伝導性エミッション試験は、製品開発および適合性認証において実施される最も基本的なEMC測定の一つです。空気中を伝わる電磁エネルギーを評価する放射性エミッション試験とは異なり、伝導性エミッション試験は、送電線や信号ケーブルを伝わる不要なRFノイズに焦点を当てています。
ほとんどの商用、産業用、医療用、および民生用電子機器は、世界市場に投入される前に伝導性エミッション試験を受けなければなりません。CISPR 32、CISPR 11、FCC Part 15、およびEN 55032などの規格には、いずれも伝導性エミッションに関する要件が含まれています。
伝導性エミッション試験の仕組みを理解することで、エンジニアは潜在的なEMC問題を早期に特定し、正式な認証を受ける前にコンプライアンス性能を向上させることができます。
伝導性排出ガス試験とは何ですか？
電子機器は、通常動作時に高周波ノイズを発生させる。
一般的なノイズ源には次のようなものがあります。
* スイッチング電源
* DC-DCコンバータ
* クロック回路
マイクロプロセッサ
* モータードライバー
* コミュニケーションモジュール
この不要な電磁エネルギーは、電力ケーブルを通って伝わり、同じ電力網に接続されている近隣の機器に干渉する可能性があります。
実施型放射試験では、これらの高周波妨害を測定し、EMC規格で規定された制限値を超えているかどうかを判定します。
伝導性エミッション試験の標準的な周波数範囲
伝導性放射試験は、CISPR 32やCISPR 11などの規格で規定されているように、通常150kHzから30MHzまでの周波数範囲を対象とします。
この周波数範囲内で、エンジニアは被試験デバイス（DUT）によって発生するノイズレベルを評価し、その結果を適用される適合基準値と比較します。
正確な制限値は以下によって異なります。
* 製品カテゴリ
* EMC規格
* 市場のニーズ
* インストール環境
排出ガス試験装置
標準的な伝導性EMI試験セットアップには、通常以下のものが含まれます。
* EMI受信機
* LISN（回線インピーダンス安定化ネットワーク）
* 地面基準面
* テストテーブル
* EMCソフトウェア
これらの構成要素の中で、LISNは極めて重要な役割を担っている。
伝導性放射試験用のLISNは、電源と被試験デバイス（DUT）間のインピーダンスを標準化すると同時に、RFノイズ測定を正確かつ再現性よく行うことを可能にする。
適切に校正されたLISNがない場合、伝導性放射測定結果をEMC規格の制限値と確実に比較することはできません。
LISNが必要な理由は何ですか？
電力ネットワークは、さまざまなインピーダンス特性を持つ。
電源から直接測定を行う場合、測定結果は場所によって大きく異なる可能性があります。
LISNは、以下の方法でこの問題を解決します。
* インピーダンスの安定化
外部ノイズを遮断する
* 測定ポートを提供する
* テストの再現性の向上
このため、事実上すべてのEMC適合性試験所は、伝導性放射測定時にLISN（レーザー誘起センサ）を使用している。
テストセットアップ手順
一般的な伝導性エミッション試験は、標準化されたセットアップ手順に従って実施されます。
DUTの就職支援
被試験デバイス（DUT）は、接地基準面上の非導電性テーブル上に設置される。
ケーブルの配線は測定結果に大きな影響を与える可能性があるため、ケーブルの配置は慎重に管理されます。
電源接続
DUTは交流電源から直接ではなく、LISNを介して電力供給を受ける。
これにより、LISN測定ポートを介して、被試験デバイス（DUT）によって発生するRFノイズを監視することが可能になります。
EMI受信機の測定
EMI受信機は、必要な周波数範囲をスキャンし、伝導ノイズレベルを記録します。
エンジニアは以下を評価する：
* ピーク値
* 準ピーク値
* 平均値
該当するEMC規格の要件に応じて。
伝導性エミッション不良の一般的な原因
多くの製品は、スイッチングノイズが電力線に伝播してしまう設計上の問題により、伝導性エミッション試験に不合格となる。
一般的な原因は次のとおりです:
不十分なEMIフィルタリング
フィルタリングが不十分なことは、最も一般的な故障原因の一つです。
よくある問題点としては、以下のようなものがあります。
* コモンモードチョークのサイズが小さすぎる
* コンデンサの選択ミス
* 欠落しているラインフィルター
スイッチング電源ノイズ
スイッチングレギュレータは、伝導性放射スペクトル全体にわたって現れる可能性のある高調波を発生させる。
スイッチング周波数が高くなると、より高度なフィルタリング技術が必要となる場合が多い。
不適切なPCBレイアウト
大電流経路の配線が不適切だと、伝導ノイズレベルが上昇する可能性がある。
一般的なレイアウト上の問題点としては、以下のようなものがあります。
* 長い帰路
* 大きなスイッチングループ
* 接地構造が不十分
・ノイズの多い回路と感度の高い回路の分離が不十分である
ケーブルカップリング
電源ケーブルは、内部回路で発生するノイズを伝送する可能性がある。
ケーブルの配線が不適切だと、伝導性放射レベルが上昇し、新たな法令遵守上の課題が生じる可能性があります。
伝導放出と放射放出の関係
伝導性放出と放射性放出の問題は、しばしば関連している。
電源ケーブルに発生するノイズは、最終的に以下の経路で放射される可能性があります。
* 外部ケーブル
* 配線ハーネス
* 金属構造物
* 封筒
その結果、伝導性放出試験に不合格となった製品は、放射性放出の問題も抱えていることが多い。
多くのEMCエンジニアは、根本原因をより効率的に特定するために、開発段階で両方の測定を実施します。
組織が社内EMC対策能力を構築する際には、伝導性エミッションシステムを、エミッション試験とイミュニティ試験の両方をサポートする大規模なEMCラボ設備に統合することが多い。
事前適合性試験による排出ガス試験
正式な認証取得まで伝導性排出量の評価を待つと、プロジェクトに大幅な遅延が生じる可能性がある。
事前適合性試験により、エンジニアは以下のことが可能になります。
* 騒音源を早期に特定する
* EMIフィルタを最適化する
* PCBの改訂を評価する
* 認証リスクを軽減する
* 初回合格率を向上させる
事前適合性試験として実施される排出ガス試験は、パワーエレクトロニクス、産業用制御システム、車載エレクトロニクス、無線通信製品などで広く用いられている。
測定不確かさに関する考察
正確な伝導性排出ガス試験は、いくつかの要因に依存します。
* LISN校正ステータス
* EMI受信性能
* 地面の平面品質
* ケーブルの位置決め
* 周囲の騒音状況
わずかな設定の違いでも測定結果に影響を与える可能性があるため、EMC試験所は厳格な手順と校正要件に従っています。
適合限界値付近で動作する製品の場合、試験データを解釈する際には、常に測定の不確かさを考慮する必要があります。
