본 논문에서는 모바일 충전회로를 대상으로 IEC 규격의 EFT/B(Electric Fast Transient and Burst) 내성 시험을 수행할 때 전달되는 신호를 예측할 수 있는 방법론 및 모델을 제안한다. EFT/B 신호는 모바일 충전회로가 충전 중인 상태에서 전달되기 때문에 교류전원 단에서 부터 부하 단까지의 신호전달특성을, 모바일 충전회로에 교류전원이 연결된 상태에서 알아야할 필요가 있다. 이를 위하여 간단한 CDN(Coupling-Decoupling Network)을 설계 제작하였으며, 이것을 이용하여 교류전원이 연결되어 있을 때와 연결되어 있지 않을 때의 두 가지 경우에 대해서 모바일 충전회로의 S-parameter를 VNA(Vector Network Analyzer)를 이용하여 측정하였다. 그 결과, 측정된 모바일 충전회로의 S-parameter 특성은 전원의 연결 유무와 거의 무관하였으며, 이것을 근거로 하여 모바일 충전회로만의 전달특성을, 전원이 연결되지 않은 상태에서, 적절한 인터페이스를 제작하여 측정하였다. 실제 EFT/B 신호 입출력의 전달함수를 구하여 S-parameter 측정의 정확성을 검증하였다. 이렇게 측정된 특성을 이용하여 모바일 충전회로의 EFT/B 신호가 전달되는 특성을 효과적으로 예측할 수 있었음을 보였다.
본 논문에서는 모바일 충전회로를 대상으로 IEC 규격의 EFT/B(Electric Fast Transient and Burst) 내성 시험을 수행할 때 전달되는 신호를 예측할 수 있는 방법론 및 모델을 제안한다. EFT/B 신호는 모바일 충전회로가 충전 중인 상태에서 전달되기 때문에 교류전원 단에서 부터 부하 단까지의 신호전달특성을, 모바일 충전회로에 교류전원이 연결된 상태에서 알아야할 필요가 있다. 이를 위하여 간단한 CDN(Coupling-Decoupling Network)을 설계 제작하였으며, 이것을 이용하여 교류전원이 연결되어 있을 때와 연결되어 있지 않을 때의 두 가지 경우에 대해서 모바일 충전회로의 S-parameter를 VNA(Vector Network Analyzer)를 이용하여 측정하였다. 그 결과, 측정된 모바일 충전회로의 S-parameter 특성은 전원의 연결 유무와 거의 무관하였으며, 이것을 근거로 하여 모바일 충전회로만의 전달특성을, 전원이 연결되지 않은 상태에서, 적절한 인터페이스를 제작하여 측정하였다. 실제 EFT/B 신호 입출력의 전달함수를 구하여 S-parameter 측정의 정확성을 검증하였다. 이렇게 측정된 특성을 이용하여 모바일 충전회로의 EFT/B 신호가 전달되는 특성을 효과적으로 예측할 수 있었음을 보였다.
This paper presents a methodology and a model that can analyze the high frequency transfer characteristics from socket in the AC power port to the 5 V DC output port in the mobile charging circuit. This is to predict the output signals coming from the IEC(International Electrotechnical Commission) S...
This paper presents a methodology and a model that can analyze the high frequency transfer characteristics from socket in the AC power port to the 5 V DC output port in the mobile charging circuit. This is to predict the output signals coming from the IEC(International Electrotechnical Commission) Standard(IEC 61000-4-4), EFT/B(Electric Fast Transient and Burst) immunity test for mobile charging circuit. Since the mobile charging circuit is energized from the AC power socket from the power line, it is necessary to know the high frequency transfer characteristics with activated AC power line. A simple CDN(Coupling-Decoupling Network) is designed and manufactured for measuring S-parameters of mobile charging circuit with and without AC power line activated. The result shows that the S-parameters of the specific mobile charging circuits are almost the same, independent of AC power line activation. Consequently, the S-parameters without AC line could be used to predict the output response to the EFT/B signals, and it was shown that the proposed methodology predicts the output responses quite accurately, which proves the validness of the methodology presented in this paper.
