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노이즈 필터 도면 표준화 방안에 관한 연구
A study on the standardization of Noise Filter drawings 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.46 no.3, 2018년, pp.379 - 396  

이지혁 (국방기술품질원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: The purpose of this study was to propose a standard form of noise filter drawing, which is widely used in the field of weapon systems, to define the essential specification which is not standardized at the existing drawings and to employ the reference for manufacturing and qualification tes...

주제어

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문제 정의

  • 분석 결과, 국내용과 외국산 제품에서 일부 차이는 있었으나 공통된 성능 요구사항이 있음을 확인하였고, 9가지 공통 성능 요구사항을 도출하였다. 또한 민수용에서 널리 사용되고 있는 KS C IEC 60939의 필수 요구성능을 검토하였고, 또한 군사용 규격인 MIL-STD-220B에서 삽입손실 측정법을 등을 비교하여 노이즈 필터 도면 표준안 제정시 국방 분야에 적합한 감쇠 특성 곡선을 표기하기 위한 최적의 방법을 도출하고자 하였다.
  • 해당 표준안은 이제까지 시도되지 않은 노이즈 필터에 대한 도면 표준안을 제안하여 향후 국방 분야 무기체계 개발시 필수적으로 적용될 노이즈 필터 규격화시 참고자료로 활용되고자 하였으며 해당 제작업체에 배포하여 도면 제작시 기초자료로 활용효과가 있을 것으로 기대된다. 또한 양산단계 품질보증시 검사자료로서의 활용성이 있는 등 실제 현장에서 도움이 되고자 하였다. 향후 노이즈 필터에 대한 사양 중 현장 제작업체에서의 애로사항 등을 파악하여 개선 발전시킨다면 더욱 효과적인 활용 방안이 될 것으로 기대하며 무기체계에서 공통적으로 사용되나 필수적인 부품에 대해서는 이와 같은 표준안 제정에 대한 연구는 더욱 필요할 것으로 생각된다.
  • 본 연구에서는 국방 분야 무기체계 개발시 필수적인 노이즈 필터에 대하여 규격화가 되었으나 천차만별로 작성된 성능요구조건에 대한 실태를 분석하고, 민수 사례 연구, 규격 요구성능 분석을 통하여 국방 규격화시 도면 표준안을 제안하고자 하였다. 기존 노이즈 필터 도면은 주기란에 전압강하, 누설전류 등의 단순 제원으로 기술되어 노이즈 필터의 고유 특성인 감쇠 특성을 파악하기가 곤란한 단점이 있었다.
  • 본 연구의 목적인 노이즈 필터 도면 국방 규격 제정시 표준안을 제안하였고, 기존 사례연구에서 분석된 노이즈 필터의 도면 문제점을 분석 후, 민수용 규격 등을 검토하여 필수적인 성능 요구조건을 도출하고자 하였다.
  • 이상 표준 규격 검토결과와 사례연구를 통하여 아래와 같이 노이즈 필터 도면 표준안을 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
EMI필터는 어떤 기능을 수행하는가? 노이즈 필터 모듈은 전원을 공급하는 모든 전자 장비의 전원공급장치의 필수 구성품으로 교류 입력 전원의 전자파 잡음을 제거하고 시스템의 정상동작을 보장해 주는 장비이다. EMI필터라고도 불리는 이 장비는 전력 변환 회로에서 쓰이는 파워 컨버터나 PWM(Pulse Width Modulation) 인버터 내의 스위칭 소자들이 만들어 내는 전도성 노이즈(Conducted Emission, CE) 및 방사성 노이즈(Radiated Emission, RE)를 제거하는 기능을 수행한다[1]
노이즈를 효과적으로 줄이는 것이 제품의 전자기적합성 테스트 통과의 목적뿐만 아니라 고성능화 측면에서도 필수적이라고 주장하는 배경은? 위의 전도성 및 방사성 노이즈들은 전자기기의 성능에 영향을 끼칠 뿐만 아니라, 기기의 오작동을 일으키는 주된 원인이 되고 있으며 보다 이상적인 전력 파형을 제공하기 위하여 스위칭 주파수는 점점 더 높아지고, 회로 내에서 더 많은 스위칭 소자들이 쓰이기 때문에, 이러한 소자들에 의한 노이즈 문제를 해결하는 것은 점점 더 중요한 요소가 되었다[2]. 이 기능 발휘가 고장이 날 경우 체계장비의 전자기적합성(Electro-Magnetic Compatibility, EMC) 시험규격을 만족하지 못하기 때문에 중요성은 이루 말할 수 없으며 체계장비 전원품질 수준 확보에 필수적이며 유도전자, 기동화력, 함정, 항공 등 모든 분야에 사용되는 가장 범용적인 부품이라고 할 수 있으며 전원 품질을 확보하기 위한 필수적인 부품이다.
노이즈 필터 모듈이란 무엇인가? 노이즈 필터 모듈은 전원을 공급하는 모든 전자 장비의 전원공급장치의 필수 구성품으로 교류 입력 전원의 전자파 잡음을 제거하고 시스템의 정상동작을 보장해 주는 장비이다. EMI필터라고도 불리는 이 장비는 전력 변환 회로에서 쓰이는 파워 컨버터나 PWM(Pulse Width Modulation) 인버터 내의 스위칭 소자들이 만들어 내는 전도성 노이즈(Conducted Emission, CE) 및 방사성 노이즈(Radiated Emission, RE)를 제거하는 기능을 수행한다[1]
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참고문헌 (24)

