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設計技術シリーズ

電源系のEMC・ノイズ対策技術

編集: 月刊EMC編集部
価格: 3,700円(本体)+税
判型: A5
ページ数: 226 ページ
ISBN: 978-4-904774-75-5
発売日: 2018/9/25

【著者紹介】

【目次】

第1章 ノイズ実態の把握と対策
    電源におけるEMC対策と実例

  1. 1.はじめに
  2. 2.EMIについて
    1. 2-1 私達は何をしているのか
    2. 2-2 私達はどの位を取り扱っているのか
  3. 3.EMI対策と実例(進め方)
    1. 3-1 EMI対策の手順と配慮
      1. 3-1-1 テーマの選定
      2. 3-1-2 現状把握
      3. 3-1-3 目標設定
      4. 3-1-4 要因解析
    2. 3-2 EMI対策の基本的思考
    3. 3-3 伝搬経路の見分け方
      1. 3-3-1 雑音端子電圧におけるノーマルモードノイズとコモンモードノイズについて
      2. 3-3-2 雑音端子電圧におけるノーマルモードノイズとコモンモードの見極め方
    4. 3-4 伝搬経路の識別と、実際のEMI対策の進め方
  4. 4.最後に

第2章 障害事例と対策
    電源の高調波対策

  1. 1.はじめに
  2. 2.高調波電流による障害と規制
    1. 2-1 コンデンサインプット整流方式
    2. 2-2 障害事例
    3. 2-3 高調波電流規制
  3. 3.高調波対策の種類
  4. 4.インダクタ電流連続モードPFCコンバータ
    1. 4-1 動作解析
    2. 4-2 制御方式
  5. 5.デジタル制御方式
  6. 6.ブリッジレスPFCコンバータ
  7. 7.おわりに

第3章 ノイズ源の把握から行う対策
    交流電源系におけるノイズの基礎知識と対策手法について

  1. 1.はじめに
  2. 2.電源ノイズの種類
    1. 2-1 停電
    2. 2-2 瞬時停電
    3. 2-3 周波数変動
    4. 2-4 電圧変動
    5. 2-5 高調波
    6. 2-6 電圧ノッチ
    7. 2-7 高周波ノイズ
  3. 3.一過性のノイズと連続性のノイズ
    1. 3-1 一過性のノイズ
    2. 3-2 連続性のノイズ
  4. 4.ノイズの伝搬径路とループ
    1. 4-1 ラインノイズと放射ノイズ
    2. 4-2 ノイズとループ
    3. 4-3 ケーブルのツイスト
  5. 5.ノイズ対策を失敗しないために
    1. 5-1 「たぶんノイズだろう」
    2. 5-2 偶発的なノイズトラブル
  6. 6.ノイズ対策の三要素
    1. 6-1 適切なラインノイズ防止素子の使用
      1. 6-1-1 アイソレーショントランス
      2. 6-1-2 障害波遮断変圧器
    2. 6-2 グランド対策
      1. 6-2-1 回路のグランド
      2. 6-2-2 表皮効果
      3. 6-2-3 接地線のインピーダンス
    3. 6-3 シールド
      1. 6-3-1 磁気シールド
      2. 6-3-2 静電シールド
      3. 6-3-3 電磁シールド
      4. 6-3-4 シールドの端末処理
  7. 7.ノイズトラブルの全体像
    1. 7-1 ノイズ発生源と被害装置の関係
    2. 7-2 ノイズの侵入径路をイメージする
    3. 7-3 発生源対策例
    4. 7-4 被害装置対策例
  8. 8.おわりに

第4章 スイッチング電源とEMC
    ノッチ周波数を有するスイッチング電源のEMC低減スペクトラム拡散技術

  1. 1.はじめに
  2. 2.スイッチング電源と従来スペクトラム拡散技術
    1. 2-1 降圧形スイッチング電源
    2. 2-2 ディジタル方式スペクトラム拡散技術
    3. 2-3 擬似アナログノイズ利用スペクトラム拡散技術
  3. 3.パルス幅コーディング方式スイッチング電源
    1. 3-1 パルス幅コーディング方式とスペクトラム
    2. 3-2 パルス幅コーディング方式DC-DC電源のシミュレーション
    3. 3-3 パルス幅コーディング方式DC-DC電源のスペクトラム拡散
  4. 4.各種パルスコーディング方式スイッチング電源
    1. 4-1 パルス周期コーディング方式DC-DC電源とスペクトラム拡散
    2. 4-2 パルス位置(位相)コーディングPPC方式
    3. 4-3 複合パルスコーディング方式とスペクトラム
    4. 4-4 複合パルスコーディングPWPC方式におけるノッチ特性の向上
  5. 5.パルスコーディング方式におけるノッチ特性の理論的解析
    1. 5-1 パルス幅コーディング方式とノッチ周波数
    2. 5-2 パルス位置コーディングPPC方式とノッチ周波数
  6. 6.パルス幅コーディングPWC方式電源の実装検討
    1. 6-1 降圧形PWC方式電源の実装評価
    2. 6-2 昇圧形PWC方式電源の実装評価
  7. 7.現状の特性と今後の課題

