電磁干渉 (EMI) とは?デバイスをそれからどのように保護できますか?

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電磁干渉 (EMI) は、意図された経路から逃れ、近くの電子デバイスに干渉するあらゆる信号を総称する用語です。電気および電子機器が誤動作したり、完全に故障したりする可能性があります。

EMI による不必要な修理や交換にお金をかけたくない場合は、EMI の原因と、EMI から電子デバイスを保護する方法を理解する必要があります。

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では、EMI の原因は何でしょうか?それはあなたの電子機器にどのように影響し、その有害な影響からどのように保護できますか?

EMIの原因は?

EMI は、さまざまな電気および電気コンポーネントに影響を与える干渉信号について話すために使用される広義の用語であるため、その潜在的な原因も広範かつ多様です。

一般に、EMI には 3 つの原因があります。自然、人工、固有です。

自然電磁干渉

自然 EMI は、暴風雨、太陽フレア、照明などの自然現象によって引き起こされます。これらの自然に発生する現象は、空気中に電磁波を発生させる可能性が十分にあり、さまざまなデバイスを圧倒する可能性があります。

自然 EMI は、最も危険なタイプの EMI の一部です。その強度に応じて、自然な EMI イベントは、州全体または全国規模の停電につながる、小さな不都合 (通信範囲の低下など) または壊滅的な破壊を引き起こす可能性があります。

人工干渉

人工 EMI は、人が製造したデバイス、機器、および構造によって生成されます。人為的な電磁干渉のよく知られた発生源には、無線通信塔、レーダーシステム、高圧送電線、さらにはキッチンの電子レンジなどがあります。

固有の EMI

固有の EMI は、デバイスの内部コンポーネントが意図せずに他のコンポーネントとの干渉を生成し、マシンの破損や誤動作を引き起こすときに発生します。この問題は、多くの場合、適切なテストを行わずに製造された製品設計が不十分であることに起因します。

固有の EMI は、デバイス自体から干渉が発生するため、保護するのが最も難しいことがよくあります。

EMI の 4 つのカップリングメカニズム

EMI の一般的な原因を理解することは、この有害な現象に慣れるための優れた方法です。ただし、電子デバイスを EMI から保護したい場合は、電磁妨害がデバイスに侵入するさまざまな方法 (結合メカニズム) について知っておく必要があります。

結合メカニズムは、エネルギーがソースからデバイスに伝達されるさまざまなモードまたは方法です。したがって、電磁干渉のさまざまな結合メカニズムを理解することは、EMI がどのようにデバイスに侵入して循環する可能性があるかを特定するのに役立ちます。

そうすることで、どの領域をシールドする必要があるかを判断できます。これらは、デバイスを保護するために注目すべき EMI の 4 つの結合メカニズムです。

1.伝導

これは、ワイヤーやケーブルなどの物理的な導体を介した電磁波の伝達によって干渉が引き起こされる場合に発生します。異なる周波数を使用する 2 つ以上のデバイスがケーブルを介して接続され、それらが誤動作した場合に発生します。

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このタイプの EMI は、多くの場合、さまざまな電源で問題になります。

2.放射線

これは、電子機器が電波に圧倒されたときに発生します。放射 EMI は、デバイス (携帯電話など) がレーダーシステム、送電線、または通信塔の近くで使用される場合により顕著になる傾向があります。

3.容量性

この EMI カップリングは、デバイスの内部コンポーネントが放出するノイズが多すぎて、回路内の他の電気コンポーネントに干渉する場合に観察されます。容量性 EMI は、多くの場合、設計の不備や回路内のコンポーネントの誤動作の結果として発生します。これは、固有 EMI の最も一般的な結合メカニズムでもあります。

4.誘導性

この結合タイプは、2 つ以上のデバイスが近接していると、通常の動作を妨げる電界が発生するために発生します。これは、適切なシールドのないケーブルが束ねられ、デバイスに影響を与える渦電流が発生する場合によく見られます。

デバイスを EMI から保護する方法

ほとんどの電子機器には、設計によりある程度の EMI 保護がすでに組み込まれています。ただし、これはデバイスが EMI から安全であることを保証するものではありません。

デバイスの既存の EMI 保護を補完するために、まだいくつかのことができます。該当する場合は常に、次の多くを実装するようにしてください。

1. 適切なケーブルシールド

ケーブルと配線は、EMI がデバイスや機器に忍び込む一般的な経路です。シールドケーブルを使用すると、デバイスに侵入しようとする誘導性または放射性 EMI の影響を止めるか、少なくとも軽減できます。シールドケーブルは、アルミニウムの追加層で絶縁された単純なケーブルです。

2. ツイストペアケーブルを使用する

ツイストペアケーブルを使用すると、誘導 EMI がデバイスに侵入する影響を軽減できます。一対のツイストケーブルを使用すると、互いの周波数を相殺して電磁場の生成を防ぎ、EMI を低減できます。

3. 適切な距離

すべての電子機器は、大気中にある程度のノイズを放出します。これらの信号が互いに干渉しないように、それらの間に適切な距離を割り当てることが最善です。

たとえば、コンピューター、テレビ、またはルーターを、電子レンジ、インバーター、IH ストーブ、ヒーター、ラジエーターなどのノイズの多い家庭用機器の近くに置かないようにする必要があります。

4. EMI シールドテープを使用する

EMI シールドテープは、デバイスからの信号を封じ込め、他のデバイスからの外部信号をブロックするために使用される特別なテープです。これらは、特定のデバイス用の特別なシールドやケーブルにお金をかけずに、放射 EMI の着信を減らす便利な方法です。

また、放射EMIの影響を受ける可能性があると思われるデバイスまたはケーブルの任意の領域に基本的にテープで留めることができるため、迅速かつ簡単にインストールできます.

5. EMC 認定の電子機器を購入する

電磁両立性 (EMC) 認定に合格していない電子機器がまだたくさんあります。 EMC 認定の電子部品を使用することで、デバイスが設計およびテストされ、着信および発信の干渉の可能性を阻止または低減できることが保証されます。

たくさんの製品安全認証製品に描かれている特定のロゴやマークを探すことで、EMC を簡単に見つけることができます。一部の製品にはフェライトビーズのように、役に立たないように見える部品、しかしEMIを阻止するために不可欠です。

したがって、デバイス、特にテストされていないメーカーの安価なデバイスを購入する場合は、その部品をチェックして、適切なシールドと EMI 保護があるかどうかを確認する必要があります。

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EMIはあなたが思っているよりも一般的です

多くの人は、EMI はまれにしか発生しないという考えを持っています。しかし、これは真実からかけ離れたものではありません。実際、家庭内で既に EMI を経験している可能性があります。

EMI が常にデバイスの誤動作を引き起こすとは限りません。家庭の EMI は、多くの場合、デバイスのパフォーマンスに影響を与えるほど強力ではありません。影響はすぐには現れないかもしれませんが、弱いながらも絶え間ない干渉が電子機器の寿命を縮めます。