This paper presents a methodology and a model that can analyze the high frequency transfer characteristics from socket in the AC power port to the 5 V DC output port in the mobile charging circuit. This is to predict the output signals coming from the IEC(International Electrotechnical Commission) Standard(IEC 61000-4-4), EFT/B(Electric Fast Transient and Burst) immunity test for mobile charging circuit. Since the mobile charging circuit is energized from the AC power socket from the power line, it is necessary to know the high frequency transfer characteristics with activated AC power line. A simple CDN(Coupling-Decoupling Network) is designed and manufactured for measuring S-parameters of mobile charging circuit with and without AC power line activated. The result shows that the S-parameters of the specific mobile charging circuits are almost the same, independent of AC power line activation. Consequently, the S-parameters without AC line could be used to predict the output response to the EFT/B signals, and it was shown that the proposed methodology predicts the output responses quite accurately, which proves the validness of the methodology presented in this paper.
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문제 정의
따라서 EFT/B 신호는 MHz 이상의 고주파 대역의 성분을 가지는 신호라 할 수 있으며, 이것은 주로 회로의 기생성분을 통하여 전달이 되는 것으로 사료되며, 회로의 정상적인 동작과는 크게 관련이 없다는 것을 본 논문에서 가정하였다. 따라서 본 논문에서는 EFT/B 신호의 전달 대역과 유사한 주파수 대역의 S-parameter의 특성을 분석하였다.
충전회로가 전원에 연결 중일 때 높은 주파수의 EFT/B 신호를 60 Hz의 AC 전원에 더하여 인가해주므로 네트워크 분석기(VNA)를 이용하여 동작 중인 모바일 충전회로를 측정하는 것이 정확할 것이라 예상된다. 따라서 이와 가장 유사한 S-parameter 측정 회로를 구현하기 위하여 IEC 평가 규격[1]에서 제안한 내성 시험 회로를 기초로 새로운 회로를 제안하였다. 그림 5의 EFT/B 신호의 전달 경로에 따라 제안하는 측정 방법에서는 충전회로 앞부분과 제안하는 회로와 연결되는 포트 1, 충전회로 종단의 Micro USB 포트를 포트 2로 하는 회로를 구성하였다.
가설 설정
EFT/B 발생기는 50 Ω 내부저항을 가지고 있으며, 이것은 종단에 50 Ω의 저항을 갖는 부하가 연결됨을 가정하고, 계측기의 디스플레이에 나타나는 전압의 2배가 되는 전압을 발생시킨다.
또한, 시간 축의 입출력 파형을 FFT를 이용하여 주파수 대역으로 변환하여 자세한 주파수 대역을 확인하였다. 따라서 EFT/B 신호는 MHz 이상의 고주파 대역의 성분을 가지는 신호라 할 수 있으며, 이것은 주로 회로의 기생성분을 통하여 전달이 되는 것으로 사료되며, 회로의 정상적인 동작과는 크게 관련이 없다는 것을 본 논문에서 가정하였다. 따라서 본 논문에서는 EFT/B 신호의 전달 대역과 유사한 주파수 대역의 S-parameter의 특성을 분석하였다.
두 번째로 EFT/B 신호의 전달경로의 S-parameter를 모바일 충전회로에 AC 전력이 공급되는 상태에서 측정하는 법을 제안하였다. 또한, 소신호인 S-parameter를 이용하여 대신호인 EFT/B 신호를 예측하는 것이 타당함을 가정하고, 입출력의 전달함수와 제안하는 방식으로 측정된 S-parameter의 값을 비교하여 검증하였다. 마지막으로 측정한 S-parameter 값을 활용한 회로 시뮬레이션을 통해 앞서 직접 측정한 EFT/B 신호의 출력 전압 파형과 비교 분석하여 제안한 방법이 정당함을 보였다.
제안 방법
AC 전원단의 Line이 VNA의 Signal로 연결되어 측정된 2 포트 S-parameter는 S2P 박스 형태로 삽입되고, 포트 1에는 미리 측정한 EFT/ B 신호 발생기의 V_EFT 전압 파형과 내부 임피던스인 50 Ω을 연결해 주었고, 포트 2에는 실제 측정에 사용된 50 Ω 종단 저항의 등가회로 모델을 구성하였다.
