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パワーエレクトロニクスとノイズ対策
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設計技術シリーズ

パワーエレクトロニクスとノイズ対策

著： 大島 正明 氏（大島研究所）
定価： 5,940円（本体5,400円＋税）
判型： A5
ページ数： 313 ページ
ISBN： 978-4-910558-17-2
発売日： 2022/12/20
管理No： 113

【目次】

第１章　パワーエレクトロニクスについて

  1. １－１　パワーエレクトロニクスについて
  2. １－１－１　定義
  3. ◯パワーエレクトロニクス
  4. １－１－２　ノイズから見たパワーエレクトロニクス

第２章　ノイズについて

  1. ２－１　はじめに
  2. ２－２　ノイズの定義
  3. ２－３　ノイズの例
  4. ２－４　ノイズが存在する理由
  5. ２－５　エミッションとイミュニティ
  6. ２－６　ノイズの分類
  7. ２－７　EMC
  8. ２－８　EMC設計

第３章　ノイズの三要素

  1. ３－１　ノイズの三要素
  2. ３－２　ノイズ対策の基本則
    1. （1） ノイズ元のエミッション対策
    2. （2） 伝達経路の特性平坦化
    3. （3） 伝達経路によるノイズ抑制
    4. （4） 結合点でのノイズ吸収
    5. （5） イミュニティの強化

第４章　ディジタル回路のアナログ回路との違い

  1. ４－１　はじめに
  2. ４－２　ディジタル回路のアナログ回路との相違
  3. ４－３　パルス波の周波数成分
    1. ［1］ 矩形波
    2. ［2］ 三角波
    3. ［3］ 台形波
  4. ４－４　伝達回路の帯域とパルス波伝達特性
  5. ４－５　伝達回路の共振特性と対策技術

第５章　グラウンドに起因するノイズ、コモンモードチョークコイルほか

  1. ５－１　はじめに
  2. ５－２　グラウンドに起因するノイズ
  3. ５－３　ディジタルICの電源ノイズ
  4. ５－４　コモンモードチョークコイル

第６章　ディファレンシャルモードとコモンモード

  1. ６－１　はじめに
  2. ６－２　ディファレンシャルモード電圧とコモンモード電圧
  3. ○コモンモード電圧
  4. ６－３　ディファレンシャルモード電流とコモンモード電流
  5. ６－４　モード変換
  6. ６－５　コモンモードノイズを抑制する増幅回路

第７章　配線のインピーダンス、配線長と波長

  1. ７－１　配線について
  2. ７－２　配線のインピーダンス
    1. ７－２－１　抵抗成分
    2. ７－２－２　インダクタンス成分
    3. ７－２－３　キャパシタンス成分
  3. ７－３　配線長と波長

第８章　分布定数回路 （伝送線路）

  1. ８－１　分布定数回路について
  2. ８－２　基本となる式
  3. ８－３　インピーダンスの整合

第９章　商用電源について

  1. ９－１　はじめに
  2. ９－２　世界の商用電源の周波数と電圧
  3. ９－３　商用電源の電圧区分
  4. ９－４　日本の配電方式と接地方式
  5. ９－５　三相回路で線間電圧から相電圧を求める方法
  6. ９－６　三相回路でコモンモード電圧を求める方法
  7. ９－７　商用電源の電圧変動と周波数変動
  8. ９－８　無効電力の物理的意味
  9. ９－９　雷サージ
  10. ９－10　瞬時電圧低下と短時間停電

第10章　パワーエレクトロニクスにおけるノイズ対策

  1. 10－１　はじめに
  2. 10－２　パワーエレクトロニクス装置の種類
  3. 10－３　共通するノイズの問題
    1. （1） 半導体によって電力回路を高速にオンオフするので、ノイズが発生し易い。
    2. （2） コモンモード電圧変動を生じやすい。
    3. （3） 制御には、低電圧で動作するアナログIC、ディジタルICを使用している。
  4. 10－４　ゲート駆動基板
  5. 10－５　制御基板

第11章　インバータドライブシステムにおけるノイズ対策

  1. 11－１　はじめに
  2. 11－２　インバータドライブの利点と欠点
  3. 11－３　インバータドライブシステムの主回路構成
  4. 11－４　EMCから見たインバータドライブ
  5. 11－５　起こり得るノイズ障害
    1. （1） 電動機巻線の絶縁劣化
    2. （2） 電動機軸受の劣化
    3. （3） 周囲への電波ノイズ放射
  6. 11－６　ノイズ問題の根源
  7. 11－７　マイクロサージ
  8. 11－８　ノイズ発生有無の判定法
  9. 11－９　ノイズ対策技術
  10. 11－10　ノイズフリーインバータドライブ

