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전자파 차폐의 원리와 관련 기술 동향 원문보기

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.68 no.1, 2019년, pp.31 - 37  

강영민 (한국교통대학교 화공신소재고분자공학부)

초록이 없습니다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근 스마트폰의 다기능화, 웨어러블, 사물인터넷, 자동차의 전장화 시장의 성장은 전자파 차폐재에 대한 수요를 크게 증가시키고 있다. 본고에서는 누설 자기장, 전자기파 등 EMI를 일으키는 전자기적 신호의 차폐 원리와 방법을 소개하고 전자파 차폐가 적용되는 분야와 차폐 소재 개발 및 시장 동향에 대해 간단히 알아보려 한다.

가설 설정

  • 반면 허수부는 와전류 및 자기적 손실에 의한 자기에너지를 흡수하는 능력을 말한다. 예를 들어 그림 5와 같은 복소 투자율 spectra 갖는 Mn-Zn ferrite를 교류 자기장의 차폐재로 사용했다고 가정해보자. 교류 자기장이 10kHz 정도의 저주파인 경우 투자율의 실수부가 2000 정도로 높고 허수부는 10 이하로 매우 낮다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
EMI 차폐의 가장 일반적인 방법은 무엇인가? EMI 차폐란 외부에서 입사되는 전기장 (E), 자기장 (B), 또는 전자기파 (EM)를 차폐 (shield)하여 전자 회로의 동작에 장애를 방지하는 것을 말한다. EMI 차폐의 가장 일반적인 방법은 알루미늄 (Al)이나 구리 (Cu)와 같은 금속 소재로 회로 주위를 둘러싸는 방법이다. 금속은 표면에서 대부분의 전자기파를 반사시키며, 도체 내에서는 자유전자의 이동에 의해 전기장 E = 0 되므로 광범위 주파수 대역의 전자기파와 전기장을 차단시킬 수 있다.
스마트폰의 EMI 차폐 소재로 자성 시트를 사용함으로써 무선 충전 시 얻을 수 있는 효과는 무엇인가? 먼저 스마트폰의 EMI 차폐 소재는 무선충전기능이 도입됨에 따라 NFC 모듈(module)에 자성 시트가 사용되게 되었다. 해당 소재로는 Mn(Ni)-Zn계 페라이트나 자성 금속 나노 결정 및 비정질 금속을 박판 형태로 제작하여 사용하고 있으며, 이를 통하여 100kHz 부근의 교류 자기장을 활용하는 무선 충전 시스템에서 발생되는 교류 자장과 13.56 MHz 주파수를 사용하는 NFC 코일 안테나 간의 전자기적 간섭을 억제하고 자기장이 휴대기기 내부로 침투하는 것을 방지하게 되었다. 그림 7에서는 스마트폰에서 자기 차폐 시트 (Flexield, TDK product)를 삽입했을 때와 하지 않았을 때 자기선속 분포의 차이를 보여준다.
전자파에 대한 실질적인 이슈는 무엇인가? 컴퓨터나 휴대 전화 등 전자기기로부터 발생되는 전자기파의 세기는 인체에 거의 영향이 없는 것으로 알려지고 있으나 장기간 노출에 의한 전자기파 유해성에 대한 연구 결과도 지속적으로 보고되고 있어 전자파에 둘러싸인 환경을 무조건 안전하다고만은 볼 수 없다. 인체 유해성에 대한 논의를 제외하고도 전자파가 발생시키는 실질적인 이슈는 IT 기기 및 자동차에서의 전자기파 간섭 (EMI, Electromagnetic Interference)에 의한 전자기기의 오작동 및 신호 품질 저하에 따른 문제이다. 최근 스마트폰의 다기능화, 웨어러블, 사물인터넷, 자동차의 전장화 시장의 성장은 전자파 차폐재에 대한 수요를 크게 증가시키고 있다.
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