[논문]멀티미디어 기기 및 가정용 무선충전기 EMC 기준 연구

양준규; 금홍식

문제 정의

본고에서는 무선 전력 전송 기술의 고조파 및 비의도성 전자파로부터 주파수 자원을 보호하고, 다기능 복합 멀티미디어 기기 등에서 발생하는 전자파를 최소화하기 위한 전자파 장해 방지 기준 및 시험방법 개정연구 내용을 살펴보도록 하겠다. 또한 전자파로부터 기기를 보호하기 위한 멀티미디어 기기 등의 전자파 보호 기준 및 시험방법 개정 연구 내용을 살펴보겠다.
본고에서는 무선 전력 전송 기술의 고조파 및 비의도성 전자파로부터 주파수 자원을 보호하고, 다기능 복합 멀티미디어 기기 등에서 발생하는 전자파를 최소화하기 위한 전자파 장해 방지 기준 및 시험방법 개정연구 내용을 살펴보도록 하겠다. 또한 전자파로부터 기기를 보호하기 위한 멀티미디어 기기 등의 전자파 보호 기준 및 시험방법 개정 연구 내용을 살펴보겠다.
가정용 무선 전력 전송 기기 측정은 EMC 기준전문위원회 H 소위 위원 10여명(정부, 제조업체, 시험기관, 협회 등)이 참석하여 국립전파연구원 전파시험인증센터에서 실시하였다. 측정목적은 가정용 무선 전력 전송 기기의 전자파 적합성 기술 기준 및 시험방법 마련을 위하여 휴대폰 무선 전력 전송 충전기의 30 MHz 이하 대역 전자파를 측정하기 위함이었다. 시험장은 10 m 전자파 반무반사실에서 실시하였으며, 시료를 80 cm 테이블 위에 올려놓고 기기를 동작시키고, 테이블을 회전시키는 상태에서 3 m 떨어진 지점에서 1 m 높이에 안테나를 고정한 후 전자파를 측정하였다.

가설 설정

가정용 무선 전력 전송 기기 시험방법은 전자파 장해 방지 시험방법 제3조의 제16항으로 신설하고, 별표 17의 KN 17에서 규정토록 하였다. 별표 17의 KN 17 가정용 무선 전력 전송 기기 장해 방지 시험 방법은 10 W 미만의 무선 전력 전송 기기에 의해서 발생된 스퓨리어스 신호 레벨의 측정 절차와 허용 기준을 규정한다.
가정용 무선 전력 전송 기기는 휴대폰 및 전동칫솔 충전기 등이 사용되고 있는 제품 이용 상황을 고려하여 가정용 기기로 분류하였다. 가정용 전기 기기에 대한 전자파 장해 방지 기준은 제8조에 의한 별표 7에서 규정하고 있다.

