車載電子機器のEMC設計とノイズ対策部材の開発

第1部 車載電子機器のEMC設計とEMC性能確保のためのポイント

(2019年3月26日 10:30〜12:10)

　電動車両の増大や自動運転化の時代において、自動車はますます大電力機器や高周波機器、高速通信線などが狭い車体内部にぎっしり詰め込まれ、EMC対応設計はこれまでに増して困難になると考えられます。これに対応するためには幅広い技術力が要求されることは勿論ですが、あらためて基礎に立ち戻る必要があるとも考えられます。 　ここでは、回路基板設計から基板グラウンドの接地処理を始めとして、筐体における電磁遮蔽の必要性とその弊害、シールド線の使用において意外に知られていない面にも触れ、また接地処理等における誤った常識等にも迫り、事例を含めながら極力物理的考察を加えて述べさせて頂きます。 　電子回路設計やEMC – DRに関わる方のお役にたてる内容が含まれていると思います。

1. 車載電子機器を取り巻く環境とEMC設計の考え方
   1. 電動車両化と自動運転化がもたらすEMCにおける課題
   2. 回路基板設計～システム化におけるEMC設計のポイント
2. 回路基板の対EMC設計
   1. 配線の運ぶ高周波エネルギーの物理的考察
   2. ノーマルモードノイズの伝導流入出を抑制する基板の設計
3. 回路基板の筐体への装着とシールドの課題と対応
   1. コモンモードノイズの影響を意識した回路基板の筐体への装着
   2. 金属筐体による放射の抑制と伝導ノイズに及ぼす影響の考察
   3. 電磁波吸収体による放射ノイズと伝導ノイズの適切な抑制
4. 車両搭載時のEMC問題の事例と考察
   1. 搭載場所の電磁環境に関わる問題とシールドを含む対策
   2. システムグラウンドに関わるEMIとEMSの問題と対策
5. 車両ワイヤハーネスへの関わりとシールド技術
   1. 自動車内におけるワイヤハーネスと対ノイズ性能確保の課題
   2. 電動車両における対ノイズ設計の現状と課題
   3. シールド線の使用法に関わる諸問題とその対応
• 質疑応答

第2部 低周波磁界漏洩のメカニズムと遮へい対策

(2019年3月26日 13:00〜14:40)

　本講演では、電磁波遮へい技術について、電波工学が専門ではないエンジニアの方々を対象とし、基礎的な事柄を重視して解説を行う。電磁波発生から電磁波漏洩のイメージを豊かにし、導電材や金属板による遮へいについての説明を行う。 　最近では、自動車関連の電磁環境制御技術に関心が高まっており、電磁遮へいについてはハイブリッドや電気自動車のような駆動用大電力機器から漏洩する比較的低周波の (数10kHzから数10MHzあたり) 磁界遮へいに関心が高い。この周波数帯はいわゆる近傍界領域であり、電磁遮へいの中でも面倒な取り扱いが必要とされる。本講演では遠方界、近傍界について詳しく説明し、近傍界では特に磁界遮へいが課題であることを述べる。次いで、導電材を用いる遠方界/近傍界遮へい、金属板筐体を利用する低周波磁界の漏洩や遮へいの考え方を解説する。

1. 低周波から高周波の電磁遮へい
2. 電磁波発生源、電波伝搬の基礎
   1. 電磁波発生源のモデル
   2. 損失媒質中の電波伝搬、伝送線路モデル
3. 電磁波ノイズ発生、漏洩の考え方
   1. 発生源、遠方界と近傍界
   2. 導電材を用いる電磁遮へい – 近傍界～遠方界の遮へい特性
4. 金属板筐体の電磁遮へい
   1. 導波路遮断状態を利用する電磁遮へい
   2. 周期穴金属板の電磁遮へい特性
• 質疑応答

第3部 電磁波吸収・ノイズ抑制シートの設計とEMC対策

(2019年3月26日 14:50〜16:30)

　従来のノイズ抑制シート等の電磁波吸収ゴムシートは、EMC対策として使用されてきたが対策部品であり、設計段階からの参入は困難である。そこで、電磁波吸収シートの設計と、EMC問題を設計段階から使用できるように高周波モジュール (自動車衝突防止レーダ) を例にとり、理論設計を行 い、シートの設計部品と化を行った事例を解説する。

1. 電波吸収・ノイズ抑制ゴムシートの製造と基礎特性の把握
   1. 軟磁性金属粉末の箔片化処理
   2. 複合材料のμr、εrの把握
   3. 同軸短絡法によるμrの測定
   4. 粒子含有量、粒子形状・配向、粒子径の複合材料特性への影響
   5. 導波管Sパラメータ法による異方性定数の測定
2. 電波吸収・ノイズ抑制ゴムシートのEMC対策
   1. 高周波 (例、自動車衝突防止レーダ) 筐体内不要結合抑制の最適設計と実例
   2. (例えば、準ミリ波、ミリ波) 電子機器筐体内カップリング抑制の最適設計
   3. 回路基板 (マイクロストリップ線路) 上に貼付したコモンモードノイズの抑制効果の測定と解析
   4. トロイダル型ローパスフィルター効果
   5. ゴムシートの各種適用事例
• 質疑応答