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EFT(Electrical Fast Transient)란 무엇인가?

반도체 디바이스는 각기 다른 여러 가지의 인증 테스트를 거쳐야 한다. 테스트에는 전자기 간섭 적합성, 정전기 방전, 과도 펄스, 진동 내구성, 습도, 온도 스트레스 이외에도 여러 가지 것들이 있다. 이러한 인증 테스트는 해당 디바이스의 실제 애플리케이션 환경에서 반복적인 시험을 통해서 이루어진다. 이러한 테스트는 단독으로 실시되거나 전체 섹션의 일부로서 실시된다. 어떠한 방법이든 디바이스를 시장에 출시하기 위해서는 무수히 많은 테스트들을 통과해야 한다.

고객들과 반도체 제조사들은 이러한 모든 테스트를 통과하기 위해서 많은 과제들을 해결하고 상당한 학습 곡선을 거쳐야 한다. 그러기 위해서 많은 질문들에 대답해야 한다. 디바이스의 어느 부분을 테스트하는가? 이 테스트에는 어떤 표준이 적용되는가? 이 테스트는 어떻게 실시하는가? 이 프로젝트에 왜 이 테스트가 해당되는가? 합격과 불합격의 판정 기준은 무엇이며, 왜 그런 조건들이 적용되는가? 이러한 질문들에 대한 답변은 테스트를 준비하고 실행하기 위한 주요 세부 사항을 제공하고, PCB를 수정하고 새롭게 구축하며 계속적인 디버깅으로 인한 시간과 비용 낭비 없이 인증 요건을 통과할 수 있도록 한다.

본 글에서는 EFT(electrical fast transient)라고 하는 테스트에 대해서 살펴보려 한다. 과도 펄스 테스트는 산업용 및 오토모티브와 같은 분야들의 인증 규격에 흔히 사용되는 간섭 측정 방식이다. 과도 펄스 테스트는 전원 및 통신 버스의 고전압 펄스를 통해 디바이스 또는 시스템이 얼마나 잘 견디고 통신이나 동작을 계속해서 유지할 수 있는지를 평가한다.

EFT는 IEC(International Electro technical Commission) 61000-4-4 표준에서 정의하고 있는 일종의 과도 펄스 테스트이다. 또한 특정 산업 분야에 따라서 IEC 61000-4-4를 기반으로 한 파생적인 각자의 EFT 표준을 정의하고 있다. 예를 들어 유럽 표준인 55024에서는 유럽 연합에서 사용되는 정보 기술 장비에 대한 요건들을 정의하고 있다. EFT는 다른 과도 펄스 테스트에 비해서 빠르다. 높은 피크 전압, 빠른 상승 시간, 높은 반복 속도의 펄스 파형을 사용해서 릴레이 접촉기나 모터로부터의 역 EMF(electromotive force) 같은 인덕티브 부하 스위칭으로 발생되는 빠른 고주파 에너지 버스트를 시뮬레이션할 수 있다. 이러한 종류의 펄스는 산업 환경에서 매우 일반적이기 때문에, 디바이스가 올바른 동작을 유지하는지 살펴보기 위해서는 이러한 테스트가 필수적이다. 그림 1은 EFT를 발생시키기 위한 개략적인 회로를 보여준다.

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그림 1: EFT를 발생시키기 위한 개략적인 회로

일부 RS-485 트랜시버는 이러한 유형의 테스트를 통과해야 한다. RS-485 통신 인터페이스는 잡음 내성이 뛰어나고 원거리 작동이 가능함으로써 산업용 환경에 흔히 사용된다. RS-485를 사용하는 많은 시스템의 디바이스는 애플리케이션의 많은 부분과 접촉하기 때문에 빠른 과도 현상에 취약하다. 그 예로 모터 제어의 경우 RS-485 트랜시버가 모터 인코더와 마이크로컨트롤러 사이에 인터페이스를 제공한다. 트랜시버를 모터 인코더로 연결하기 때문에 모터와 공유하는 메인 AC 및 DC 전력을 통해서 과도가 유입될 뿐만 아니라 통신 및 제어 신호를 통해서도 유입된다. 통신 파형과 함께 과도 현상이 발생하는 것은 불가피하다. 그렇기에 RS-485 디바이스는 이러한 타격에도 불구하고 손상되지 않아야 하며 재빨리 통신을 복구할 수 있어야 한다. 그래야 마이크로컨트롤러로 보내거나 받는 메시지가 중단되거나 잘못 해석되는 일이 발생되지 않는다.

이럴 때 유용한 제품이 바로 TI가 새롭게 출시한 RS-485 트랜시버 THVD1550이다. 올해 출시된 이 디바이스는 EFT 및 ESD 보호 기능에 중점을 두고 설계되어 까다로운 산업용 환경에서 충분히 견고하게 동작한다. 또한 TI는 THVD1550이 EFT 테스트에 대한 견고성이 얼마나 뛰어난지 보여주기 위해서 절대치 인코더 용으로 EMC 내성이 뛰어난 RS-485 인터페이스 레퍼런스 디자인을 제공한다. 그림 2는 일반적인 절대치 인코더 회로로, EFT가 이 시스템의 어느 부분에 적용되는지 보여준다.

[TI 코리아] 그림 2_RS485를 사용한 절대치 인코더 및 모터 애플리케이션.png

그림 2: RS485를 사용한 절대치 인코더 및 모터 애플리케이션

블로그에서 EFT 테스트가 어떻게 설정되고 실행되는지, 이 테스트가 왜 중요한지 등과 같은 자세한 내용을 확인할 수 있다.

기사입력 : 2017-12-18



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