第12章　太陽光パワーコンディショナにおけるノイズ対策

  1. 12－１　はじめに
  2. 12－２　太陽光発電システム
    1. 12－２－１　太陽電池
    2. 12－２－２　パワーコンディショナ
    3. 12－２－３　運転特性
  3. 12－３　EMCから見た太陽光発電システム
    1. 12－３－１　電波ノイズ放射
    2. 12－３－２　雷害
  4. 12－４　電波ノイズ発生と障害例
  5. 12－５　電波ノイズ発生防止対策
  6. 12－６　雷サージ対策

【参考文献】

  • 電気学会編　電気専門用語集No.9　「パワーエレクトロニクス」, 2000年2月28日発行
  • William E. Newell, “Power Electronics – Emerging from Limbo”, IEEE Trans. On Industry Applications, vol. IA-10, No.1, pp.7-11, Jan./Feb. 1974
  • Herbert. F. Storm,“Solid-state power electronics in the USA”, IEEE Spectrum, Oct. 1969, pp. 49-59
  • B. J. Baliga,M. S. Adler, P. V. Gray,R. P. Love, N.Zommer,“The Insulated Gate Rectifier （IGR）; A New Power Switching Device”, IEEE IEDM 1982, pp.264-267
  • A. Nakagawa et al., “Non-Latch-Up 1200V, 75A Bipolar-Mode MOSFET with large SOA” IEEE IEDM 1984, pp.860-861
  • JIS C 0161: 1997「EMCに関するIEV用語」
  • J. Clerk Maxwell: “A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field”, Philosophical Transactions, Royal Society, Jan. 1865.
  • http://www.cybernet.co.jp/eda/knowledge/emi.html
  • 電気学会　電気電子機器のノイズイミュニティ調査専門委員会：「ノイズ耐性試験・設計ハンドブック」,科学技術出版㈱刊, 2013年4月1日。
  • 徳田正満：「EMC （電磁両立性） 規格の国内外における動向」,日本AEM学会誌,Vol.10, No.1, pp.7–14, 2002年。
  • 庄司孝：「最新電源ノイズの低周波EMC規格情報」, 電磁環境工学情報EMC （月刊EMC） ,No.355, pp.83–94, 2017年11月
  • IEC TR 61000‐2‐1 :1990,“Electromagnetic compatibility （EMC） ‐ Part 2: Environment‐Section 1: Description of the environment‐Electromagnetic environment for low‐frequency conducted disturbances and signalling in public power supply systems”
  • IEC 61000-2-2 :2002,“Electromagnetic compatibility （EMC） ‐ Part 2-2: Environment ‐Compatibility levels for low‐frequency conducted disturbances and signalling in public low‐voltage power supply systems”
  • IEC 61000‐2‐4 :2002, “Electromagnetic compatibility （EMC） ‐ Part 2‐4: Environment‐ Compatibility levels in industrial plants for low‐frequency conducted disturbances”
  • JIS C 60050-161 :1997，「EMCに関するIEV用語」
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Mains_electricity, 2007.3閲覧
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  • 大島正明：「日本に50 Hzと60 Hzとが並存するのはなぜか　―東京電灯と大阪電灯― （後編）」, 電気計算, Vol.88, No.5, 2020年5月号
  • 電気設備技術基準第2条,経済産業省令
  • 電気学会標準規格JEC–0222-2009：「標準電圧」
  • IEC 60038: 2009, “IEC standard voltages”
  • ANSI C84.1-2011, “American National standard for Electric Power Systems and Equipment; Voltage Ratings”
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  • JEM-TR 148「インバータドライブの適用指針」
  • JIS C 61000-4-5: 1999「サージイミュニティ試験」
  • 大島ほか：「ノイズフリーインバータの開発」， 2006年電気学会産業応用部門大会，1-112
  • 「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法」，2011年8月30日，法律第108号
  • IEA Report “TRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLI-CATIONS”, International Energy Agency
  • 酒井重嘉：「太陽電池モジュールの対地静電容量」， 平成24年電気学会全国大会，No. 7-061，2012年3月
  • 新エネルギー・産業技術総合開発機構：「太陽光発電システム雷害の状況・被害低減対策技術の分析・評価などに係わる業務」報告書，平成21年度成果報告書，2009年

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