エミッション

昨今のハイブリッド車やEV車では、IGBT・MOS・SiC・GaNなどのパワー半導体で高速スイッチングする傾向にあります。そしてパワー半導体によるインバーター回路ではスイッチングノイズの発生は避けられません。EMCの課題として、EMI(伝導性・放射性エミッション)、EMS(伝導性・放射性イミュニティ)に大別されます。今回はCISPR25に準拠した伝導性エミッションの試験法を表現したシミュレーションのワークフローをご紹介するため、自社で実際に回路基板を作成のうえ、実測とシミュレーションの比較検証を行いました。

1962年創立の富士ゼロックス株式会社（Fuji Xerox Co., Ltd.）はドキュメントサービス＆コミュニケーションの領域におけるリーディングカンパニーです。最新のデジタル複合機には多くの電子部品が組み込まれ、互いに干渉し、電磁両立性（EMC）問題を起こす可能性があります。また、静電気放電（ESD）によって部品の性能が損なわれるおそれがあります。問題の背後にあるメカニズムをよりよく理解し、有効な対策を講じるために、富士ゼロックスはCST STUDIO SUITEによるEMシミュレーションを行うことにしました。

LG Display発表による、DC-DC Booster回路で発生するEMIノイズ源のモデリング事例です。EMIノイズを定義して回路のモデリングを行い、ノイズ源を抽出、検証します。抽出されたリンギングとリンギングのFT結果がEMIをよく表現することを明らかにしています。（日本語メモ付）

電子レンジのドアは食品の出し入れ口であると同時に、熱空洞の構造の一部でもあります。ドア周りは密閉できないため、電磁波が漏洩して他の電子機器に干渉する可能性や人体内部の電力レベルが安全基準を超えるおそれを念頭に置いた設計が求められます。この資料では遮蔽機構のシミュレーション事例を紹介し、電磁界解析の導入により設計効率が向上する可能性を示します。

ContinentalによるCSTソフトウェアを使用したEMC設計の事例です。シミュレーションによりパラメータの意味や関連性を明らかにすることは製品開発にさまざまなメリットがあります。たとえばバーチャルプロトタイピングでは繰り返しのループ回数が減少し、開発期間を短縮するとともにNREコストを削減できます。また、シールディングやフィルタといったノイズ対策部品無しで要求水準の達成が可能なことがシミュレーションで確認できれば、部品表の項目を削減でき、PCB領域の節約にもつながります。EMCを開発工程における設計パラメータのひとつと捉えることで、最先端のアーキテクチャの導入が可能となり、技術革新とともにコスト削減と品質向上を進めることができます。

マグネトロンと電子レンジの設計をCST STUDIO SUITEの解析モジュールによるシミュレーションで支援します。CST PARTICLE STUDIOによる相互作用領域の解析に続いて、CST EM STUDIOで静電磁界の評価を行い、さらにCST MW STUDIOで電子レンジ内部の電磁界分布を評価、最後にCST MPHYSICS STUDIOで温度と変形に関わる考察を行います。

ヒートシンクはASICなどのICに装着される比較的大型の導体オブジェクトです。通常は接地されず、放射の原因になる場合があります。ヒートシンクのEMI問題に関連して、シミュレーションを活用した速やかでシステマティックな設計フローを提案します。（英語）

M. Li, J. Nuebel、J.L. Drewniak、R.E. DuBroff、T.H. Hubing、T.P. Van Dorenの各氏による論文 “EMI from Cavity Modes of Shielding Enclosures - FDTD Modeling and Measurements” (IEEE Trans. on Electromagnetic Compatibility, 42, 1, Feb. 2000)に記載されたスロット付き閉構造の計算結果と測定の結果を、CST MW STUDIO による計算結果と比較します。