4-1절에서 제안한 회로에 추가적인 S2P 상자를 추가하여(그림 14) EFT/B 신호가 Line과 Neutral에 동시에 인가된 경우를 분석할 수 있다. 가운데 종단 부하를 기준으로왼쪽의 S2P 상자는 4-1절에서와 마찬가지로 전원단의 Line이 VNA의 Signal과 연결되어 측정된 S-parameter를 이용하였으며, 출력부하 기준 오른쪽의 S2P 박스에 입력 되는 S-parameter는 충전회로에서 전원단의 Neutral이 VNA의 Signal과 연결하여 얻은 값을 활용하였다. 따라서 포트 2의 종단의 부하는 총 2개의 입력 신호가 합쳐져 출력되는 형태를 가지게 된다.
그림 5의 EFT/B 신호의 전달 경로에 따라 제안하는 측정 방법에서는 충전회로 앞부분과 제안하는 회로와 연결되는 포트 1, 충전회로 종단의 Micro USB 포트를 포트 2로 하는 회로를 구성하였다. 계측 장비를 높은 전압과 DC전압 등에 보호하며, 앞서 제시한 실제 측정 과정과 유사한 측정 환경을 만들어주기 위하여 그림 6과 같은 측정 회로(CDN, Coupling/Decoupling Network)를 구현하였다. 또한, 종단 포트의 인터페이스는 SMA 타입을 사용하며, 50 Ω 특성 임피던스를 갖는 μ-Stripline 형태로 제작되었다[2].
EFT/B 신호는 모바일 충전회로에 인가되었을 때 상당히 큰 전압을 가지는 신호이므로 전달 특성을 분석할 때 대신호 모델로 분석해야 한다. 그러나 대신호 분석을 위한 등가회로는 능동회로의 비선형적 특성에 의하여 구현이 어려우므로 본 논문에서는 S-parameter를 이용한 소신호 분석 모델을 진행하였다.
따라서 이와 가장 유사한 S-parameter 측정 회로를 구현하기 위하여 IEC 평가 규격[1]에서 제안한 내성 시험 회로를 기초로 새로운 회로를 제안하였다. 그림 5의 EFT/B 신호의 전달 경로에 따라 제안하는 측정 방법에서는 충전회로 앞부분과 제안하는 회로와 연결되는 포트 1, 충전회로 종단의 Micro USB 포트를 포트 2로 하는 회로를 구성하였다. 계측 장비를 높은 전압과 DC전압 등에 보호하며, 앞서 제시한 실제 측정 과정과 유사한 측정 환경을 만들어주기 위하여 그림 6과 같은 측정 회로(CDN, Coupling/Decoupling Network)를 구현하였다.
전원단의 스위치를 On/Off하며 전원과 연결/분리 상태의 모바일 충전회로의 S-parameter의 측정을 진행하였다. 대조군으로 감쇠기를 제거한 후, 전원과 분리 상태에서 측정을 진행하였다. 그림 7의 (a)는 S21을 측정 조건별로 주파수에 따라 나타내었다.
본 논문에서는 첫째, IEC 규격의 EFT/B 내성 시험에서 특정 종단 부하를 대상으로 시험 환경을 재연하여 EFT/B 신호의 입력/출력 전압을 측정하였다. 두 번째로 EFT/B 신호의 전달경로의 S-parameter를 모바일 충전회로에 AC 전력이 공급되는 상태에서 측정하는 법을 제안하였다. 또한, 소신호인 S-parameter를 이용하여 대신호인 EFT/B 신호를 예측하는 것이 타당함을 가정하고, 입출력의 전달함수와 제안하는 방식으로 측정된 S-parameter의 값을 비교하여 검증하였다.
EFT/B 신호는 EFT/B 신호 발생기에 의하여 충전회로의 Line과 Neutral로 각각 따로 입사시킬 수 있다. 따라서 각각의 전달함수를 측정하여야 하는데, 충전회로의 Line이 VNA의 Signal로 연결된 경우와 충전회로의 Neutral이 VNA의 Signal로 연결된 두 가지 S21를 측정하였다. 모바일 충전회로는 앞선 절에서 이용되었던 ‘A’와 ‘C’를 모두 사용하였고, 각각 4개의 결과 값을 그림 10에 나타내었다.
