방산용 SMPS의 스위칭 노이즈 감소 대책에 관한 연구

Abstract

최근 국내에서 개발되는 방산용 항공기의 일부는 중량 감소를 목표로 여러 가지 방안이 검토 중이다. 그 중 하나로 내부 구성 장치간의 연결 케이블을 기존의 차폐 케이블(Shield Cable)에서 일반 케이블(Un-Shield Cable)로 변경하여 장치간 구성하는 것을 규격화하여 적용하고 있다. 이러한 변경은 항공기 중량의 감소에는 개선점이 되었지만 구성품 개발시 전기적 성능 못지않게 중요시되는 EMI(Electro Magnetic Interference)의 전도 노이즈(Conducted Emission) 및 방사 노이즈(Radiated Emission) 규격에 만족하기 어려운 결과를 가져왔다. 항공기 장치내 구성품 중 전도 노이즈 및 방사 노이즈의 주 발생원은 전원공급기(SMPS : Switching Mode Power Supply)가 대부분 차지한다. SMPS는 고속의 스위칭을 통해 전력을 변환하므로 급격한 전압 변화(dv/dt) 및 전류 변화(di/dt) 특성이 나타나며 이러한 스위칭 특성은 EMI 노이즈 발생의 원인이 된다.[2] 이는 자체 기기뿐 아니라 항공기 내부 다른 기기의 오동작을 일으키는 중요한 원인이 된다. 본 연구에서는 고속의 스위칭에 의해 필연적으로 발생되는 전도 및 방사 노이즈가 주위의 전기, 전자기기에 영향을 주기전에 근본적인 발생원인과 그 경로를 파악하여 설계 초기부터 고려, 전도 노이즈 및 방사 노이즈로 인한 기기의 오동작이 생기지 않도록 설계 방안을 제시하였다. 위와같은 연구결과를 토대로 항공기 구성품의 SMPS에 여러 대책 사항들을 적용하여 전기적 성능을 만족하며 전도 노이즈 및 방사 노이즈를 최소로 하도록 하였고 최종적으로 구성품에서의 규격 만족을 확인하였다.