技术讲座：LED灯泡的噪声对策

　　图10：LED灯泡的传导噪声对策示例

　　本图为LED灯泡的传导噪声对策示例。通过在差模扼流圈外侧配置X电容器，减小了L1和L2的传导噪声，其大小也基本相同。
　　与LED吊灯一样，来验证一下各元件抑制噪声的效果。首先，①在L1中追加了差模扼流圈（3mH），将X电容配置在该线圈的外侧，这样L1和L2的噪声都减小了。L1和L2的噪声大小也基本相同。
　　对LED灯泡来说，这就是有效的对策了。不过，我们又试着②在L1和L2中分别配备了差模扼流圈，这样一来，与LED吊灯一样，1MHz频率的共模噪声增大了。估计是因为安装两个差模扼流圈后，共模路径的电感和噪声电流流过路径的共模电容发生了串联共振。
　　如上所述，抑制噪声的效果会因噪声电流流过路径的电容和电感与噪声对策元件之间的相互作用而大幅变化。
　　片式磁珠对策
　　LED灯泡将从2012年7月开始成为《电气用品安全法》的适用对象，因此本文还要介绍一下辐射噪声的对策。此次，在差模扼流圈外侧配置X电容的情况下，首先测量了LED灯泡的辐射噪声（图11）。结果显示，在大频带范围内都产生了辐射噪声，尤其是在100M～200MHz频带，远远超过了CISPR15的规定值。

　　

　　图11：LED灯泡的辐射噪声对策示例

　　LED灯泡的辐射噪声对策采用片式铁氧体磁珠。该磁珠的位置不同，辐射噪声的抑制效果也不同。
　　在辐射噪声对策方面，为抑制共模辐射噪声，采用了片式铁氧体磁珠。由于只在L1侧安装该磁珠无法降低辐射噪声，因此①在L1和L2两条电源线中都安装了铁氧体片式磁珠。这样虽然降低了辐射噪声，但仍然大于规定值。
　　因此，我们改变了片式铁氧体磁珠的配置。具体而言，②将安装于X电容外侧的磁珠移动到了X电容内侧。由此进一步降低了辐射噪声，这次降到了规定值以下。也就是说，抑制辐射噪声的效果因X电容和片式铁氧体磁珠的位置不同而有所不同。
　　最佳配置因灯泡而异
　　抑制辐射噪声的最佳元件配置因LED灯泡而异。在其他LED灯泡中，尽管采取了获得出色结果的图11的②那样的配置，即在X电容内侧配置片式铁氧体磁珠，但并未获得同样出色的效果。所以又将片式铁氧体磁珠安装到X电容外侧，此时，辐射噪声降到了规定值以下（图12）。也就是说，对于每一个LED灯泡而言，即便使用相同的噪声对策元件，其效果也是不同的。

　　

　　图12：根据LED灯泡改变元件配置

　　不同的LED灯泡，抑制辐射噪声的最佳元件配置不尽相同。例如，必须调整X电容和片式铁氧体磁珠的位置关系。
　　所以，必须根据噪声对策元件与其他元件的位置关系以及LED灯泡的性能参数，来改变噪声对策元件的选择和安装位置等。在开发现场需要反复确认噪声对策元件的效果，然后根据确认结果改变元件的种类和配置。因此，为提高元件配置自由度，提前考虑图案设计也是减轻EMC对策负荷的方法。
　　此次连同EMC的基本内容一起，介绍了照明器具的传导噪声和辐射噪声的对策。文中介绍的方法只是一部分。今后，为实现更出色的电磁噪声对策，我们将继续进行各种对策元件的开发以及对策方法的提案等。
   （全文完，特约撰稿人：中岛 克明：太阳诱电电子部件事业本部事业策划管理部；床波 诚：太阳诱电开发研究所EMC中心；井狩 英孝：太阳诱电电子部件事业本部销售策划部）