EFT/B 신호의 입력신호는 최대전압의 절반 지점의 65 ns의 폭을 가지고 있고, 이것은 대략 15 MHz의 주파수와 고조파로 인하여 능동소자의 동작 대역보다 더 높은 주파수 대역을 형성하게 된다. 또한, 시간 축의 입출력 파형을 FFT를 이용하여 주파수 대역으로 변환하여 자세한 주파수 대역을 확인하였다. 따라서 EFT/B 신호는 MHz 이상의 고주파 대역의 성분을 가지는 신호라 할 수 있으며, 이것은 주로 회로의 기생성분을 통하여 전달이 되는 것으로 사료되며, 회로의 정상적인 동작과는 크게 관련이 없다는 것을 본 논문에서 가정하였다.
이와 같은 EFT/B 신호는 EFT/B 신호 발생기를 활용하여 생성된다. 본 논문에서는 NoiseKen社의 FNS-AX3로 0.2, 5, 10, 2 kV의 전압을 5 kHz의 주파수로 설정하여 실험을 진행하였다.
본 논문에서는 첫째, IEC 규격의 EFT/B 내성 시험에서 특정 종단 부하를 대상으로 시험 환경을 재연하여 EFT/B 신호의 입력/출력 전압을 측정하였다. 두 번째로 EFT/B 신호의 전달경로의 S-parameter를 모바일 충전회로에 AC 전력이 공급되는 상태에서 측정하는 법을 제안하였다.
수 kV의 전압을 발생시키므로 이것을 측정하기 위한 회로는 계측기의 허용 범위 내에서 진행해야 하므로 —40 dB의 감쇠비를 갖는 전용 감쇠기를 사용하여 전압 수준을 100:1로 낮추어 측정하였다.
앞 절에서 구성한 회로로 측정을 진행하였으며, 100 kHz에서 1 GHz까지 주파수를 1,601개의 포인트를 로그 주파수로 분석하였다. 전원단의 스위치를 On/Off하며 전원과 연결/분리 상태의 모바일 충전회로의 S-parameter의 측정을 진행하였다.
이를 보호하기 위하여 VNA의 포트 1 앞단에서 —30 dB, 250 W 정격의 감쇠기를 사용하여 직접적인 전력을 감쇠시켜 주었다.
EFT/B 신호는 기본이 되는 삼각형태의 펄스파는 반복 주파수가 5 kHz와 100 kHz로 비교적 낮은 주파수를 가지지만, 주파수 성분을 FFT를 이용하여 분석하면 MHz에서 GHz의 성분들로 이루어져 있다. 이에 따라 적절한 대역의 주파수에 따른 전송경로에 대한 S-parameter를 이용하여 고주파 분석이 필요함을 확인하였으며, 분석에 적합한 S-parameter 값을 얻기 위하여 전원단에 연결/분리 상태에서 분석을 진행하였다. 이를 통하여 충전회로의 고주파 전달 특성은 측정에 필요한 적절한 인터페이스를 도입하여 전원을 연결하지 않고 측정된 S-parameter를 사용하여도 충분히 높은 신뢰도를 가지는 것을 실험적으로 확인하였다.
일반적인 시험에서는 충전회로의 종단에 모바일 디바이스를 연결하여 EUT의 동작/오동작 상태를 확인하지만, 여기에서는 직접적인 전압 출력을 위하여 EUT단에 모바일 디바이스 대신 Micro USB Port를 가지는 간단한 PCB를 제작하여 충전회로 종단에는 50 Ω 저항을 연결하여 여기에 걸리는 전압 값을 오실로스코프로의 프로브로 직접 측정하였다 [6].
앞 절에서 구성한 회로로 측정을 진행하였으며, 100 kHz에서 1 GHz까지 주파수를 1,601개의 포인트를 로그 주파수로 분석하였다. 전원단의 스위치를 On/Off하며 전원과 연결/분리 상태의 모바일 충전회로의 S-parameter의 측정을 진행하였다. 대조군으로 감쇠기를 제거한 후, 전원과 분리 상태에서 측정을 진행하였다.
그림 7. 제안된 회로를 이용하여 측정된 S-parameter.
포트 1은 SMA 커넥터를 이용하여 50 Ω 특성 임피던스를 갖는 전송선로를 구현하여 모바일 충전회로의 전원부에 연결할 수 있게 콘센트를 이용하였다.
