電磁干渉（EMI）について説明した前回の記事で述べたように、商用および合法的な販売用に設計されたほとんどすべての電子製品は、製品が特定の規制/ガイドラインに準拠し、合格したことを証明するために1つ以上の認証を取得する必要があります。関連するテスト。規制はたくさんあり、場所によって異なりますが、わずかな違いもありますが、電子機器を販売するすべての場所で、その場所の統治機関によって指定された基準を満たす必要があります。
今日の記事では、電子機器が合格する必要がある最も人気のある認定テストの1つを見ていきます。EMC（電磁適合）認定。この記事では、EMCに関するいくつかの事項について説明します。EMCとは何か、EMCが必要な理由、EMCが必要な製品の種類、および国ごとのEMCに関するさまざまな法律。
EMCとは何ですか？
EMCは電磁両立性の略であり、電磁環境で動作するデバイスの能力を検証できる手段を提供するために存在するプロセスです。
すべての電気および電子システムまたはデバイスは、互いに接続または近接して配置されている場合、他のデバイスの動作を妨げる可能性のあるある程度の電磁波を放出します。この干渉により、デバイスが誤動作し、ユーザーに害を及ぼしたり、製品が使用できなくなったりする可能性があります。電気/電子製品/システムの品質と機能安全を評価するための共通の基盤を提供するために、これが発生する可能性を防止および削減することが、EMC要件の開発につながったのです。
EMCはEMIと同じ意味で使用されることがよくありますが、それらの間には多くの類似点がありますが、EMCはEMIとはまったく異なることに注意することが重要です。EMI（Electromagnetic Interference）は、デバイスから放射される放射線の測定値であり、その可能性のある結果を示します。一方、EMCは、EMIのある環境で設計されたとおりに動作することを保証する、システムまたはデバイスの特性です。干渉。
EMCの重要性
正確な仕様は国や地域によって異なりますが、EMC認定は、ほとんどの国で電子機器の販売を承認するための法的要件の1つです。たとえば、ヨーロッパ市場では、CEマークは、販売する前にすべての電子製品に適用する必要があり、製造業者がEMC認証を含む製品に適用されるすべての指令を満たした場合にのみ適用されます。これの証拠は、通常、製品のユーザーガイド/マニュアルに同梱されている適合宣言（DOC）です。新製品の場合、大規模なサプライヤー/ディストリビューターは通常、未確認のデバイスを供給するリスクがあるため、テストでDOCを検証します。これは詐欺として扱われ、多額の罰金、製品の撤回、および懲役刑につながる可能性があります。
法的要件は別として、デバイスでEMCテストを実施しないと、アフターセールスに非常に深刻な影響を与える可能性があります。EMC認定は、製品の信頼性を高めるのに役立ちます。テストは、製造前に製品の潜在的な問題を明らかにするのに役立ち、製造業者に、市場からの製品の回収や保証の提供に関連するコストや恥ずかしさを招くことなく問題を修正する機会を与えます。
長期的には、EMC認定プロセスを通過することで、それを必要とする市場で製品を販売できるようになるだけでなく、顧客の信頼と確実な売上増加をもたらす信頼性の高い製品の構築にも役立ちます。
EMCの法律と認定要件
前述のように、認証要件は国や地域によって異なります。たとえば、米国では、FCCは、さまざまなデバイスによって生成される可能性のある無認可の無線周波数干渉の最大量を定義するFCCパート15規則などの規則を使用して、EMC試験に関する規則を指定しています。米国での認証により、デバイスにはFCCマークが付与されます。
米国以外では、さまざまなISO、IEC、およびCISPR規格がEMC規制で使用されています。EUでは、製品の販売には、製品が認証された後にのみ付与されるCEマークが必要です。アフリカでは、南アフリカのような国は南アフリカ規格局（SABS）によって発行される「コンプライアンス証明書」を必要とし、ナイジェリアのような国はIEC / CISPR規格を活用しています。
一部の開発途上国ではコンプライアンスは依然として自主的であるため、コンプライアンス違反に対する罰の厳しさは国によって異なりますが、国が成長し、EMIの影響がより顕著になるにつれて、より厳格な法律が開始されることは間違いありません。その周りに発生します。
EMC試験プロセス
EMCが監視する電子デバイスの問題には、主に3つのカテゴリがあります。カテゴリは次のとおりです。
- 放出
- 感受性
- 免疫
1.エミッションテスト：
放出とは、任意のソースによる意図的または偶発的な電磁エネルギーの生成を指します。電子機器の場合、EMCテストは、機器からの不要な放出と、それらが周囲の他の機器に悪影響を与えるのを減らして防ぐために取られる可能性のある対策をチェックするように設計されています。
放射テストでは、 デバイス内の放射の伝導および放射電界強度を測定します。伝導放出はケーブルおよび配線とともに行われ、放射（誘導性および容量性）はデバイスの周囲のすべての方向で測定されます。
放射線放出モニタリングは、他の電子機器のすぐ近くで使用される機器にとって非常に重要です。アンテナをトランスデューサーとして使用して実行され、RF電流クランプやラインインピーダンス安定化ネットワーク（LISN）などのツールが伝導性エミッションのトランスデューサーとして使用されます。トランスデューサーは、さまざまな国際EMC規格の要件に基づいて、帯域幅と検出器を組み込んだ専用のEMIテストレシーバーまたはアナライザーに接続されます。