제안 방법

100 kHz 대역의 공진방식 가정용 무선 전력 전송 기기의 전자파를 측정하기 위하여 휴대폰 1대, 2대를 충전할 수 있는 기기 각각에 대해 측정을 실시하였다. 휴대폰 1대 정도를 충전할 수 있는 기기는 기본파에서 90 dBμV/m, 3, 5, 7, 9 고조파에서 각각 66, 58, 53, 48 dBμV/m 정도의 전기장의 세기가 측정되었다.
30 MHz 이상의 방사성 방해 기준은 30 MHz～1 GHz 대역의 방사성 방해 기준을, 전자파 전도 기준은 150 kHz～30 MHz 대역의 전도 기준을 적용하도록 하였다. ISM 주파수 대역에서는 전자파 장해 방지 기준이 적용되지 않기 때문에 30 MHz 이하 가정용 무선 전력 전송 기준을 적용하지 않도록 별도의 기준을 마련하였다.
정보 기기 보호 기준에서는 함체 포트, 신호선 및 통신 포트, 입력 직류 전원 포트, 입력 교류 전원 포트에 대한 전자파 내성 기준을 규정하고 있다. 각 포트에 대해 전원 주파수 자기장, 방사성 RF 전자기장, 정전기 방전, 전도성 RF 전자기장, 서지, 전기적 빠른 과도현상/버스트, 전압 강하, 순간 정전 중 관련있는 내성 신호원이 인가되었을 때 제품의 성능에 영향을 주는 정도를 평가한다.
미국의 기준은 300 m, 30 m 측정거리에서 기준을 3 m에서 측정할 때의 값으로 변환하여 산출한 값이다. 거리별 산출 공식은 3 m, 10 m, 30 m, 100 m, 300 m 거리별 변화에 따라 각각 20 dB을 보상하여 산출한다. 이에 따라 실제 측정값과는 차이가 발생할 수 있다.
고조파 허용 기준은 ISM 기준 2종 B급의 방사성 방해 기준보다는 작은 값이 되도록 규정하였다. 그리고 기본 방사성 방해 기준보다 3고조파의 경우 20 dB, 5고조파보다는 10 dB, 7 및 9 고조파보다는 5 dB 여유값을 더하여 허용 기준을 적용토록 하였다.
그러므로 고조파에 의해 다른 방송 통신 서비스가 영향을 받을 확률은 작을 수 있다. 따라서 현재 기술 수준의 측정 결과를 반영하고, 국제적으로 적용하는 기준을 참조하여 가정용 무선 전력 전송 기기 고조파에 대한 여유값을 규정하였다. 무선 전력 전송 고조파에 대한 허용 기준은 기본 방사성 방해 기준값에 <표 4>의 여유값을 더하여 산출한 값과 ISM기기 2종 B급 방사성 방해 기준(별표 3 제2호 다목 (4))에서 규정한 값 중 낮은 허용 기준을 적용한다.
사유는 측정거리별 상관관계가 명확하지 않다는 EMC 기준전문위원회 연구 결과를 반영하고 복수 기준 적용에 따른 혼란을 방지하기 위함이다. 또한 기존 방송 수신기 기준에서 규정하던 TV 국부발진기 및 고조파에 대한 허용 기준을 별도로 규정하였다. 이는 산업체의 요구사항을 반영한 것이다.
표준에서 각 정부는 전력선 통신 시스템으로부터 무선통신 서비스를 보호하기 위한 실질적인 기준 및 측정 절차를 규정할 수 있도록 하였다. 또한 부속서에는 우리나라, 미국, 일본, 유럽, 브라질 전력선 통신 기술 기준 및 시험방법이 규정되어 있고, 이를 전력선 통신을 사용하고자 하는 국가의 가이드라인으로 채택할 수 있도록 하였다.
전자파 보호 기준 개정(안)에서는 제18조를 신설하여 멀티미디어 기기 내성 기준 근거를 규정하고, 별표 15에 세부적인 기준을 규정하고 있다. 멀티미디어 기기 내성 기준은 멀티미디어 기기 전자파 보호 방지 국제표준(CISPR 35)을 참조하고, 산업체, 시험기관 등의 의견을 수렴하여 기존의 정보 기기 기준과 방송 수신기 기준을 통합하였다. CISPR 35 국제표준은 실질적으로 정보 기기 기준을 중심으로 개편되었으므로 이번 개정(안)에서는 기존 정보 기기 기준을 중심으로 멀티미디어 기기 기준이 마련되었다고 볼 수 있다.
