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イミュニティとは?:EMCの基礎知識3

EMCの基礎知識

更新日:2018年10月26日(初回投稿)
著者:地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 副主任研究員 渡部 雄太

EMC(電磁両立性)には、エミッション(電気・電子機器が発する電磁ノイズ)と、イミュニティ(電磁ノイズに対する電気・電子機器の耐性)の2つの性能があります。前回は、エミッションを解説しました。今回はイミュニティを取り上げ、その評価方法と代表的なノイズ源を説明します。

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1. イミュニティとは

私たちが生活している環境には、さまざまな電磁ノイズが存在します。このような環境において、電気・電子機器が正常に動作する能力や、電磁ノイズに対する耐性を、イミュニティといいます。イミュニティ対策が不十分な電気・電子機器は、電磁ノイズにより誤作動を起こす可能性があり、重大な事故になりかねません。

電磁ノイズは、種類によってノイズの大きさや波形、侵入方法などが異なるため、イミュニティ試験では代表的な電磁ノイズを模擬して行います。また、実際の試験では、侵入する電磁ノイズの種類により許容される誤動作が決められています。そのため、どのような電磁ノイズが侵入した場合でも、誤動作が許されないわけではありません。

2. イミュニティの評価

電気・電子機器のEMCを評価する場合、どのような結果なら、問題があるのかを決める必要があります。エミッション試験では、製品の種類や利用する環境などに応じて、電磁ノイズの大きさの許容値を決定します。表1に、日本の情報処理装置等電波障害自主規制協議会が定めたマルチメディア機器に対する自主規制(VCCI:Voluntary Control Council for Information Technology Equipment)における許容値の一例を示します。電気・電子機器から発生する電磁ノイズが許容値以下であれば、問題ないと評価することができます。

表1:VCCIクラスA機器技術基準の許容値(10m距離)
周波数範囲準尖頭値許容値
30MHz~230MHz40dB(μV/m)
230MHz~1,000MHz47dB(μV/m)

これに対し、イミュニティ試験は、電磁ノイズの影響で生じる誤動作の評価を行います。そのため、エミッション試験のように、電磁ノイズの大きさや許容値で評価することはできません。また、誤動作といっても、その内容はあいまいです。前回と同様に、LED電球を例に見てみましょう。

図1:LED電球の誤動作の例

図1:LED電球の誤動作の例

LED電球の機能は発光です。想定される動作も、もちろん発光です。では、誤動作はどうでしょうか? LED電球の誤動作には、明るさの変化、点滅、消灯などがあります(図1)。また、明るさの変化についても、どの程度変化したら誤動作なのかを考える必要があります。

イミュニティ試験の規格では、電気・電子機器に印加する電磁ノイズによって、A、B、Cの3段階による性能判定基準を定義しています(表2)。この性能判定基準を参考に、製造者は自ら、電気・電子機器の性能判定基準を検討する必要があります。そのため、判定基準は、機器の種類や使用環境、用途により異なります。

表2:イミュニティの性能判定基準(引用:JIS C 61000-6-1:2008 電磁両立性-第6-1部:共通規格-住宅、商業および軽工業環境におけるイミュニティ)
性能判定基準説明
A機器は、試験中及び試験後の両方において想定したように動作し続けなければならない
B機器は、試験後、想定したように動作し続けなければならない。製造業者が指定した最低性能レベルを満たせない性能低下(又は許容内の性能喪失)または機能喪失があってはならない。ただし、試験中の性能の低下は、あってもよい
C機器は、機能が自動的に回復するか、または制御装置を操作して回復する場合には、試験中及び試験後において一時的な機能喪失があってもよい

3. イミュニティのノイズ源

イミュニティ対策を考慮した設計を行うには、どのような電磁ノイズが存在し、どこから侵入するかを見極める必要があります。代表的な電磁ノイズを、自然現象により発生するものと、人工的に発生するものに分けて説明します。

・自然現象による電磁ノイズ

自然現象により発生する電磁ノイズの代表例には、静電気と雷があります。それぞれ、IEC61000-4-2 静電気放電イミュニティ試験、およびIEC61000-4-5 サージイミュニティ試験の基本規格において、試験方法などが定義されています。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

協力:地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター

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