EMC試験とは?規格とEMI試験対策

EMC試験は、電子機器の設計および製造プロセスにおける重要なステップです。FDA、FCC、ISOなど、さまざまな規制当局や認証機関が、電子機器から放出されるエミッションに特定の制限を設けています。EMC（電磁両立性）規制は、電子機器が他の機器の動作を妨げないことや、他の電磁波が干渉した際には設計通りに動作しないことを保証し、電気・電子機器を使用する人により高い信頼性と安全性を提供します。EMCコンプライアンス試験の不合格は罰金や製品リコールにつながる可能性があります。

そのため、EMC試験の前に、潜在的なEMC、特にEMIの問題を発見できる機器を購入することは、投資に値すると言えます。

EMIとEMCは非常によく似ていますが、両者にはいくつかの違いがあります。

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EMIとは？

EMIとは電磁干渉のことで、電磁エネルギーが電子機器の動作を妨害することによって発生します。RFI（無線周波数干渉）と呼ばれることもあります。EMIの発生源は、スイッチング電源やパソコンなどの他の電気機器などの人工的なものから、雷雨や太陽放射、あるいは宇宙雑音などの自然発生的なものまであります。

EMCとは？

EMC（電磁両立性）とは、他の電子機器やEMIの発生源がある環境において、それらの機器に影響を与えることなく、意図したとおりに動作する機器の能力のことです。他の機器やシステムに悪影響を与えるほど電磁環境に影響を及ぼさない機器をEMC適合品と言います。

EMC試験とは？

EMC試験とは、機器の電磁両立性を評価する試験です。多くの企業が、EMIやEMCの国内・国際規制への適合を確認するために、専門の試験施設のサービスを採用しています。しかし、EMC試験には費用がかかります。そのため、たとえ製品が不合格になるとしても、社内でEMCプリコンプライアンス・テストを実施する企業が少なくありません。また、高度なラボがあれば、自社内でEMCコンプライアンス・テストを行うことも可能です。

EMC試験は、一一般的にEMS試験とEMI試験の2つに分類されます。

EMC試験の種類（EMS試験とEMI試験）

電子機器がEMC試験所に提出された際に、試験所が実施するEMC試験には多くの種類があります。一般的には、EMC試験はEMS試験（イミュニティ試験）とEMI試験（エミッション試験）の2つに分類されます。

EMS試験（イミュニティ試験）

EMS試験とは、被測定物（DUTまたはEUTとも呼ばれる）にRFエネルギーを照射し、その環境下でDUT/EUTが正常に動作するかどうかを判定するプロセスです。

EMI試験（エミッション試験）

EMI試験とは、DUT/EUTのRFエミッション（放射および伝導の両方）を測定し、そのエミッションレベルが適切な規格で定義された制限を超えないかどうかを判断するプロセスです。EMI試験には、放射エミッション試験と伝導エミッション試験の両方が含まれます。

放射エミッション

放射エミッションとは、電子機器から意図的または非意図的に放出される電磁エネルギーのことです。放射試験は、DUTまたはEUTから発せられる放射が適用される制限に適合していることを確認するために実施されます。

伝導エミッション

伝導エミッションとは、機器から電源コードへ電磁エネルギーが結合することです。放射エミッションと同様に、電子機器からの伝導エミッションの許容値は、異なる規制機関によって管理されています。エミッションレベルが該当する許容値以下であることを確認するためにテストが実施されます。

EMC試験の用途と規格

EMC試験は製品開発プロセスの一部であり、ほとんどの市場でテストが義務付けられています。すべての電子機器がEMC試験の対象となりますが、EMC試験の代表的な用途と機器や装置が満たすべき規格を以下に示します。

EMC試験所

EMC適合試験は、機器の製造前にオフサイトで行われるのが一般的です。オープンサイト（OATS: Open-air test sites）はほとんどの規格で使用されている標準的な場所です。特に、大型機器システムのエミッション試験に有効です。しかし、物理的なプロトタイプのRFテストは、屋内の専用の無響室で行われることが多くなっています。無響室の他にも、残響室、ギガヘルツ横波電磁セル（GTEMセル）などがあります。

EMC試験手順と平均合格率

プリコンプライアンス・テストを考慮しない場合、約50％の製品が最初のEMC試験に合格しています。そのため、合格の可能性を高めるためには、機器がテストされる過程と規格を理解することが不可欠です。

1. 基準を知る

   EMCコンプライアンス試験は、最長で2週間かかることがあります。試験予約ができるまでの時間を含むと、さらに時間がかかります。また、1回の提出で最大約250万円の費用がかかります。EMC対応に失敗すると、設計変更に高額な費用がかかったり、製品発売の遅延を招く可能性もあります。また、プリコンプライアンス・テストを考慮しない場合、50％近くの製品が最初のEMC試験に不合格となるため、試験所への訪問を繰り返すことになり、時間の経過とともにコストが倍増していく可能性があります。

2. EMCプリコンプライアンス・テストの実施

   EMCコンプライアンス試験は、最長で2週間かかることがあります。試験予約ができるまでの時間を含むと、さらに時間がかかります。また、1回の提出で最大約250万円の費用がかかります。EMC対応に失敗すると、設計変更に高額な費用がかかったり、製品発売の遅延を招く可能性もあります。また、プリコンプライアンス・テストを考慮しない場合、50％近くの製品が最初のEMC試験に不合格となるため、試験所への訪問を繰り返すことになり、時間の経過とともにコストが倍増していく可能性があります。

3. EMC試験所の検索

   プリコンプライアンス・テストを経て、問題なくテストに合格した製品は、EMC試験所による正式な認定を受ける必要があります。認定された試験所はEMC試験のゴールドスタンダードです。認定された試験所を選ぶことは、製品が市場に出る準備ができていることを保証するために、絶対ではありませんが、常に推奨されています。ただし、「認証」認可手続きに該当する機器など、FCC認定試験所による認証が必要な場合もあります。

EMC試験に合格する方法

テクトロニクスのEMI/EMCプリコンプライアンス・テストは、製品がEMC試験に合格するための迅速で手頃な方法です。開発初期段階で、EMCに配慮した設計技術と診断技術を組み合わせて、外部および内部干渉の影響を受けにくい製品を構築します。開発サイクルの後半では、プリコンプライアンス・テストにより、コンプライアンス上の問題を発見し、EMC試験初回での合格確率を向上させます。

さらに、プリコンプライアンス・テストには以下のようなメリットもあります。

1. エラーを早期に発見し、潜在的な問題を解決する
2. 試験や設計のコストを削減する
3. プロジェクトがよりアジャイルになる
4. 失敗のリスクを減らし、コンプライアンス遵守を確実にする
5. 設計や開発の過不足に対処する

テクトロニクスのEMI/EMCプリコンプライアンス・テストのセットアップとEMC試験所の比較について、こちらの動画をぜひご覧ください。