전자파 장해 방지 기준 개정(안)에서는 제15조를 신설하여 멀티미디어 기기 장해 방지 기준 근거를 규정하고, 별표 16에 세부적인 기준을 규정하고 있다. 멀티미디어 기기 장해 방지 기준은 멀티미디어 기기 전자파 장해 방지 국제표준(CISPR 32)을 참조하고, 산업체, 지정 시험기관 등의 의견을 수렴하여 기존의 정보 기기 기준과 방송 수신기 기준을 통합하였다.
멀티미디어 기기 전자파 장해 방지 기준 및 전자파 보호 기준의 시행 시기는 산업체 의견을 수용하여 개정 후 3년 유예기간을 거치도록 하였다.
방송 수신기 기준에서는 TV, 위성 방송 수신기, FM 수신기에 적용되던 국부발진기 및 고조파에 대한 방사성 방해 기준이 규정되어 있으나, 멀티미디어 기기 표준에서는 FM 수신기 기준에 대해서만 적용토록 한정하였다. 현재 디지털 TV 전환 정책의 일환으로서 대부분의 TV와 위성 방송 수신기는 디지털 튜너를 이용하므로 국부발진기와 고조파에서 발생하는 전자파 방출량이 적어 더 이상 규정할 필요가 없어 삭제한 것으로 판단된다.
측정목적은 가정용 무선 전력 전송 기기의 전자파 적합성 기술 기준 및 시험방법 마련을 위하여 휴대폰 무선 전력 전송 충전기의 30 MHz 이하 대역 전자파를 측정하기 위함이었다. 시험장은 10 m 전자파 반무반사실에서 실시하였으며, 시료를 80 cm 테이블 위에 올려놓고 기기를 동작시키고, 테이블을 회전시키는 상태에서 3 m 떨어진 지점에서 1 m 높이에 안테나를 고정한 후 전자파를 측정하였다.
이에 산업체에서는 가정용 무선 전력 전송 기기의 활성화를 위해서는 규제의 불확실성을 제거하고 명확한 기준 마련을 요청하였다. 이번 연구에서는 가정용 무선 전력 전송 기기를 가정용 전기 기기로 분류하고 30 MHz 이하 대역에 대한 가정용 무선 전력 전송 기기 전자파 장해 방지 기준 및 시험방법 개정(안)을 마련하였다. 이번에 마련된 기준 및 시험방법 개정(안)은 국제적으로 명확히 정립되지 않은 가정용 무선 전력 전송 기기의 기준과 시험방법을 먼저 마련함으로써 국제표준화 및 산업체 해외 진출을 지원할 수 있을 것으로 기대한다.
국제표준의 변화에 따라 산업체, 적합성 평가 시험기관 등에서는 기기의 해외경쟁력을 높이고, 생산 및 시험 비용의 절감을 위하여 국제표준의 변화에 따라 멀티미디어 기기 표준을 도입하여 줄 것을 요청하고 있다. 이에 따라 이번 연구에서는 기술 개발에 따른 시장변화에 대응하고 산업체의 요구를 수용하여 멀티미디어 기기의 전자파 적합성 기준 및 시험방법 개정(안)을 마련하였다.
전도성 방해 기준은 AC 주전원 포트에서의 전도성 방해 허용 기준, 유선통신망 · 광섬유 · 안테나 포트에서의 비대칭 모드 전도성 방해 허용 기준, B급 기기의 방송 수신기 튜너 포트 · RF 변조기 출력 포트에서의 차동 전압 전도성 방해 허용 기준으로 구분하여 규정하였다.
정보 기기와 방송 수신기 전자파 적합성 기준은 CISPR 22(정보 기기 장해 방지 표준), CISPR 24(정보 기기 보호 표준), CISPR 13(방송 수신기 장해 방지 표준), CISPR 20(방송 수신기 보호 표준)을 수용하여 우리나라 실정에 맞도록 제정 · 운영하였다.
무선 전력 송신부와 송신부 면적의 80 %를 덮을 수 있는 배터리 커버의 DC 출력에 저항부하를 연결 후 그 위에 휴대단말을 위치시킨다. 피시험기기의 Z축 방향 전자파는 피시험기기에서 발생하는 전자파가 안테나 방향을 향하도록 세워놓고 측정한다.