대상 데이터
본 연구에서 사용한 모바일 충전회로는 60 Hz를 정류하여 DC 5 V를 공급하는 회로이고, 이것을 위한 능동소자의 동작 주파수는 수 kHz이다. EFT/B 신호의 입력신호는 최대전압의 절반 지점의 65 ns의 폭을 가지고 있고, 이것은 대략 15 MHz의 주파수와 고조파로 인하여 능동소자의 동작 대역보다 더 높은 주파수 대역을 형성하게 된다.
데이터처리
또한, 포트 2는 모바일 충전회로의 Micro USB Port를 제작하여 마찬가지로 50 Ω 전송선로와 SMA 커넥터를 이용하여 VNA에 연결해 주었다. 각 측정에서 인터페이스에 의한 효과는 무시하였으며, 그 결과를 그림 9에서 기존의 수동소자가 포함된 기존 회로의 측정값(그림 7의 녹색 파형)과 비교해보았다. 수십 MHz 대역에서 전체적으로 S-parameter의 값이 수동소자의 영향이 제거됨에 따라 상승하였고, 더 높은 고주파 대역은 이전의 값과 비슷한 수준의 크기를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
AC 전원단의 Line이 VNA의 Signal로 연결되어 측정된 2 포트 S-parameter는 S2P 박스 형태로 삽입되고, 포트 1에는 미리 측정한 EFT/ B 신호 발생기의 V_EFT 전압 파형과 내부 임피던스인 50 Ω을 연결해 주었고, 포트 2에는 실제 측정에 사용된 50 Ω 종단 저항의 등가회로 모델을 구성하였다. 이때 종단 저항의 등가회로에서의 전압을 출력하여 2-3절에서 측정한 실제 출력 값과 비교하였다. 이 시뮬레이션에는 Keysight사의 ADS(Advanced Design System)을 활용하였다.
이론/모형
이때 종단 저항의 등가회로에서의 전압을 출력하여 2-3절에서 측정한 실제 출력 값과 비교하였다. 이 시뮬레이션에는 Keysight사의 ADS(Advanced Design System)을 활용하였다. 시뮬레이션에 의한 전압은 그림 15의(a)으로 나타냈다.
성능/효과
4-1절에서와 마찬가지로 피크 전압값이 +1 kV인 V_EFT를 EFT/B 신호 발생기의 파형으로 사용하였을 때의 측정 및 시뮬레이션 결과를 그림 14에 나타내었다. 각각 전압의 최대/최소값의 차가 57.2 V, 55.1 V로 일치한 결과를 얻었으며, EFT/B 신호를 Line에만 인가해 주었을 경우보다 큰 전압차가 나타났다.
같은 방법으로 각각 입력 전압이 양의 EFT/B 신호의 0.2 k, 0.5 k, 1 k, 2 kV일 때와 같은 크기로 음의 전압일 때 출력과 입력 전압의 최대, 최소의 차를 입력과 출력의 비로 dB 단위로 비교하였을 때 약 — 24.5～26.9 dB의 감쇠를 확인할 수 있었다.
두 값 모두 약 0.3 μS의 리플 시간을 가졌고, 시간축에 따라 순간적인 전압변화가 심한 실제 측정이었음을 감안하였을 때 전체적인 그래프 형태와 주기, 전압의 최대/최소값의 차가 유사함을 확인할 수 있었다.
이로 인하여 의도치 않은 기생 성분이 각 실험별로 다르게 생성되어 VNA의 분석과 EFT/B 신호 전달에 영향을 미친 것이라 할 수 있다. 둘째, 대부분의 오실로스코프는 비 측정 시에도 기기자체의 잡음이 존재한다. 그러나 이것은 보통의 측정 때에는 무시 가능한 수준이나 EFT/B 신호의 측정에서는 순간적인 높은 전압을 직접 오실로스코프에 연결하는 것이 무리가 있어 1:100의 감쇄기를 이용하였다.
이를 통하여 소신호 분석으로서의 S-parameter 측정 결과는 실제 EFT/B 신호의 입/출력을 이용한 전달 특성과 유사함을 보였다. 따라서 제안하는 S-parameter를 이용한 특성 측정 방식이 EFT/B 신호의 전달 특성 분석에 유효함을 확인하였다.
