設計を加速するEMI対策！VicorのQPIフィルタがノイズ問題を解決

電子機器のEMI対策は、高機能化・高密度化が進む中でますます複雑化し、設計の最終段階で大きな課題となりがちです。本記事では、まず現代の電子機器が直面するEMIノイズの課題を掘り下げ、次にVicor社の高性能EMIフィルタ「QPIシリーズ」がもたらすスマートな解決策を、その特長と活用事例を交えて専門家が分かりやすく解説します。

お問い合わせはこちら

●設計者を悩ませるEMIノイズ問題とその原因

●VicorのQPIフィルタが実現するスマートな解決策
●まとめ

設計者を悩ませるEMIノイズ問題とその原因

製品開発の最終段階で発覚するEMI（電磁妨害）問題は、手戻りを発生させ、開発スケジュールに深刻な影響を与えます。なぜ、これほどまでにEMI対策は設計者を悩ませるのでしょうか。その背景には、電子機器の進化に伴う構造的な課題が存在します。

なぜEMI対策はますます困難になっているのか？

現代の電子機器におけるEMI対策が困難を極める理由は、主に以下の2点に集約されます。

高密度実装と高速化：スマートフォンから産業機器に至るまで、製品の小型化・高機能化はとどまるところを知りません。これにより基板上の部品密度は高まり、部品間の距離が縮まることで、意図しないノイズの伝播や結合が発生しやすくなっています。また、半導体の高速スイッチング動作は、それ自体が強力なノイズ源となります。
国際規格の厳格化：製品をグローバル市場で販売するためには、CISPRやFCCといった国際的なEMI規格への準拠が不可欠です。これらの規格は年々厳しくなる傾向にあり、より高度なノイズ抑制技術が求められています。

対策が厄介な「伝導性ノイズ」の正体

EMI問題の中でも特に厄介なのが、電源ラインを介して伝わる「伝導性ノイズ」です。このノイズには性質の異なる2つの種類が存在し、それぞれ適切な対策が必要です。

ディファレンシャルモードノイズ：電源の往路（+）と復路（–）を逆方向に流れるノイズ。比較的対策は容易とされています。
コモンモードノイズ：電源の往路・復路を同じ方向に流れ、グランドを介して戻るノイズ。伝達経路が複雑で特定が難しく、放射ノイズの原因にもなるため、対策には多くの時間とノウハウを要します。

VicorのQPIフィルタが実現するスマートな解決策

前述したような複雑で時間のかかるEMI対策を、よりシンプルかつ確実なものに変えるのが、Vicor社のアクティブEMIフィルタ「QPI (Quiet Power Input) シリーズ」です。この単一のモジュールが、設計プロセスに革命をもたらします。

なぜQPIフィルタは「簡単」にノイズを抑制できるのか？

その答えは、EMI対策に必要となる機能を「最適化された高性能モジュール」に集約した点にあります。ディスクリート部品（コイルやコンデンサ）を個別に選定・評価してフィルタ回路を組む従来の手法に比べ、QPIフィルタは圧倒的なメリットを提供します。

設計・評価工数の大幅削減： Vicor製のDC-DCコンバータとの組み合わせで性能が保証されており、フィルタのマッチングや試行錯誤の必要がありません。
基板面積の劇的な削減：多数のディスクリート部品を、小型・薄型の単一パッケージに置き換えることで、貴重な基板スペースを節約し、製品の小型化に貢献します。
確実なノイズ減衰性能：コモンモードとディファレンシャルモードの両ノイズに対し、広い周波数帯域で優れた減衰性能を発揮。国際規格への準拠を強力にサポートします。

厳しい要求に応える QPIフィルタの活用アプリケーション

QPIフィルタは、その手軽さと高い信頼性から、特に厳しい要求が課せられる最先端分野でその真価を発揮します。

産業機器・FA分野：高い信頼性が求められる制御システムや高精度な計測器において、ノイズによる誤動作を防止し、システムの安定稼働を実現します。
鉄道・航空宇宙・防衛分野： EN50155といった厳しい安全規格や、広い動作温度範囲、高い耐振動性が求められる過酷な環境下で、安定した性能を維持します。

まとめ

効率的なEMI対策で製品開発を次のステージへ

VicorのQPIフィルタは、複雑化するEMI対策を「設計の手間」から「スマートな部品選定」へと変えるソリューションです。開発期間の短縮、製品の小型化、そして信頼性の向上を同時に実現し、お客様の製品開発を加速させます。

製品のより詳細なデータシートのご請求や、サンプル・評価ボードに関するお問い合わせ、その他技術的なご相談がございましたら、お気軽にお問い合わせください。