인가를 받을 수 없게 되었다. 한편 일본에서는 자동차의 EMC에 관해서 가솔린 엔진의 점화 장치로부터 발생하는 전파에 의한 장해 방지 대책을 강구하는 것이나 승용차의 제동 장치의 규제 등이 실시되고 있었다. 그 후 전파의 이용이 진행되어 차량 탑재 전자기기도 보급되고 있기 때문에 EMC 대책은 필요 불가결하게 되었다. 이미 EMC 규제를 하고 있는 유럽과의 사이에 상호 승인을 실시하는 것으로 자동차나 자동차 부품의 국제 유통의 원활화, 생산과 개발의 비용 저감 등을 보다 도모할 수 있다는 판단도 있어 R10의 03 시리즈를 전면적으로 일본 국내에 도입하게 되었다. 구체적으로는 2011년 5월 31일자로 R10의 기술적 요건을 도입하여 도로 운송 차량법 하에 있는 도로 운송 차량 보안 기준의 세목(細目)을 정하는 고시 등의 개정을 공포하고 2011년 8월 1일에 시행하였다. 그리고 R10의 04 시리즈, 05 시리즈 발효날짜에 맞추어 일본의 새로운 세목 고지가 시행되었다. 일본에서는 일반 재단법인이나 가전 메이커에 대해 R10의 03 시리즈나 04 시리즈, 05 시리즈에 대응한 시험을 할 수 있는 시설이 가동되고 있다. 이 외에 EMC 시험의 수요 증가에 대응하기 위하여 일본 국내에서 전파 암실을 신설하는 움직임이 민간 기업으로 잇따르고 있다. 국제 규격에 대응한 EMC 시험 사업 등을 강화하여 차량 탑재 기기나 의료기기 등에 관한 수요에 대응하려고 하고 있다. <그림> UN의 R10 시리즈 적용의 경과 조치 ref_kwon-JapanNoiseEMCShinbun-20141210.jpg http://www.nikkan.co.jp/adv/gyoukai/2014/141210a.html