다양한 종류의 모바일 충전회로를 IEC 규격에 맞는 방법으로 S-parameter를 측정하여 EUT로서 활용하고자 하는 임의의 부하를 갖는 등가회로로 구현한 후 시뮬레이션에 적용하면 EUT에서의 EFT/B 신호에 의한 출력 전압을 예측할 수 있다. 또한, 이것을 실제 출력 결과와 비교하였을 때 결과의 타당성을 확인할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 직접 측정이 힘든 특수 지점에서의 EFT/B 신호의 전압 레벨은 제안한 시뮬레이션 방법을 이용하여 간단히 예측할 수 있을 것이라 사료된다.
또한, 소신호인 S-parameter를 이용하여 대신호인 EFT/B 신호를 예측하는 것이 타당함을 가정하고, 입출력의 전달함수와 제안하는 방식으로 측정된 S-parameter의 값을 비교하여 검증하였다. 마지막으로 측정한 S-parameter 값을 활용한 회로 시뮬레이션을 통해 앞서 직접 측정한 EFT/B 신호의 출력 전압 파형과 비교 분석하여 제안한 방법이 정당함을 보였다.
보정 후 S21의 값은 VNA의 에러항으로 예상되는 값(—120 dB의 잡음성 측정값)을 제외하고, 감쇠기가 없는 분리 상태의 대조 값과 감쇠기가 있는 값들은 모두 첫 번째 피크가 13.6 MHz에서 발생하였으며, 이후 1 GHz까지 대부분의 대역에서 일치한다는 것을 알 수 있었다.
각 측정에서 인터페이스에 의한 효과는 무시하였으며, 그 결과를 그림 9에서 기존의 수동소자가 포함된 기존 회로의 측정값(그림 7의 녹색 파형)과 비교해보았다. 수십 MHz 대역에서 전체적으로 S-parameter의 값이 수동소자의 영향이 제거됨에 따라 상승하였고, 더 높은 고주파 대역은 이전의 값과 비슷한 수준의 크기를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 단순히 모바일 충전회로의 2개의 포트만을 VNA에 연결하여 S-parameter를 측정하는 것이 수동소자의 영향 없이 보다 정확한 모바일 충전회로의 고주파 특성의 추출이라 할 수 있다.
그림 12에서는 이것을 입력과 출력의 비인 전달함수로 나타내어 S-parameter와 비교하기 위하여 dB 단위로 변환하여 서로 중첩시켜 비교하였다. 이를 통하여 소신호 분석으로서의 S-parameter 측정 결과는 실제 EFT/B 신호의 입/출력을 이용한 전달 특성과 유사함을 보였다. 따라서 제안하는 S-parameter를 이용한 특성 측정 방식이 EFT/B 신호의 전달 특성 분석에 유효함을 확인하였다.
이에 따라 적절한 대역의 주파수에 따른 전송경로에 대한 S-parameter를 이용하여 고주파 분석이 필요함을 확인하였으며, 분석에 적합한 S-parameter 값을 얻기 위하여 전원단에 연결/분리 상태에서 분석을 진행하였다. 이를 통하여 충전회로의 고주파 전달 특성은 측정에 필요한 적절한 인터페이스를 도입하여 전원을 연결하지 않고 측정된 S-parameter를 사용하여도 충분히 높은 신뢰도를 가지는 것을 실험적으로 확인하였다.
후속연구
이와 같은 방법으로 직접 측정이 힘든 특수 지점에서의 EFT/B 신호의 전압 레벨은 제안한 시뮬레이션 방법을 이용하여 간단히 예측할 수 있을 것이라 사료된다. 이에 따라 전압 파형을 예측함으로써 이것은 EFT/B 내성 규격에 대응할 수 있는 적절한 EUT 설계의 기초가 될 것이라 사료된다.
또한, 이것을 실제 출력 결과와 비교하였을 때 결과의 타당성을 확인할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 직접 측정이 힘든 특수 지점에서의 EFT/B 신호의 전압 레벨은 제안한 시뮬레이션 방법을 이용하여 간단히 예측할 수 있을 것이라 사료된다. 이에 따라 전압 파형을 예측함으로써 이것은 EFT/B 내성 규격에 대응할 수 있는 적절한 EUT 설계의 기초가 될 것이라 사료된다.
