事例
スイッチング電源の電流ループチェックとスパイクノイズ拡散防止
解析分野 : 電磁界解析 業界：自動車・エレクトロニクス
解析概要
電源回路における電流経路を可視化しノイズの発生/拡散を抑えるPCBレイアウト設計を支援します。ルールチェックは厳選した9種類を採用しています。
DMEITASNXのスイッチング電源チェック項目
電流ループ経路系
（１）電流ループ層チェック
（２）電流ループ経路長チェック
ノイズ拡散系
（３）電流ループリファレンスチェック
（４）電流ループGND面積チェック
（５）電流ループ間干渉チェック
（６）フィルタチェック
スナバ回路系
（７）スナバ回路有無チェック
FB信号系
（８）FB信号と電流ループ干渉チェック
（９）FB信号とインダクタ干渉チェック
使用ソフトウェア
NEC DEMITASNX Ver.6.4
背景/課題
エレクトロニクス製品におけるノイズの原因はスイッチング電源によるものが多くEMI放射エミッションにも大きくかかわる要因のひとつです。スイッチング電源のノイズを抑制することはノイズ対策の基本となります。昨今ではPC、コンシューマ製品だけではなく自動車の電動化に伴い車載機器への対策ニーズが増えています。
解析対象および解析手法
解析対象
解析対象はデモ用のリファレンスサンプル電源基板を用います。
解析手法
スイッチング電源チェック項目より代表的な下記項目をチェックします。
電流ループ経路系
（１）電流ループ層チェック
電流ループが1層のみで形成されていることをチェック
（２）電流ループ経路長チェック
電流ループを構成するピン間経路が長すぎないことをチェック
ノイズ拡散系
（３）電流ループリファレンスチェック
電流ループ下層に、GNDプレーンが断続せずに存在することをチェック
（４）電流ループGND面積チェック
電流ループのGNDプレーン面積が、大き過ぎないことをチェック
（５）電流ループ間干渉チェック
電流ループが複数存在する場合、ループ同士の重なりをチェック
解析条件
スイッチング電源チェックを実行するために以下の指定を実施します。
- ネットの電源(V)グランド(G)およびフィードバック信号ネット(FB)指定
- 部品種別指定（キャパシタ、レジスタ、インダクタ等）
- 電流ループ指定
解析結果
スイッチング電源チェック結果
【スイッチング電源チェック結果一覧ダイアログ】
電流ループまたは FB 信号単位にチェック結果を一覧表示します。
先頭のアイコンは、■：Fatal、■：Warning、■：Passを意味します。
チェック結果項目をダブルクリックすると、エラー詳細ダイアログが起動し内容とアドバイスを表示します。またレイアウト画面の該当箇所がハイライトされます。
【電源ループ経路エラー】
【電源ループ面積エラー】
スイッチング電源チェック結果レポート
DEMITASNXではスイッチング電源チェックの結果をExcel形式のレポートで出力することが可能です。これにより設計者間でのコミュニケーションを円滑に実施することが可能です。
【チェック結果サマリレポート】
【チェック結果一覧】
【電流ループ情報】
本解析の効果
- 理論に基づいたルールチェックでPCBレアウトの妥当性を自動判別できます。
- ノウハウに基づいたルールチェックで電源品質を確保できます。
- 設計者の経験によるOK/NG判断のバラツキを定量化できます。
- PCB全体のチェックにより問題個所の見落としを防ぎます。
- 簡単に高速にPCBレアウトのチェックが可能です。
- ノイズに関する専門知識が少なくてもチェックおよび対策が可能です。