第5章 スイッチングノイズ対策法
    疑似アナログノイズを用いたスペクトラム拡散による
    スイッチング電源のEMI低減化

  1. 1.はじめに
  2. 2.従来のディジタル的なスペクトラム拡散技術
    1. 2-1 ディジタル的スペクトラム拡散の構成
    2. 2-2 M系列信号発生回路
  3. 3.擬似アナログノイズによるスペクトラム拡散技術
    1. 3-1 擬似アナログノイズの発生と周波数変調方式
    2. 3-2 スペクトラム拡散のシミュレーション結果
  4. 4.擬似アナログノイズの周期性拡張による拡散効果の改善
    1. 4-1 周期性拡張による新M系列回路
    2. 4-2 ビット反転による周期性の拡張
    3. 4-3 ビット入替えによる周期性の拡張
    4. 4-4 新M系列回路出力によるシミュレーション結果
  5. 5.現状の特性と今後の課題

第6章 スイッチング電源のノイズ事例
    鉄道電源のEMC

  1. 1.はじめに
  2. 2.EMCとは
  3. 3.鉄道電源のEMC対策
  4. 4.IEC 62236規格の概要
    1. 4-1 エミッション(EMI)の測定
    2. 4-2 イミュニティ(EMS)の試験方法
  5. 5.鉄道車両の特異性
  6. 6.鉄道電源のEMC対策
    1. 6-1 エミッション
      1. 6-1-1 発生ノイズの低減対策
      2. 6-1-2 放射電磁界(放射エミッション)の対策
      3. 6-1-3 雑音端子電圧(伝導エミッション)の対策
    2. 6-2 イミュニティ
      1. 6-2-1 静電気放電イミュニティの対策
      2. 6-2-2 磁界イミュニティ対策
      3. 6-2-3 伝導性イミュニティ対策
      4. 6-2-4 放射イミュニティ対策
  7. 7.EMC障害の事例
    1. 7-1 1次-2次ショートパスコンデンサの影響
    2. 7-2 スイッチング周波数の影響
    3. 7-3 過大ノイズやフラッシュオーバーに対する対策
    4. 7-4 その他
  8. 8.EMC対策の課題とまとめ

第7章 電源ノイズ対策手法
    低電圧・高速化が進むメモリインタフェースの低ジッタ設計

  1. 1.はじめに
  2. 2.実装起因ノイズとジッタの関係
    1. 2-1 タイミングバジェット
    2. 2-2 実装ノイズ起因ジッタ
  3. 3.ターゲットインピーダンスの考え方と課題
    1. 3-1 電源インピーダンスとSSN
    2. 3-2 ターゲットインピーダンスの導出と課題
  4. 4.周波数分割ターゲットインピーダンス導出手法とその評価結果
    1. 4-1 周波数分割ターゲットインピーダンスの導出方法
      1. 4-1-1 (ステップ1)周波数領域の分割と電源ノイズに対する出力回路のジッタ感度の導出
      2. 4-1-2 (ステップ2)電源ノイズに対する出力回路のジッタ感度の導出
      3. 4-1-3 (ステップ3)出力回路の貫通電流の周波数特性の導出
      4. 4-1-4 (ステップ4)周波数依存性を考慮したターゲットインピーダンスの導出
    2. 4-2 電源設計の実例
      1. 4-2-1 ターゲットインピーダンスの導出
      2. 4-2-2 電源設計
      3. 4-2-3 実測
  5. 5.まとめ

第8章 半導体、電源ノイズ事情
    VLSI電源ノイズの観測・解析と究明

  1. 1.はじめに
  2. 2.電源ノイズのオンチップモニタ技術
  3. 3.電源ノイズの統合解析技術
  4. 4.VLSIチップの電源ノイズ
    1. 4-1 マイクロプロセッサのノイズ
    2. 4-2 SRAMのノイズ
    3. 4-3 SRAMのイミュニティ
    4. 4-4 シフトレジスタのノイズ
  5. 5.まとめ

第9章 情報機器向けUPSの活用による電源ノイズ対策事例

  1. 1.はじめに
  2. 2.UPSの種類
    1. 2-1 常時商用給電方式のUPSとは
    2. 2-2 ラインインタラクティブ方式のUPSとは
    3. 2-3 常時インバータ給電方式のUPSとは
    4. 2-4 UPS給電方式の違いまとめ
  3. 3.PCに搭載されているスイッチング電源の動向
  4. 4.PFC電源とは
  5. 5.UPSの出力電圧波形について
  6. 6.PFC電源を搭載した機器
  7. 7.無停電電源装置(UPS)を用いた電源障害の対策事例
  8. 8.最後に

※本書は月刊EMC 2013年~2017年の記事を再編集したものとなり、各章毎に完結する内容となります。

【参考文献】

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  • 深谷,小堀,荒船,築地,小林,「スイッチング電源におけるノッチ特性を有するスペクトラム拡散」,電気学会 電子回路研究会,ETC16-68,富山 (2016.10)
  • 荒船,浅見,築地,小堀,小林,「スイッチング電源におけるノッチ特性を有するスペクトラム拡散」,電子情報通信学会環境電磁工学研究会,EMCJ2016-88, 東京 (2016.11)
  • 小堀,落合,金谷,築地,高井,小林," 擬似アナログノイズを用いたスペクトラム拡散によるスイッチング電源のEMI低減化,"電子情報通信学会環境電磁工学研究会,EMCJ2014-93, pp.45-50, 沖縄 (2015.1)
  • Y. Kobori, N. Tsukiji, N. Takai, H. Kobayashi, "EMI Reduction by Extended Spread Spectrum in Switching Converter," EMC Joint Workshop 2015, Bangkok (Jun. 2015)
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  • 「CMOSデジタルLSIにおける電源雑音評価のためのリファレンス回路」,松野哲郎,小坂大輔,永田真,電子情報通信学会技術報告 ICD2009-66,19-22,2009年11月
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【口コミ】

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