EMCにおける人工ネットワークとは何ですか？

要約：理解する EMCにおける人工ネットワークとは何か 再現性のある伝導性電磁干渉（EMI）測定を実施するには、試験が不可欠です。ラインインピーダンス安定化ネットワーク（LISN）とも呼ばれる人工ネットワークは、電源と被試験機器（EUT）間のインピーダンスを標準化したインターフェースを提供します。

この論文では、人工ネットワークの技術的分析を提示し、運用原理、規制基準（CISPR 16-1-2、CISPR 15、 EN55022）、およびエンジニアリング設計上の考慮事項。議論には、インピーダンス安定化、絶縁要件、および結合メカニズムが含まれます。さらに、 LISUN LISNシリーズは、実用的な実装例として検討されており、5Aから200Aまでのモデルがあり、9kHzから30MHzの周波数範囲で単相および三相アプリケーションの両方をカバーしています。本稿の最後には、EMC試験ラボ向けの選定ガイドラインを示します。

はじめに

伝導性エミッション試験は、電子製品の電磁両立性（EMC）適合において重要な要素です。しかし、実際の電力線のインピーダンスは場所や時間によって変化するため、直接測定では再現性が得られません。そこで、人工ネットワーク（ラインインピーダンス安定化ネットワーク（LISN）とも呼ばれる）を用いることで、対象周波数範囲（通常9kHz～30MHz）にわたってEUT（被試験機器）に一定の安定したインピーダンスを提示し、この問題を解決します。また、電源からのノイズを測定から分離し、干渉信号をEMI受信機に結合します。本稿では、人工ネットワークの技術的基盤、関連する国際規格、そして正確かつ再現性の高い伝導性エミッション測定を実現するための工学的考慮事項について解説します。

LISN-C 人工ネットワーク| ラインインピーダンス安定化ネットワーク

2. 規制基準の枠組み

2.1 CISPR 16-1-2: コア仕様

CISPR 16-1-2は、人工ネットワークの性能要件を定義する基本規格です。この規格では、公称インピーダンス（50Ω）、インピーダンス許容誤差、アイソレーション（挿入損失）、および結合特性が規定されています。規格に準拠するすべてのLISNは、指定された周波数範囲においてこれらの要件を満たす必要があります。また、この規格は、より高い周波数帯域における非対称人工ネットワーク（AAN）および放射用結合／分離ネットワーク（CDNE）についても規定しています。

2.2 製品別排出基準

製品ファミリーは、測定装置に関してCISPR 16-1-2を参照しつつ、独自の排出制限値を設定しています。例：

• CISPR 15 / EN55015 照明機器に適用されます。
• CISPR 32 / EN55022 情報技術機器に適用されます。
• GB 17743-2007は、照明器具に関する中国版規格です。
• 米国のFCCパート15では、LISNがCISPR 16-1-2を満たすことも要求されている。

コンプライアンス テストに使用される人工ネットワークは、これらの基準に対して検証されなければなりません。 LISUN LISNシリーズは、CISPR 16-1-2、FCC、 EN55015, EN55022.

3．中核となる技術原則

3.1 インピーダンス安定化とネットワークトポロジー

人工ネットワークは、測定帯域全体にわたってEUTに対して50Ωのインピーダンスを示します。これは、直列インダクタ（通常50μHまたは250μH）と並列コンデンサからなるVネットワークトポロジーによって実現され、測定ポートで50Ωの抵抗によって終端されます。インダクタは、電源周波数電流を流しながら主電源からのRFノイズを遮断します。コンデンサは、RF信号に対して低インピーダンスの接地経路を提供します。 LISUN LISNシリーズは、CISPR 16-1-2の要件を満たすために、50Ω/50μHのネットワーク（単相モデルではさらに5Ω）を実装しています。

3.2 分離性能とフィルタリング性能

アイソレーション（または挿入損失）は、ネットワークが電源側からのノイズをどれだけ効果的に減衰させるかを定量化したものです。CISPR 16-1-2では、最小アイソレーション値（例えば、150 kHz以上で60 dB以上）が規定されています。高いアイソレーションにより、周囲の電源ノイズがEUTの放射測定に影響を与えないことが保証されます。LISN内のフィルタネットワークは、直列インダクタと並列コンデンサを組み合わせることで、このアイソレーションを実現します。プロ仕様のLISNでは、直線性を維持し、高電流での飽和を回避するために、綿密に設計されたインダクタ（多くの場合、空芯インダクタ）が使用されます。

