2019/11/15

POWER

スイッチング電源とは、スイッチング素子を用いて交流(AC)から直流(DC)へと変換する電源です。
スイッチング電源は小型・軽量・高効率ではあるのですが、装置によっては、変換する際に、熱やノイズ、漏れ電流が発生したり、静電気の影響を受けやすくもあります。

スイッチング電源には整流・平滑・安定化回路や保護回路等が組み込まれており、日本のPSE (電気用品安全法)を始め各国の安全規格に基づいて設計されております。
熱やノイズ、漏れ電流等に対する対策をする場合、設計変更だけでなく、認証の取り直し等、かなりのコストと時間がかかることがあります。

ここでは、認証になるべく影響を与えない範囲の対策を中心にご紹介いたします。

2．ノイズ対策

ノイズ対策を考えるときは、EMCという、自らノイズを出さないEMIと、他からのノイズの干渉を受けないEMSが重要です。
それぞれEMC、EMI、EMS、とは

・EMC (Electro-Magnetic Compatibility): 電磁適合性・電磁両立性
・EMI (Electro-Magnetic Interference): 電磁妨害
・EMS (Electro-Magnetic Susceptibility): 電磁感受性

のことになります。

EMIはエミッション、EMSはイミュニティという、キーワードで呼ばれることもあり、それぞれに伝導と放射という２つの妨害ノイズに満足することが求められます。

さて、当社では製品の設計/開発の段階からループ面積の最小化や配線長の最短化などのノイズ対策を施し、規格や規制を満足しているスイッチング電源を提供しております。
ですが、スイッチング電源とお客様の装置を使用する(=電流が流れる経路が増える)ことで、電源や信号ラインがアンテナとなり、ノイズが小さな隙間を見つけて機器内から空中に飛び出したり、機器内に侵入してきたりします。
ノイズは様々な要因により発生すると考えられ、またその対策としても多くの方法がございます。

ここでは当社スイッチング電源でのノイズ対策の事例を紹介いたします。
前述のように、スイッチング電源は既に規格に満足するよう設計されているので、後から出来る対策がとても限られています。
簡単で基板パターン設計後のノイズ対策として有効的なのが、回路に直接挿入するだけですむフェライトです。