대상 데이터

가정용 무선 전력 전송 기기 측정은 EMC 기준전문위원회 H 소위 위원 10여명(정부, 제조업체, 시험기관, 협회 등)이 참석하여 국립전파연구원 전파시험인증센터에서 실시하였다. 측정목적은 가정용 무선 전력 전송 기기의 전자파 적합성 기술 기준 및 시험방법 마련을 위하여 휴대폰 무선 전력 전송 충전기의 30 MHz 이하 대역 전자파를 측정하기 위함이었다.

이론/모형

기본파는 무선 설비 규칙 제97조에 의한 미약 전계강도 기준이 적용된다. 기본 방사성 방해 기준은 우리나라 전력선 통신 기준을 수용하여 규정하였다. 이는 30 MHz 이용기기와 방송 통신 서비스에 대한 간섭을 최소화하기 위해 이해당사자들 간에 합의된 기준을 적용한 것이다.
기본 방사성 방해 기준은 무선 전력 전송 기기의 기본파를 제외한 고조파와 그 외 전자파에 적용되게 된다. 기본파는 무선 설비 규칙 제97조에 의한 미약 전계강도 기준이 적용된다. 기본 방사성 방해 기준은 우리나라 전력선 통신 기준을 수용하여 규정하였다.

성능/효과

우리나라에서도 2011년 EMC 기준전문위원회에서 3 m 기준과 10 m 기준의 상관관계 연구를 실시하였고, 3 m, 10 m 측정값 간의 상관관계를 측정 · 분석한 결과, 시료 및 시험장에 따라 10 dB 보상값을 적용하기에는 어려움이 있다는 결론이 도출되었다.
유도방식 가정용 무선 전력 전송 기기에 대한 측정결과 전기장의 세기는 기본파(100～200 kHz)에서 66 dBμV/m, 제3고조파, 제5고조파에서는 44 dBμV/m, 36 dBμV/m 정도의 전기장의 세기가 측정되었고, 홀수 고조파에서 전자파가 발생함을 알 수 있었다.
이 시험방법은 CISPR에서 추진하고 있는 30 MHz 이하 대역 PDP 전자파 장해 방지 표준(PAS)을 참조하였으며, 실제 측정 분석 결과와 산업체 의견 등을 종합하여 마련하였다.
유도방식 가정용 무선 전력 전송 기기에 대한 측정결과 전기장의 세기는 기본파(100～200 kHz)에서 66 dBμV/m, 제3고조파, 제5고조파에서는 44 dBμV/m, 36 dBμV/m 정도의 전기장의 세기가 측정되었고, 홀수 고조파에서 전자파가 발생함을 알 수 있었다. 전자파는 무선충전기의 방출방향이 수신 안테나 방향으로 하였을 때 가장 큰 값이 측정되었다. 측정값은 전파법령 및 무선 설비 규칙에 의한 미약 전계강도 기준을 만족하고 있었다.

후속연구

이번 연구에서는 가정용 무선 전력 전송 기기를 가정용 전기 기기로 분류하고 30 MHz 이하 대역에 대한 가정용 무선 전력 전송 기기 전자파 장해 방지 기준 및 시험방법 개정(안)을 마련하였다. 이번에 마련된 기준 및 시험방법 개정(안)은 국제적으로 명확히 정립되지 않은 가정용 무선 전력 전송 기기의 기준과 시험방법을 먼저 마련함으로써 국제표준화 및 산업체 해외 진출을 지원할 수 있을 것으로 기대한다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전자파 이용 환경 조성을 위한 전자파 적합성 연구가 중요해지는 배경은?	또한, 전력선 없이 전기를 공급할 수 있는 무선 전력 전송 기술의 발전에 따라 휴대폰 무선충전기 등이 상용화 되고 있으며, 자동차 등 고출력 에너지 전송분야로 확대되고 있다. 이렇듯 우리 일상생활에서는 전자파를 발생시키는 다양한 기기의 사용이 급속하게 늘어나고 있는 실정이고, 이러한 기기에서 발생하는 불필요한 전자파로 인해 방송 통신 서비스 장애와 기기 오동작 등의 부작용도 증가하고 있다. 이에 따라 안전한 전자파 이용 환경 조성을 위한 전자파 적합성 연구는 더욱 중요한 이슈로 등장하고 있다.
	멀티미디어 기기란?	멀티미디어 기기는 정보 기기와 방송 수신기가 합쳐진 개념이다. 현재 전자파 장해 방지 기준에서는 제10조에 의한 별표 9의 정보 기기 장해 방지 기준과 제7조에 의한 별표 6의 방송 수신기 장해 방지 기준이 멀티미디어 관련 장해 방지 기준으로 볼 수 있다.
	방송통신위원회 국립전파연구원에서는 전자파에 관해 어떤 정책을 마련하고있는가?	국제전기위원회(IEC) 등 국제표준화 기구에서는 전자파 적합성 적용 주파수 확대, 새로운 기기에 대한 평가 기준 및 방법 마련 등 전자파 이용의 역기능을 최소화하기 위한 표준화 작업을 활발히 추진하고 있다. 방송통신위원회 국립전파연구원에서는 안전한 전파 환경 조성을 위하여 전자파 적합성 기준의 제·개정 및 새로운 전자파 적합성 정책 마련 등을 추진하고 있다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 멀티미디어 기기 및 가정용 무선충전기 EMC 기준 연구 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 멀티미디어 기기 및 가정용 무선충전기 EMC 기준 연구 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

양준규 (10) 금홍식 (15)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

AI 본문요약
AI-Helper