雷サージ対策 対策部品は無くてもよい!

かつて電子機器における雷サージ対策に関してEMC技術者と打ち合わせをしていた時に、ESD対策と似たような考え方を持った技術者が結構いたことを思い出します。特に、電磁界シミュレーションをイメージしてESD解析時のようなESDガンの印加電流パルスの流れを虹色のアニメーションで表示することを雷サージにも適用できるはず、としきりに電磁界解析の可能性を主張する方もいました。

確かに、電子機器に対するイミュニティ試験として電子機器の不具合に至る現象が似ているように見えるところもあります。しかし、それぞれの試験装置から電子機器に印加されるパルスについてはパルス波形・幅(時間)やパルスの周波数成分が全く異なり、試験器側でチャージされる電圧レベル及び放出する電流レベルも全く異なることから、電子機器に印加するエネルギーは十万~百万倍レベルで雷サージが大きなものになります。特に印加パルスの幅がESDではnsレベルであるのに対して、雷サージはμsレベルと長くなり、そのパルスの周波数成分はESDでは~数百MHzであるのに対して、雷サージでは~数百KHzと低く(波長が長く)なるので、雷サージは市販の電磁界シミュレータでは扱えないものになります。Simモデルにもよりますが、仮にできたとしても価値ある結果が得られるかどうか、といったところではないでしょうか?

但し、雷サージはESDと異なり、試験パルスの印加箇所が規定(商用電源の入力部)されているので、回路シミュレーション(SPICE)を適用することができます。この方法の詳細については当社のセミナー” 5.2.雷サージ(IEC61000-4-5)シミュレーション(SPICE)“で紹介しております。是非、受講して頂きたいと思います。勿論、使用するのはLT-SPICEです。

このSPICEシミュレーションを行いますと、雷サージ印加時に発生するといわれる電源回路に実装されるコモンモードチョーク(ラインフィルタ)の端子間での強い共振現象を確認することができます。この共振現象がどのような形で電子機器に影響を与えるのか、について先ほど紹介したセミナーの中で解説いたします。セミナーの結論的なことを言いますと、電子機器の耐雷サージ性能のために実装すべき雷サージ対策部品(安全規格クラス1、クラス2の電源を使う電子機器)は無くてもよい、ということに気づけます。

※関連ページ ”雷サージ試験・電源回路 Sim & 対策”

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