電源側と負荷側に分離した電子機器のイミュニティノイズ対策法の開発

Research Project

Project/Area Number	23K03830
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 21010:Power engineering-related
Research Institution	National Institute of Technology, Toyama College
Principal Investigator	西島健一富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70804532)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2025: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords	スイッチング電源 / 実負荷 / 電磁両立性 / イミュニティ / ファ－スト・トランジェント/バースト
Outline of Research at the Start	本研究の目的は電子機器の電磁両立性に対して、電源側と負荷側を分離した形でのイミュニティノイズ対策法を開発することである。その具体的な評価手法は負荷側への透過ノイズを定量的に評価し、誤動作に至るノイズレベルの数値的指標を見える化し、その指標を満足するフィルタ設計をノイズ伝搬メカニズムの調査と共に学術的に実現するものである。本研究では電源メーカ側と機器メーカ側それぞれ分離したイミュニティノイズの対策方式を開発し、従来のカットアンドトライとは異なる進め方で飛躍的な対策技術の向上を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は電子機器のEMC（電磁両立性、「EMI：ノイズ発生」と「イミュニティ：ノイズ耐性」の両立）に対して、電子機器を構成する電源側（ACアダプタなどスイッチング電源）と負荷側（ノートPCなど機器）を分離した形でのイミュニティノイズ対策法を開発することである。その具体的な評価手法は負荷側への透過ノイズを定量的に評価し、誤動作に至るノイズレベルの数値的指標を見える化し、その指標を満足するフィルタ設計をノイズ伝搬メカニズムの調査と共に学術的に実現するものである。従来の電源メーカにおけるイミュニティ評価は抵抗負荷であったため、電源入力ラインにイミュニティノイズを印加して、ノイズが負荷に透過しても出力電圧が正常であればNG判定とならない。しかし、機器メーカで実負荷を接続すると信号系への影響で誤動作が発生しNG判定され、抵抗負荷と結果が一致しないことも起こり得る。本研究では電源メーカ側と機器メーカ側それぞれ分離したイミュニティノイズの対策方式を開発し、評価・対策のやり直しがない開発を実現し、従来のカットアンドトライとは異なる進め方で飛躍的なEMC対策技術の向上を目指す。上記の目的に対し、実験検討を行った結果、以下を確認した。スイッチング電源+実負荷の構成でスイッチング電源入力にノイズ印加した場合（電源メーカを想定）と実負荷入力に直接ノイズを印加した場合（機器メーカを想定）で同等の見える化ができることを確認した。ただし、同等条件の見える化には条件があり、今後、この条件の汎用性やノイズ成分の明確化を含め、検討を進めたい考えである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 1年目の検討結果より、電源メーカ側の（電源への）ノイズ評価、機器メーカ側の（実負荷への）ノイズ評価が同等レベル（仕様、数値化）に見える化できる目処がつき、予想として対策を分離して行えると考えられるため。
Strategy for Future Research Activity	スイッチング電源+実負荷の構成でスイッチング電源入力にノイズ印加した場合（電源メーカを想定）と実負荷入力に直接ノイズを印加した場合（機器メーカを想定）で同等の見える化ができることを確認した。ただし、同等条件の見える化には条件があり、今後、この条件の汎用性やノイズ成分の明確化を含め、1年目に科研費予算で導入したインピーダンスアナライザ評価セットも活用しながら検討を進めたい考えである。