Electrical ＆ Magnetic EM上島Lab 代表

上島 敬人

【略歴】
総合家電メーカーにて42年間白物家電...もっと見る 【略歴】
総合家電メーカーにて42年間白物家電の設計開発部門にて下記業務に従事。
《商品設計（電気系）》
　ハードウェア設計・評価：アナログ設計、SW電源、インバーター等
　プリント基板設計：製造性、法規に熟知した実装パターン設計
　品質・信頼性評価：EMC、熱、電気系信頼性評価・対策
　開発マネジメント：FMEA、DR、法規等QMS管理・対内外折衝、VE推進
《電気系開発技術・システム開発》
　CAD/PDMを中心としたシステム開発・運用
　CAE：電磁界シミュレーションを活用したEMC検証、対策

【取得資格】
　iNARTE EMC Design Engineer

皆様こんにちは、EM上島Lab 上島です。EMC設計を中心とした設計コンサルティングを生業としております。
コラム『身近にある家電withノイズのストーリー』では、電気回路から生じたノイズを電気磁気学的観点で紐解いてきました。
回路や部品を起点に発生するノイズによる影響について考察をしてきましたが、今回からは、視点を変えて、家電の外部で生じたノイズがどのような影響を及ぼしうるのか、その対処はどうすれば良さそうかという観点で考察していきたいと思います。

イミュニティの世界

よく『EMC』という言葉を聞くと思います。

EMCの歴史は意外に長く、もともとは無線電信の障害が発端となっていて、その主な原因は無線局同士の干渉でした。その後、ラジオ放送が普及し、ラジオの受信障害が顕著になってきました。障害の原因として、自動車からのイグニッションノイズやいわゆるISM機器 (Industrial, Scientific and Medical equipment) など、無線局ではない機器から発せられるノイズがクローズアップされることになります。これらの問題を解決すべく1934年、米国連邦通信委員会 (FCC) および国際無線障害特別委員会 (CISPR) が相次いで設立されました。

規制の対象外であったデジタル技術を用いた機器が普及すると、受信機への障害だけでなくデジタル機器自身の誤動作という問題が顕在化しました。これらを規制するため、1979年、FCCがデジタル機器のエミッションに関する規格を発行し、1989年には欧州においてエミッションおよびイミュニティを規制するEMC指令が発行されました。日本では1985年に情報処理装置等電波障害自主規制協議会 (現在のVCCI協会) が設立され、自主規制という形でデジタル機器に対する規制を開始し、現在に至っています。

本コラムでは、EMCの中でも、イミュニティ (EMS ： Electromagnetic Susceptibility) に視点を当てるのですが、規制がどうのというよりも

1. 何が起きているのか
2. どうすればいいのか

といった、実際問題を考察していこうと思います。

前回のコラムでも紹介したとおり、私は約40年、総合家電メーカーで白物家電の設計に従事してまいりました。長年開発に携わっていると、いろいろな事象に遭遇します。私の経験をもとに開発の過程で起きた、イミュニティに関わる特徴的な事象をピックアップして、皆様がイメージしやすいようにお話していこうと考えています。

ノイズは世界にあふれている

EMCの歴史を簡単に紹介しましたが、電子機器が普及するほどに、『ノイズ』に規制をかけるなど看過できない状態にあるほど世にあふれているということがわかります。
『身近にある家電withノイズのストーリー』でも考察してきたように、家電などの電子機器自体もノイズの発生源であることは間違いありません。
家電は人間が創り出したものですが、自然界にも様々なノイズ源があります。
雷、静電気といった高エネルギーの電子が急激に移動する際に発する歪みです。
静電気などは多少人為的な側面もありますが、いずれにしても意図的に創り出したエネルギーではないノイズでしょう。
購入した電気製品も購入者 (設計者も) が意図してノイズを発生させているわけでは無いと思いますが、開発時点でコントロールできるという意味で自然界と区別します。
自然界のノイズは人為的にコントロールできないことを考えると、そのノイズそのものや侵入経路を予測することがとても重要です。

次回、第2話ではイミュニティノイズはどこからくるのか、具体的に考察してみます。
最後までお読みいただきありがとうございました。

次回は、7月号に掲載予定です。