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解析事例

電磁界解析

Ansys EMC PlusによるPCケースの放射イミュニティ解析

平面波照射による金属筐体シールド効果検証

Ansys EMC PlusによるPCケースの放射イミュニティ解析の概要

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こんな方におすすめ

  • 製品試作前に金属筐体によるシールド効果を確認したい方
  • 平面波照射による筐体内部の電界強度を確認したい方
  • 解析を活用することにより筐体設計を効率化したい方

解析概要

放射イミュニティにとって、適切な筐体設計によって内部へのノイズ影響を抑制することは非常に重要です。
今回の事例では、PCケースに対して平面波を照射することで、ケース内部の電磁界を確認し、シールド効果を評価しています。

使用ソフトウェア

Ansys EMC Plus

背景・課題

電子機器の高度化に伴い、電磁両立性(EMC)の重要度が年々高まってきています。その中で放射イミュニティ(EMS)と呼ばれる外来ノイズへの耐性についても重要な要素の一つとなっています。
EMSの対策方法として、金属筐体のシールド効果を用いてノイズ源のエネルギーを内部へ侵入させないように抑制する手法は一般的ですが、筐体の形状による共振やスリットの影響を考慮せずに実機でカットアンドトライを行うことは、膨大な工数と対策コストを発生させ、納期遅延やコストアップによる製品価値の低下を引き起こします。
Ansys EMC Plusでは、筐体に対して指定した方向から平面波を照射することで、筐体内部での電磁界の強度、ふるまいだけでなく伝達関数によりシールド効果を評価することが可能です。

解析の仕様

解析モデル

図.照射方向と偏波を指定して平面波源を設定

図. ケースの内側に電界測定ポイントを設定

図. IOポート全体に対してR=0.1Ω , L=1nHでインピーダンス境界条件を設定

解析結果

図. 垂直面での電界分布

図. 水平面での電界分布

ケースの境界でシールド効果による電界の減衰が発生していることが確認できる

図.シールド効果

図.EMC規格の限度値に対する内部電界強度

シールド効果（ケース内外での電磁波減衰量）や、EMC規格の限度値に
対する内部電界強度を確認することで、筐体設計の定量的な評価が可能

本解析の効果

今回、PCケースに対して平面波を照射し、ケース内での電磁波のふるまいとシールド効果の評価を行いました。
この様に、任意の平面波を照射することで外部ノイズに対するケースのシールド効果を定量的に評価し、筐体設計の妥当性を確認することが可能です。
設計段階でこのような解析を行うことで、筐体設計をEMCに対して最適化し、製品の規格合格に貢献することができます。

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