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2010 Fiscal Year Annual Research Report

人体ESDの放電物性に基づく回路論的モデル化とEMC問題への応用

Research Project

Project/Area Number 21360129
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

藤原 修  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60135316)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平田 晃正  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00335374)
高 義礼  釧路工業高等専門学校, 電子工学科, 准教授 (80335091)
塩澤 俊之  中部大学, 工学部, 教授 (40029210)
嶺岸 茂樹  東北学院大学, 工学部, 教授 (70146116)
川又 憲  八戸工業大学, 工学部, 教授 (00244905)
Keywords静電気放電 / 放電物性 / 電磁界の刺激作用 / 超広帯域モデル化 / 超広帯域測定 / イミュニティ
Research Abstract

(1)静電気放電に伴う広帯城過渡電圧・電流変動の測定システムを用いて,放電に伴って発生する放射電磁波特性について検討を行った。その結果,静電気放電による放射電磁波の振幅特性は,一概に放電電圧には比例せず,電極間の絶縁破壊電界値あるいは電極表面形状などの影響を大きく受けることを確認した。さらに,放射要素を極力取り除いた球状の電極おいては,放射電磁強度は電極自体の静電容量に比例することを確認した。
(2)帯電人体からの金属棒の接近放電で生ずる放電電流の測定波形と人体インピーダンスの広帯域周波数特性から,本来は直接測定できない放電電圧波形を導出し,これと電流測定波形とから絶縁破壊時の電位傾度を推定した。その結果,火花に続きアークまたは異常グローの別放電が発生していることが確認でき,その際の火花長は20-30μm,電位傾度は(2-3)×10^7V/mの値となることがわかった。
(3)帯電人体の放電による発生電磁界の伝播モデルを構築した。解剖学的人体数値モデルを用い,各組織の電気定数は4極のデバイ型分散式でモデル化した。帯電人体から金属棒を介して接地金属板へ放電した際の体内電磁界,体表面電流(体表面磁界)をFDTD法でシミュレートした。その結果,1kVの帯電では金属棒から100psの立ち上がり時間の放電電流が流出し,体表面電流は金属棒をもつ手指から腕を介して胴体を光速で伝播し,頭上までの到達時間は約1011sであった。数値コードの妥当性は,人体被験者による帯電実験から金属棒からの放電電流波形を帯域18GHzの広帯域ディジタルオシロスコープ測定し,これがシミュレーション波形と概ね一致することを確認した。
(4)人体ESDに伴う電子機器のイミュニティ評価に関して,広帯域電磁波と回路基板との電磁結合のモデル化を行うための検討として,ESDが発生する広帯城電磁波の時間領城測定方法について理論的・実験的検討を行った.ESDによる電界波形を再生するために必要となる,受信アンテナの複素アンテナ係数の測定理論及び方法,電界波形再生の方法と実際の測定波形について示した。

  • Research Products

    (20 results)

All 2011 2010

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] ESDガンの垂直結合板への間接放電で生ずる空間電磁界のばらつき2011

    • Author(s)
      辻拓朗, 高義礼, 藤原修, 山本典央
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: 1.131,No.2 Pages: 119-124

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 静電気試験機の校正用電流検出変換器に対する伝達インピーダンスのFDTDシミュレーション2011

    • Author(s)
      後藤剛史, 高義礼, 森育子, 藤原修, 石上忍, 山中幸雄
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: Vol.131,No.3 Pages: 606-612

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マイクロギャップ放電に伴う放射電磁波強度と電極表面状態の影響に関する一考察2010

    • Author(s)
      川又憲、嶺岸茂樹、藤原修
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: Vol.130,No.5 Pages: 445-450

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ESDガンの垂直結合板に対する接触放電の仕方と供試機器の配置に英子湯されにくい体制試験法の提案2010

    • Author(s)
      山本典央, 高義礼, 藤原修
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: Vol.130,No.5 Pages: 423-427

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 帯電人体のもつ金属棒の接近で生ずる絶緑破壊電界の推定と検証2010

    • Author(s)
      高義礼, 藤原修
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: Vol.130,No.5 Pages: 428-432

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 放電電流波形の広帯域測定に基づくESDに対するIECイミュニティ試験の厳しさ評価2010

    • Author(s)
      森育子, 藤原修
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: Vol.130,No.5 Pages: 457-461

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transfer impedance and effectiveness of SMA receptacle for wideband measurement of discharge current due to human ESD2010

    • Author(s)
      Yoshinori Taka, Yoshihisa Kagawa, Osamu Fujiwara
    • Journal Title

      Journal of Electrostatics

      Volume: 68 Pages: 107-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Verification of spark-resistance formulae for micro-gap ESD2010

    • Author(s)
      Yoshinori Taka, Osamu Fujiwara
    • Journal Title

      IECE Trans.Commun.

