2026/03/10 業界コラム 上島 敬人 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題 第12話 (最終回) そうはいっても実際問題どうするか あらかじめ手を打っておくことで、ノイズに強い商品を作り込む 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。 最終回は、課題を発生させない考え方、ノイズによる影響を検証する方法論について考えます。 予測と対策ノイズの侵入経路は限られているので侵入経路にノイズを減衰させる施策を入れ込むということは第9話でもお話をしました。 どの程度の減衰をすればいいかは、第10話でお話しした、模擬装置による実験に耐えられるようにきったはったすれば、状況証拠となるでしょう。 ここで課題があるとすれば現物によるあわせこみであるということでしょうか。 そもそも家電商品のイミュニティ耐性は、回路やデバイスひとつひとつのSN比の総大成として現われます。言い換えると、あるイミュニティの最小耐量つまり最初に現象として現われるのはその製品でもっとも弱い機能あるいは回路と言うことになります。もっとも弱い回路に対策すると次に弱い回路の挙動が現われます。 対策機能 (回路) のイミュニティ耐量を決定するのは、大きく3つの要素で決定されます。 デバイスそのものの耐性 回路構成 パターン (レイアウト) 設計 これらのうち1.と2.は密接に影響し合い、補完することが可能です。そのためには、デバイスの特性をしっかりと把握、具体的には仕様書やアプリケーションノートを理解すること。場合によっては構造や製造方法に踏み込むことが必要です。 3.はいくら高性能のデバイスを使っても、パターン設計が良くないとその性能を十分に発揮することができない場合があります。イミュニティに強いパターン設計のセオリーを理解し、デバイスの特徴に応じた回路部品のレイアウトやパターン設計を行わなければなりません。 検証パターン設計がうまくいったかの検証はどうすればいいでしょうか。 結局実験で…というのは方法論の一つではあります。しかし、これでは課題の一つである現物をつくってみないと先に行けない状況が解決できていませんね。 解決方法の一つは、電磁界シミュレーションによるノイズ拡散あるいは集中の可視化です。 ノイズを電気磁気学で論じてきました。この電気磁気学の理論をつかってシミュレーションを行うのが電磁界シミュレーターです。 電磁界シミュレーシションは自然界における電磁気的現象を理解するために、マクスウェル方程式を解く技術です。これにより、電磁界の分布や物理構造との相互作用を把握することができます。 図1はマクスウェル方程式を現していますが、一つ一つの式の法則は聞き覚えがありませんか ? そうですね、コラム『身近にある家電withノイズのストーリー』で解説していたノイズの電気磁気学的解釈にでてきました。電磁界シミュレーションの基本則が同じなのですから、ノイズの電気磁気学的解釈は合っていそうです。 Maxwell方程式 (積分形) \begin{align} \\[0.5em] &\int_{S} E \cdot ndS = \frac{1}{\varepsilon_0} \int_{V} \rho \, dV && \text{Gauss (ガウス) の法則} \\[2em] &\oint_{C} E \cdot dr = -\frac{d}{dt} \int_{S} B \cdot ndS && \text{Faraday (ファラデー) の法則} \\[2em] &\int_{S} B \cdot ndS = 0 && \text{磁場に対するGaussの法則 (磁荷非存在の法則)} \\[2em] &\oint_{C} B \cdot dr = \mu_0 \int_{S} j \cdot ndS + \mu_0 \varepsilon_0 \frac{d}{dt} \int_{S} E \cdot ndS && \text{Ampere-Maxwell (アンペール-マクスウェル) の法則} \end{align} maxwellの方程式 図2はシミュレーションによる可視化事例です。図2ではスイッチングによるノイズの拡散を現していますが、外部から侵入したノイズも同様にモデル化しシミュレーションにより経路の推定や影響を受ける回路を分析することが可能です。 シミュレーションによる可視化このように、シミュレーションによる可視化データを分析することで、現物がなくともノイズによる影響を推定し、影響を受ける回路や部品を特定する事ができれば、先に手を打つことも可能となります。 終わりに自分にとって『迷惑な存在』というのはあるものです。なかなか聖人のごとく全てを受け入れ許すみたいなことはできないですよね。いやなことは全て拒否 (見ないふりとか) することも可能ですが、それでは解決しないかもしれません。外乱 (イミュニティ) に強くなるとは遮断ではなく相手を読む力ではないかと最近思います。 いかがでしたでしょうか、目に見えないノイズによるイミュニティ現象にしても、苦手な人にしても、相手を読む、見極める (理解する) ことで何も怖く無くなりそうではないですか ? その場で相対するよりも、事前のシミュレーションによる (相手がどうでそうか) 推定することは以外と面白いモノです。 これをもちまして、『家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題』を終了します。 また、どこかで皆様とお会いできることを楽しみにしています。 長い間お読みいただきましてありがとうございました。 上島様執筆の過去コラムはページ下部もしくはこちらからご覧いただけます。 ノイズにご興味のある方、お困りの方はぜひご一読ください ! この記事に関するお問い合わせはこちら 問い合わせする Electrical ＆ Magnetic EM上島Lab 代表 上島 敬人さんのその他の記事 2026/03/10 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題 第12話 (最終回) そうはいっても実際問題どうするか あらかじめ手を打っておくことで、ノイズに強い商品を作り込む 2026/01/14 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第11話 イミュニティ検証の考え方と実際検証実験あれこれとシミュレーション 2025/11/11 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題 第10話 イミュニティと電磁誘導 2025/09/09 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第9話 ノイズは侵入するものと考える 2025/07/08 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第8話 外部ノイズはなぜ侵入するのか 2025/05/13 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題 第7話 自己ノイズで自滅 ? 