3.3 カップリングおよび測定ポート

EUTによって生成された干渉電圧は、容量分圧器を介して50Ω測定ポートに結合されます。ポートは、EMIレシーバーの入力に一致し、反射を防ぐために、正確な50Ωインピーダンスを維持する必要があります。結合コンデンサは、平坦な周波数応答を確保するために、低い等価直列抵抗（ESR）とインダクタンス（ESL）を持つ必要があります。 LISUN LISNシリーズは、9kHz～30MHzの周波数帯域全体にわたって信号の完全性を維持するために、高品質な部品を使用して設計されています。

4. 機器のエンジニアリング設計要件

高精度な人工ネットワークを設計するには、部品の選定、機械的なレイアウト、および接地方法に細心の注意を払う必要がある。

インダクタ：飽和や非線形性を避けるため、特に大電流時には空芯インダクタが推奨されます。多層空芯設計では、自己共振周波数を30MHz以上に維持するために、巻線間の静電容量を最小限に抑える必要があります。

コンデンサ：メタライズドポリプロピレンフィルムコンデンサは、ESRが低く絶縁抵抗が高いため、電源遮断用途によく使用されます。カップリングコンデンサには、電圧係数の低い安定した誘電体材料（セラミックなど）が必要です。

接地：グランドプレーンへの低インダクタンスボンディングが不可欠です。シャーシには複数の接地スタッドを設け、接続には電線ではなく編組ストラップを使用します。

熱管理：高電流モデル（例：100A、200A）では、部品値の変動を防ぐために十分な放熱が必要です。

5. 実践的な実装: LISUN LISNシリーズ

その LISUN LISNシリーズは、低電力単相機器から高電力三相産業機械まで、多様な試験ニーズに対応する幅広い人工ネットワークを提供します。表1は、製品資料に記載されている本シリーズの主な仕様をまとめたものです。

表1。 LISUN LISNシリーズの仕様

すべてのモデルは CISPR 16-1-2、CISPR 15 に準拠しています。 EN55015, EN55022、およびFCCの要件。 LISN-C （16 単相）は一般消費者向け電子機器でよく使われる選択肢ですが、LISN-T シリーズは産業用ドライブや大型照明システムなどの三相機器に対応しています。三相モデルの周波数範囲は 150 kHz から始まり、このような機器の一般的な伝導性エミッション制限に準拠しています。各ユニットには、インピーダンスと絶縁特性を検証する校正証明書が付属しています。

6．議論：試験機関の選定ガイドライン

人工ニューラルネットワークを選択する際、エンジニアは以下の点を考慮する必要があります。

• 電流および電圧定格：突入電流を含め、被試験機器（EUT）の最大定格を超える必要があります。
• 周波数範囲：必要な測定帯域をすべてカバーしていることを確認してください（例：ほとんどの商用規格では9kHz～30MHz、三相機器では150kHz～30MHz）。
• 位相構成：EUTに応じて単相または三相となる。
• インピーダンスネットワーク：ネットワークが50Ω/50μH（またはその他の必要な）仕様を満たしていることを確認してください。
• 校正とトレーサビリティ：測定の信頼性を維持するために、認定された校正証明書付きのモデルを選択してください。
• 接地と統合：寄生効果を最小限に抑えるため、物理的なレイアウトと接地平面への接続を考慮してください。

その LISUN このシリーズは包括的なポートフォリオを提供し、研究所がこれらの基準に基づいて適切なモデルを選択できるようにします。たとえば、主に単相IT機器をテストする研究所は、 LISN-C 適している一方、三相工業製品をテストする研究所では、 LISN100A-T or LISN200A-T.

7. 結論

明確化を求める人へ EMCにおける人工ネットワークとは何か再現性のある伝導エミッション試験に不可欠なツールとして機能し、標準化されたインピーダンスインターフェース、電源ノイズからの分離、測定受信機への適切な結合を提供します。CISPR 16-1-2 および CISPR 15 などの製品固有の規格に準拠しています。 EN55022 有効な試験結果を得るには必須です。インダクタの直線性、コンデンサの品質、接地、熱管理などのエンジニアリング上の考慮事項は、測定精度に直接影響します。 LISUN LISNシリーズは、幅広い電流範囲と位相構成においてこれらの要件を満たす、優れた設計の製品ラインの一例であり、EMC試験機関が信頼性の高い適合データを取得することを支援します。