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電磁界解析事例集 事実、Ansysは使われている。＜EMC・ノイズ・アンテナ解析編＞
2019年1月
マルチフィジックスシミュレーションツール・Ansysを利用した電磁界解析の事例を多数紹介しています。「実際のところ、どうやって活用したらいいの？」「シミュレーションでどこまで出来るの？」という方は、ぜひこちらをご覧ください。伝導ノイズ、ESD（静電気放射）ノイズ、放射ノイズ、SI、電源ノイズ、アレイアンテナなどの解析事例をご紹介しています。
目次
- インバータ回路の伝導ノイズ解析事例
- 電磁界解析を活用したESD（静電気放射）による電磁界分布の可視化
- プリント基板と筐体のグランド接続時のESDノイズ解析
- 電気機器のシステム（基盤、ケーブル、筐体）のEMI抑制設計事例
- JEDEC規格に準拠したDDR3メモリのSI解析事例
- 電源ノイズ波形の解析結果を考慮したEMI解析
- IBIS-AMIモデルを用いたイコライジング考慮アイパターン解析
- 基盤の近傍・遠方界解析を活用した放射ノイズ抑制事例
- 24GHｚ車載レーダーの解析事例（Finite Array機能）
- 自動車のシャーシとフロントサイドガラスがアンテナに与える影響
インバータ回路の伝導ノイズ解析事例
IGBTなどパワーデバイスのスイッチングノイズが要因となる伝導ノイズが問題となっています。この事例では、正確なスイッチングノイズを再現するためにIGBTの動特性をモデリングし、IPMのパッケージ、バスバーの寄生成分を含めた解析を実施します。実測の測定環境と同様にLISN（疑似電源回路網）を負荷とした雑音端子電圧を測定します。図は、LISNにて測定したコモンモード、ディファレンシャルモード波形を示しています。
ESD（静電気放射）による電磁界分布の可視化
近年、スマートフォンやノートパソコンを代表するモバイル端末や電子機器は、機器に接続しているケーブルや機器そのものが人体に触れる機会が増えています。電子機器が誤動作しないためにも、人体に帯電した静電気の影響によるIC破損やリセット端子誤動作の対策が必要です。ここでは電磁界解析を使って、PCBに接続しているコネクタにESD波形を入力し、その電界分布を確認することで、電気の流れを可視化しています。図は、斜め方向から見た電界分布（見やすいようにプレーン間を拡大）を示しています。
電気機器のシステム(基板、ケーブル、筺体)のEMI抑制設計事例
EMI（電磁妨害／エミッション）は基板、ケーブル、筐体とシステムレベルで駆動させた状態で問題が発生するケースが多く、VCCI、CISPR等のEMI規格を満たすために多数のEMI対策部品と実機検討工数が必要となります。これはコストアップはもちろんのこと、回路動作や筐体デザインに影響を及ぼす可能性があります。基板、ケーブル、筺体を含んだシステムレベルの電磁界の振る舞いを可視化することにより、設計段階におけるEMI対策検討事例をご紹介します。
自動車のシャーシとフロントサイドガラスがアンテナに与える影響
アンテナは、周囲の構造物の影響によって、特性が大きく変化します。実際の使用環境における特性の変化を事前に把握しておくことは重要です。下記事例では、自動車内に取り付けたGPSパッチアンテナについて解析し、シャーシとガラスによる影響を明らかにしています。
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