感度解析を用いた電力変換器用ノイズフィルタにおけるノイズ伝搬経路の可視化

本研究の目的は、電力変換器用のノイズフィルタを対象にして、電磁ノイズの種類と影響する物性値との対応関係をもとに、支配的なノイズの伝搬経路を可視化することである。これまでノイズ伝搬経路が既知の例題で検討を行い、電界結合によるノイズ伝搬と磁界結合によるノイズ伝搬を可視化することに成功した。具体的には、まずコンデンサを設けたフィルタ回路において、予想通りコンデンサ電極間で誘電率に対する感度が大きくなり、電界結合によるノイズ伝搬を可視化することができた。またこのフィルタ回路では周波数に応じて電界結合の寄与度が変わるが、その強弱が感度の値にも反映されることを確認した。これはノイズ伝搬経路が周波数に応じて切り替わる現象を解析する際に、解析周波数を変えて感度解析を行うことの有効性を示唆するものであると言える。またπ型フィルタ回路においても検討を行った。この回路ではインダクタンスを大きく設定することで、入力ループと出力ループ間を磁界結合で伝搬するノイズが支配的となるが、感度解析を行った結果、予想通りループ間において透磁率の感度が大きな値をとった。このことから、磁界結合によるノイズ伝搬経路を可視化することができた。また感度を表示するしきい値を変えながら結果を可視化することにより、ノイズが伝搬する様子をより明解に示すことができた。これらの知見は、本研究の根幹をなす「電磁ノイズの種類に応じた物性値の感度を用いて伝搬経路を可視化できる」という仮説を支持するものであり、大きな研究成果であるといえ、査読付き学術雑誌論文への投稿を現在準備中である。

本研究の目的は、電力変換器用のノイズフィルタを対象にして、電磁ノイズの種類と影響する物性値との対応関係をもとに、支配的なノイズの伝搬経路を可視化することである。これまでノイズ伝搬経路が既知の例題で検討を行い、電界結合によるノイズ伝搬と磁界結合によるノイズ伝搬を可視化することに成功した。具体的には、まずコンデンサを設けたフィルタ回路において、予想通りコンデンサ電極間で誘電率に対する感度が大きくなり、電界結合によるノイズ伝搬を可視化することができた。またこのフィルタ回路では周波数に応じて電界結合の寄与度が変わるが、その強弱が感度の値にも反映されることを確認した。これはノイズ伝搬経路が周波数に応じて切り替わる現象を解析する際に、解析周波数を変えて感度解析を行うことの有効性を示唆するものであると言える。またπ型フィルタ回路においても検討を行った。この回路ではインダクタンスを大きく設定することで、入力ループと出力ループ間を磁界結合で伝搬するノイズが支配的となるが、感度解析を行った結果、予想通りループ間において透磁率の感度が大きな値をとった。このことから、磁界結合によるノイズ伝搬経路を可視化することができた。また感度を表示するしきい値を変えながら結果を可視化することにより、ノイズが伝搬する様子をより明解に示すことができた。これらの知見は、本研究の根幹をなす「電磁ノイズの種類に応じた物性値の感度を用いて伝搬経路を可視化できる」という仮説を支持するものであり、大きな研究成果であるといえ、査読付き学術雑誌論文への投稿を現在準備中である。