2025/03/11 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第6話 お互い様ノイズ インパルスノイズ 2025/01/15 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第5話 静電気ってなに 2024/11/12 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第4話 雷によるサージノイズの侵入を考える 2024/09/10 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第3話 イミュニティ対策は必要か 2024/07/09 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第2話 ノイズはどこから来るのか 2024/05/14 業界コラム 家電をとりまく迷惑ノイズの実際問題第1話 イミュニティの世界 2024/02/14 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第12話 (最終回) 仮説を立てる 2023/12/12 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第11話 ノイズに対峙するということ 2023/10/11 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第10話 ノイズは厄介者 ？ 2023/08/08 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第9話 ノイズの第一歩 2023/06/13 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第8話 ノイズはどこからやってくるのか 2023/04/11 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第7話 ノイズはなにものなのか その2 2023/02/14 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第6話 ノイズはなにものなのか 2022/12/13 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第5話 配線は受け身ですから 2022/10/12 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第4話 配線をどう決めるのかの実際問題について 2022/08/09 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第3話 ネジと電気磁気学の意外な関係 2022/06/14 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第2話 シールドはガウス(の法則)と知り合い ？ 2022/04/12 業界コラム 身近にある家電 with ノイズのストーリー第1話 配線のノイズはクーロン力で考える 足立 正二安藤 真安藤 繁青木 徹藤嶋 正彦古川 怜後藤 一宏濱﨑 利彦早川 美由紀堀田 智哉生田 幸士大西 公平䕃山 晶久神吉 博金子 成彦川﨑 和寛北原 美麗小林 正生久保田 信熊谷 卓牧 昌次郎万代 栄一郎増本 健松下 修己松浦 謙一郎光藤 昭男水野 勉森本 吉春長井 昭二中村 昌允西田 麻美西村 昌浩小畑 きいち小川 貴弘岡田 圭一岡本 浩和大西 徹弥大佐古 伊知郎斉藤 好晴坂井 孝博櫻井 栄男島本 治白井 泰史園井 健二宋 欣光Steven D. Glaser杉田 美保子田畑 和文タック 川本竹内 三保子瀧本 孝治田中 正人内海 政春上島 敬人山田 明山田 一米山 猛吉田 健司結城 宏信 2026年3月2026年2月2026年1月2025年12月2025年11月2025年10月2025年9月2025年8月2025年7月2025年6月2025年5月2025年4月2025年3月2025年2月2025年1月2024年12月2024年11月2024年10月2024年9月2024年8月2024年7月2024年6月2024年5月2024年4月2024年3月2024年2月2024年1月2023年12月2023年11月2023年10月2023年9月2023年8月2023年7月2023年6月2023年5月2023年4月2023年3月2023年2月2023年1月2022年12月2022年11月2022年10月2022年9月2022年8月2022年7月2022年6月2022年5月2022年4月2022年3月2022年2月2022年1月2021年12月2021年11月2021年10月2021年9月2021年8月2021年7月2021年6月2021年5月2021年4月2021年3月2021年2月2021年1月2020年12月2020年11月2020年10月2020年9月2020年8月2020年7月2020年6月2020年5月2020年4月2020年3月2020年2月2020年1月2019年12月2019年11月2019年10月2019年9月2019年8月2019年7月2019年6月2019年5月2019年4月2019年3月2019年2月2019年1月2018年12月2018年11月2018年10月2018年9月2018年8月2018年7月2018年6月2018年5月2018年4月2018年3月2018年2月2018年1月2017年12月2017年11月2017年10月2017年9月2017年8月2017年7月2017年6月2017年5月2017年4月2017年3月2017年2月2017年1月2016年12月2016年11月2016年10月2016年9月2016年8月2016年7月2016年6月2016年5月2016年4月2016年3月2016年2月2016年1月2015年12月2015年11月2015年10月2015年9月2015年8月2015年7月2015年6月2015年5月2015年4月2015年3月2015年2月2015年1月2014年12月2014年11月2014年10月2014年9月2014年8月2014年7月2014年6月2014年5月2014年4月2014年3月2014年2月2014年1月2013年12月2013年11月2013年10月2013年9月2013年8月2013年7月2013年6月2013年5月2013年4月2013年3月2013年2月2013年1月2012年12月2012年11月2012年10月2012年9月2012年8月2012年7月2012年6月2012年5月2012年4月2012年3月2012年2月2012年1月2011年12月2011年11月2011年10月2011年9月2011年8月2011年7月2011年6月2011年5月2011年4月2011年3月2011年2月2011年1月2010年12月2010年11月2010年10月2010年9月2010年8月2010年7月2010年6月2010年5月2010年4月2010年3月2010年2月2010年1月2009年12月