2.感受性試験：
感受性とは、ある電気機器（通常は被害者と呼ばれます）が別のデバイス（EMI）からの放射の近くにあるときに故障または誤動作する傾向を指します。
エミッションテストと同様に、 感受性テストも放射干渉と伝導干渉の両方に対して行われます。放射線感受性の場合、テストでは通常、高出力の電磁放射源と放射アンテナを使用して、エネルギーをDUT（テスト対象デバイス）に向けます。一方、伝導感受性の場合、テストは通常、ケーブルに干渉を注入するために、高出力の信号発生器と電流クランプまたはその他のタイプの変圧器を使用して行われます。
すべてのコンプライアンステストと同様に、両方のテストについて、標準ドキュメントには、テスト環境、使用する機器、およびそれらのキャリブレーションが指定されています。ほとんどの規格では、オープンエリアテストサイト（OATS）が推奨されるテストサイトですが、最近では、無響室や残響室などの特殊なEMC試験室を使用して屋内で試験が実施されています。デバイスの違いにより、上記の説明にいくつかのバリエーションが見られる場合があります。
3.イミュニティテスト：
電子機器のイミュニティとは、電磁干渉が存在する場合に電子機器が正しく機能する能力を指します。
定義上、免疫は感受性の逆であると言えますが、それらはしばしば同じ意味で使用されます。そして、それらのレベルを決定することにより、EM干渉に直面して適切に動作する電子デバイスの能力を検証することができます。
EMCコンプライアンステストの準備
EMCテストは単純に見えますが、それらに合格するには多大な労力、費用、時間がかかります。これは、EMCの無形の性質とは無関係ではないため、製造業者は、テストを行わない限り製品が規格に準拠しているかどうかを判断できず、テストに必要な機器のコストが高いため、所有することは悪い考えです、そしてそれを（これも高価で、テスト日あたり数千米ドル）認定されたコンプライアンスラボにアウトソーシングすることは、通常、より良いオプションです。
ただし、ほとんどの企業はコストの障壁を克服できる可能性がありますが、最大の問題は、テスト結果が陰性の場合です。テスト中に変更を加えることができないため、これは通常、会社とプロジェクトマネージャーにとって非常に困難な瞬間です。つまり、製品を再設計のために設計チームに送り返す必要があり、さらに数千ドルをフォークアウトする必要があります。再テストします。
上記のプロセスの非効率性は、研究開発の高コストと製品開発タイムラインの遅延の主な原因の1つです。このリスクを軽減し、デバイスが最初の試行でテストに合格する可能性を高めるために、企業は次の2つの小見出しに大まかに分類できる特定のアプローチを採用しています。
- 設計
- コンプライアンス前のテスト
1.EMCコンプライアンスを改善するための設計アプローチ
（許容できる製品の）最も賢い設計方法は、製品の認証にかかる労力を大幅に削減できるため、製品開発で事前認証済みモジュールを使用することです。ただし、EMCコンプライアンスを新製品の設計に組み込むには、（製品が使用されるシナリオに基づいて）可能性を評価する必要があります。
- EMIソース（内部または外部）および信号タイプ。
- 「被害者」の性質と起こりうる誤動作の重要性。
- 「被害者」への結合パス-デバイス（外部の場合）またはその周囲の他のデバイス。
設計中の干渉を最小限に抑えるには、使用しているスイッチのタイプなどの「小さな」ものや、使用している接続/通信インターフェイス、動作周波数などのもう少し重いものに注意を払うことで、内部EMIソースを減らす必要があります。外部ソースからの干渉の可能性。デバイスが設置/使用される環境を調べることにより、被害者または潜在的なエミッターの性質、およびそれらが引き起こす可能性のある誤動作の重要性にアクセスし、設計で効果的に考慮することができます。
結合の場合、エネルギーを「アウト」に簡単に結合するシステムは、エネルギーを「イン」に簡単に結合します。これは、優れたEMC設計手法の多くの側面がエミッターと犠牲者の両方に適用されるため、排出量を削減するための単一の設計改善も削減されることを意味します。感受性。接地、シールドなどのエミッションを削減するための設計手法のいくつかは、ここで利用可能な以前のEMI記事で説明されています。
2.コンプライアンス前のテスト
コストとテストに失敗する可能性を減らす別の方法は、コンプライアンステスト中に使用される条件に合わせて調整されたEMCプレコンプライアンステストセットアップを使用して、設計プロセス全体でEMCテストを実行することです。認定ラボでの1日の費用よりもわずかに安い場合がありますが、デバイスが最初の試行でテストに合格する可能性が高くなり、全体的なテストコストが削減され、市場投入までの時間が短縮されます。 。
結論
EMCのような認定の準備は、大規模な組織、新興企業、中小企業にとっては簡単ですが、資金が不足しており、初期の段階でいくつかの仮定をテストする必要があるため、これは別の球技です。ただし、スタートアップは、設計チームが設計プロセスのできるだけ早い段階でEMI / EMCの考慮事項を設計プロセスに組み込むようにすることで、関連するリスクを軽減できます。認定の知識が不足しているチームでは、チームをサポートするために、これらの方針に沿った経験を持つコンサルタントと協力することを選択できます。これを行うことは、将来の認証のために製品を準備するのに役立つだけでなく、顧客に信頼できる製品を提供するのにも役立ちます。