      Volume: Vol.E93-B,No.7 Pages: 1801-1806

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of potential gradient from discharge current through hand-held metal piece from charged human body2010

    • Author(s)
      Yoshinori Taka, Osamu Fujiwara
    • Journal Title

      IECE Trans.Commun.

      Volume: Vol.E93-B,No.7 Pages: 1797-1800

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transfer impedance of new-type calibration target and reconstruction of injected currents for air discharges from electrostatic discharge generators2010

    • Author(s)
      Yoshinori Taka, Takashi Adachi, Ikuko Mori, Osamu Fujiwara, Shinobu Ishigami, Yukio Yamanaka
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: Vol.17,No.33 Pages: 166-1671

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ESD電磁界波形測定のための観測アンテナの複素アンテナ係数2011

    • Author(s)
      石上忍
    • Organizer
      電気学会電磁環境研究会
    • Place of Presentation
      石川県・加賀市
    • Year and Date
      2011-03-24
  • [Presentation] 球電極形状のマイクロギャップ放電に伴う放射電磁波強度の測定2010

    • Author(s)
      川又憲、嶺岸茂樹、藤原修
    • Organizer
      電気学会電磁環境研究会
    • Place of Presentation
      岩手県・花巻市
    • Year and Date
      2010-11-01
  • [Presentation] Wideband Measurement of Radiated Electromagnetic Field intensity Due to Micro Gap Discharge Using The Spherical Electrode2010

    • Author(s)
      川又憲、嶺岸茂樹、藤原修
    • Organizer
      Proc.of 2010 Asia-Pacific Radio Science Conference, AP-RASC '10, E3-6
    • Place of Presentation
      富山県・富山市
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] Estimation of rise time and frequency spectra of discharge current waveforms for air discharges of an ESD-gun with low charge voltages2010

    • Author(s)
      森育子, 藤原修
    • Organizer
      Proc.of the XX International Conference on Electromagnetic Disturbances
    • Place of Presentation
      リトアニア・カウナス
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] Wideband Measurement of Radiated Electromagnetic Field intensity Caused by Low Voltage ESD2010

    • Author(s)
      川又憲, 嶺岸茂樹, 藤原修
    • Organizer
      Proc.of Electromagnetic Compatibility Europe 2010, EMC Europe 2010, O Th B3-3
    • Place of Presentation
      ポーランド・ブロツワフ
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] Estimation of rise time and frequency spectra of discharge current waveforms for air discharges of an ESD-gun with low charge voltages2010

    • Author(s)
      森育子, 藤原修
    • Organizer
      Proc.of Electromagnetic Compatibility Europe 2010, EMC Europe 2010
    • Place of Presentation
      ポーランド・ブロツワフ
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] Measurement of the radiated electromagnetic field intensity using spherical electrode and a horn antenna2010

    • Author(s)
      川又憲, 嶺岸茂樹, 藤原修
    • Organizer
      Proc.of 2010 4^<th> Pan-Pacific EMC Joint Meeting, PPEMC'10, pp.223-226
    • Place of Presentation
      宮城県・仙台市
    • Year and Date
      2010-05-27
  • [Presentation] 低電圧ESDに伴う放射電磁波強度の広帯域測定2010

    • Author(s)
      川又憲, 嶺岸茂樹, 藤原修
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,EMCJ2010-9,pp.45-48
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2010-04-23
  • [Presentation] Influence of the Surface Condition of Electrodes on Radiated EM Field Intensity due to Micro Gap Discharge2010

    • Author(s)
      川又憲, 嶺岸茂樹, 藤原修
    • Organizer
      Proc.of 2010 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, pp.433-436
    • Place of Presentation
      中国・北京(招待講演)
    • Year and Date
      2010-04-14
  • [Book] EMC原理と技術(高木相監修)(嶺岸・川又:pp.195-205,藤原:pp.243-254)2010

    • Author(s)
      嶺岸茂樹、川又憲、藤原修, 他
    • Total Pages
      438
    • Publisher
      三松出版

URL: 

Published: 2013-06-26  

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