EFT/B 내성 시험은 모바일 디바이스가 충전회로에 의해 충전 중일 때 시험을 진행한다. 충전회로가 전원에 연결 중일 때 높은 주파수의 EFT/B 신호를 60 Hz의 AC 전원에 더하여 인가해주므로 네트워크 분석기(VNA)를 이용하여 동작 중인 모바일 충전회로를 측정하는 것이 정확할 것이라 예상된다. 따라서 이와 가장 유사한 S-parameter 측정 회로를 구현하기 위하여 IEC 평가 규격[1]에서 제안한 내성 시험 회로를 기초로 새로운 회로를 제안하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
EFT/B 신호는 어떤 주파수를 가지는가?
EFT/B 신호는 비교적 낮은 주파수를 이루며 반복되지만, 그것을 구성하는 성분들은 수 MHz에서 수 GHz 대역의 주파수를 갖는다. 따라서 높은 주파수의 EFT/B 신호에 의한 오동작에 대응한 설계를 위하여 EFT/B 신호는 시간 또는 주파수 특성과 EFT/B 내성 시험에서 신호가 전달되는 경로는 고주파 신호에 의한 특성 분석이 필요하며, 이를 통하여 회로의 원하는 지점에의 EFT/B 신호의 전압 예측기술의 필요성은 점차 커지고 있다.
EMC 국제 평가 규격 중, EFT/B 내성 시험은 무엇인가?
이와 같은 현상에 발맞추어 다양한 EMC 국제 평가 규격들이 존재한다. 이 중 하나인 EFT/B 내성 시험은 IEC에서 규정하는 국제규격(IEC 61-000-4-4) [1] 으로서 EFT/B 신호를 평가하고자 하는 대상 EUT (Equivalent Under Test)에 인가하여 EFT/B 신호에 대한 EUT의 내성을 평가하는 방법을 기술하고 있다. EFT/B 신호는 EUT에 전기적으로 연결된 스위치가 물리적으로 분리될 때 전류가 순간적으로 차단되어 회로 내에서 높은 순간전류 변화량을 갖게 되는 것을 모사한 것으로, 이 높은 전류 변화량은 EUT의 유도 성분에 의하여 순간적인 높은 전압의 펄스 파형들이 발생하여 대상 회로를 타고 동작 중인 회로 내에서 오동작을 유발시키는 원인이 된다.
높은 전류 변화량은 EUT의 유도 성분에 의하여 무슨 현상을 일으키는가?
이 중 하나인 EFT/B 내성 시험은 IEC에서 규정하는 국제규격(IEC 61-000-4-4) [1] 으로서 EFT/B 신호를 평가하고자 하는 대상 EUT (Equivalent Under Test)에 인가하여 EFT/B 신호에 대한 EUT의 내성을 평가하는 방법을 기술하고 있다. EFT/B 신호는 EUT에 전기적으로 연결된 스위치가 물리적으로 분리될 때 전류가 순간적으로 차단되어 회로 내에서 높은 순간전류 변화량을 갖게 되는 것을 모사한 것으로, 이 높은 전류 변화량은 EUT의 유도 성분에 의하여 순간적인 높은 전압의 펄스 파형들이 발생하여 대상 회로를 타고 동작 중인 회로 내에서 오동작을 유발시키는 원인이 된다.
참고문헌 (6)
Testing and Measurement Techniques-Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test, IEC 61000-4-4 Standard, 2nd ed., 2004.
David M, Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & sons, 2009.
Graziano, Cerri, Roberto De Leo, and Valter Mariani Primiani, "Electrical fast-transient test: Conducted and radiated disturbance determination by a complete source modeling", Electromagnetic Compatibility, IEEE Transactions on 43.1: 37-44, 2001.
Corneliu, Ursachi, Elena Helerea, "Immunity to electrical fast transient pulses of computer systems", Applied and Theoretical Electricity(ICATE), 2014 International Conference on. IEEE, 2014.
Ji, Zhang, et al. "Modeling injection of electrical fast transients into power and IO pins of ICs", Electromagnetic Compatibility, IEEE Transactions on 56.6: 1576-1584, 2014.
Ming-Dou, Ker, et al. "New transient detection circuit for electrical fast transient(EFT) protection design in display panels", IC Design and Technology(ICICDT), 2010 IEEE International Conference on. IEEE, 2010.
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