  1. Arrow Electronics Homepage, www.arrow.com/Offical_Site/Shop. 

  2. B. S. Kim. 2014. "The modeling and optimization of EMI Filter using S-parameter." Master Thesis, SKKU, Oct. 

  3. B. S. Shin. 2014. "Noise Reduction Technique for Electronic Medical Device." Master Thesis, AJU, Aug. 

  4. C. David K. 1989. Field and wave electromagnetics. New York: Addision-Wesley. 

  5. Department of Defense(DoD). 1986. "Electromagnetic Emission and Susceptibility Requirements For the control of Electromagnetic Interference." MIL-STD-461C, Aug. 

  6. Department of Defense(DoD). 2007. "Electromagnetic Interference characteristics requirement for equipment." MIL-STD-461F. 

  7. Department of Defense(DoD). 2000. "TEST METHOD STANDARD METHOD OF INSERTION LOSS MEASUREMENT." MIL-STD-220B, Jan. 

  8. Department of Defense(DoD). 2009. "TEST METHOD STANDARD METHOD OF INSERTION LOSS MEASUREMENT." MIL-STD-220C, May. 

  9. Federal Communication Commission(FCC). 2015. "Radio Frequency Device." Code of Federal Regulation, Titel 47, Part 15(47 CFR 15). 

  10. International Rectifier, www.irf.com/product/HiRel-Products/. 

  11. J. H. Lee. 2018. "A study on the standardization of Noise Filter." DTaQ-18-5683-R. 

  12. Korean Agency for Technology and Standards. 2003. "Complete filter units for radio interference suppression- Part 1: Generic specification." KS C IEC 60939-1. 

  13. Mouser Electronics Hoempate, www.mouser.com. 

  14. M. S.Zainal, M. Z. M. Zenu. "Reduction of conducted emission noise using various power supply filters." In Applied Electromanetics. 2003. APACE 2003. Asia-Pacific Conference on, pp. 100-103. IEEE. 

  15. Murata Manufacturing Co., www.murata,com/en-global/prducts/emc/ferrite/basic/reason. 

  16. Murata Manufacturing Co., www.murata.com/en-global/products/emc/emifil. 

  17. On Semiconductor, www.onsemi.com/PowerSolutions/. 

  18. Panasonic Homepage, na.industrial.panasonic.com. 

  19. TDK-Lamda Homepage, product.tdk.com/info/en/products/emc/emc/power-line/. 

  20. TDK-Lamda Homepage, product.tdk.com/info/en/products/emc/guidebook/eemc_product_08.pdf. 

  21. Verband Deutscher Elektrotechnicker. 1991. Radio interference suppression of radio frequency equipment. DIN VDE 0871. 

  22. Wllamowski. 2011. Power electronics and motor drives. Boca Raton, FL: CRC Press. 

  23. Woonyoung Co.,Ltd., "The Noise Filter Technical Report." woonyoung.com 

  24. Y. J. Son. 2016. "Improvement of FFX Batch-I Military satellite-ES EMI interference." DTaQ-16-4676-R. 

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