ノイズ対策 より高度化 高まる重要性

スマホやタブレットからＨＥＶ／ＥＶ、エネ分野まで領域拡大

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　ノイズ対策技術の重要性が高まっている。スマホやタブレット端末などの成長分野は、ＬＴＥといった利用周波数の高周波化および多様化、信号処理の高速化を伴いながら、新製品開発が活発化。また、自動車は、ＨＥＶ、ＥＶの普及とともに安全、信頼、快適性などを求めて電装化率が高まっている。エネルギー分野では、再生可能エネルギーの導入が進展している。いずれの分野も新たなノイズ対策技術が要求されている。

　スマホやタブレット端末は、これまでの携帯電話に比べ小型で多機能化しているため、より高度なノイズ対策技術が要求される。特にＬＴＥは様々な周波数帯域で採用されるためＬＴＥ端末を開発するには、幅広い帯域でのノイズ対策の必要がある。また、周波数の異なる複数のアンテナ周り、部品を高密度に実装する高速信号ライン、複数の電源回路のノイズ対策技術の高度化が求められる。

　ノイズ対策部品は、積層セラミックコンデンサをはじめ、インダクタ、ＬＣフィルターなどが、１００５から０６０３、さらには０４０２サイズまで小型化が進展。しかも薄さを要求されることから、厚み１ミリメートル以下の超薄型品が定着化してきた。

　また、部品点数を削減し、効率的にノイズ対策を施す手法として複数ラインのノイズ対策が可能なアレイタイプなどの採用も広がっている。

　コイルでは巻線タイプで、コアロスを低減させた低損失フェライトを採用することで、小型、大電流対応、高コモンモードインピーダンスを推進。積層タイプも小型で低直流抵抗化、大電流タイプに向けた開発が活発化している。

　ＬＣフィルターは、最近では薄膜タイプでの品揃えが充実してきた。これは高速差動伝送ラインの対策で有効になるためで薄膜コモンモードフィルターでは、０.４５×０.３×０.２３ミリメートルサイズまで小型化した。コネクタや液晶ラインでは、薄膜ＬＣフィルタアレイの採用が広がっている。

　ノイズの発生源や伝搬路に貼るだけで、効果的にノイズを抑制するノイズ抑制シートの採用も広がっている。このシートは、磁性体を樹脂中に分散させたシートが一般的で、磁性体の磁気損失作用により、磁界成分をより効果的に熱に変えて減衰（吸収）させるもの。厚さ２５マイクロメートル―１ミリメートルの極薄シートで軽量。

　自動車は、安全、信頼、快適などの面から高機能化してＥＣＵ（電子制御装置）の搭載点数が増加している。機器間を接続するそれぞれの用途に最適なインターフェイスとしては、ＣＡＮ、ＬＩＮ、ＦｌｅｘＲａｙといった車載ＬＡＮ規格が代表的。これらは自動車の内部をケーブルで接続するため、様々なノイズ源が存在し、その対策が重要になっている。

　車載ＬＡＮにおける差動伝送のノイズ対策にはコモンモードフィルターが有効とされている。輻射ノイズの抑制、イミュニティの向上が効果として挙げられるため。コモンモードフィルターは、コア形状としてドラムコア、トロイダルコアが一般的に用いられている。

　高性能フェライトコアを使用し、高いコモンモードインピーダンスを得ることが要求されている。最小サイズは３.２×２.５×２.４ミリまで小型化技術が進展している。ＦｌｅｘＲａｙは、ＣＡＮＢＵＳに比べて伝送レートが速いために、信号品質も考慮する必要がある。

　スマートグリッド向けの対策も重要に


　太陽光および風力などの発電システムと電力ユーザーを効果的に制御し、最適化できるスマートグリッドが注目されている。

　スマートグリッドでは、電気エネルギーを発電、伝送、貯蔵する設備が存在するため、それらの設備からの電磁放射問題は存在。一方、スマートグリッドを構成する設備は様々な電磁環境にさらされているため、誤動作をしないようにするイミュニティ（耐性）が要求される。

　太陽光発電ではパワーコンディショナという電源が用いられる。ノイズフィルターはこのパワーコンディショナを挟んで、発電パネル側のＤＣ側ノイズフィルター、系統（負荷）側のＡＣ側ノイズフィルターが用いられる。

　ＤＣ用は、ソーラーパネル側への電導ノイズを抑制し、パネル側からの高周波ノイズ放射を低減する目的で使用される。一方のＡＣ用はインバータへのノイズ、商用電源へのノイズを抑制する目的で使用される。

　箱型パワーラインノイズフィルターは、大電流対応、高減衰特性で小型化が求められている。そのため、材料から部品、さらには回路構成までの最適化を図ったノイズフィルターが開発される。

　ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員会）のノイズ規制によって、１５０ｋＨｚ近辺の比較的低周波領域でのノイズ対策が重要となっている。パワーコンディショナやインバータ分野でのノイズ対策向けにコモンモードチョークコイルが有効とされている。

　最近では、初透磁率が、一般的なノイズ対策用フェライトのμ１００００に対して、１.６倍にあたるμ１６２００にまで高めたフェライトコア材が開発された。この新材を使用したチョークコイルは、優れた透磁率に高抵抗化も補完されており共振点におけるインピマイナスダンス特性を１.６５倍にまで高めることに成功。これによりパワコンなどから発生する電磁ノイズを効果的に除去する。

　大電流（２０―５０Ａ）や高電圧（定格電圧５００Ｖ）にも対応可能で、高密度な対策を要求される家庭用・産業用パワコンや大型エアコン、各種インバータ機器の電磁ノイズ防止に威力を発揮する。