Visualization of Noise Propagation Paths for Noise Filter in Power Converter Using Sensitivity Analysis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14248
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: Nomura Katsuya 関西学院大学, 工学部, 専任講師 (30581425)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 感度解析 / ノイズフィルタ / 可視化 / 寄生成分 / 電界結合 / 磁界結合

Outline of Final Research Achievements

In this research, a technique has been developed that visualizes noise propagation paths in noise filters for power converters using sensitivity, which reflects the impact of physical properties like magnetic permeability and dielectric permittivity on S-parameter. This technique enables straightforward identification of previously hard-to-detect noise propagation due to electric and magnetic field coupling. It also allows for pinpointing factors and their locations that negatively impact noise performance, such as the parasitic capacitance in coils and the parasitic inductance of conductor patterns.

Free Research Field

環境電磁工学、パワーエレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでは電磁界シミュレーションによって、対象構造における任意の場所での電界や磁界の大きさを把握することはできたが、最終的な性能に影響を与える要因や領域を把握することは困難であった。本研究成果によって、性能に対して支配的な影響をもつ領域や要因を直接的に可視化できるようになったため、新たなノイズ解析手法を確立したという学術的意義を有するとともに、製品設計を円滑に進められるという社会的意義を有する。