(57)【要約】【課題】測定装置自体の影響を考慮して妨害波の有効電力を精度良く測定する。【解決手段】妨害波電力測定装置は、測定対象である被測定装置からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させる電源インピーダンス安定手段と、被測定装置が発する妨害波が重畳される電源線についてのコモンモード電圧を測定する電圧測定手段と、電源線についてのコモンモード電流を測定する電流測定手段と、コモンモード電圧およびコモンモード電流の測定時における、妨害波の位相を変化させる電圧測定手段および電流測定手段の影響に関する補正情報を用いて、コモンモード電圧の値および前記コモンモード電流の値を補正する補正手段と、補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、妨害波の電力を算出する算出手段と、を備える。【選択図】図１
2018025511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である被測定装置からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させる電源インピーダンス安定手段と、
前記被測定装置が発する妨害波が重畳される電源線についてのコモンモード電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電源線についてのコモンモード電流を測定する電流測定手段と、
前記コモンモード電圧および前記コモンモード電流の測定時における、前記妨害波の位相を変化させる前記電圧測定手段および前記電流測定手段の影響に関する補正情報を用いて、前記コモンモード電圧の値および前記コモンモード電流の値を補正する補正手段と、
補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、前記妨害波の電力を算出する算出手段と
を具備する、妨害波電力測定装置。
【請求項２】
前記補正情報を記憶する補正情報記憶手段をさらに具備する、請求項１に記載の妨害波電力測定装置。
【請求項３】
測定対象である被測定装置からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させる過程と、
前記被測定装置が発する妨害波が重畳される電源線についてのコモンモード電圧を測定する過程と、
前記電源線についてのコモンモード電流を測定する過程と、
前記コモンモード電圧および前記コモンモード電流の測定時における、前記妨害波の位相を変化させる前記コモンモード電圧および前記コモンモード電流を測定する過程の影響に関する補正情報を用いて、前記コモンモード電圧の値および前記コモンモード電流の値を補正する過程と、
補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、前記妨害波の電力を算出する過程と
を具備する、妨害波電力測定方法。
【請求項４】
前記補正情報を記憶する過程をさらに具備する、請求項３に記載の妨害波電力測定方法。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の妨害波電力測定装置の前記各手段として実行させるための、妨害波電力測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気・電子機器が発する妨害波を測定および評価するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータや通信装置などの電気・電子機器から発する妨害波を測定するエミッション試験が知られている。係るエミッション試験は、電気・電子機器からその他の機器への影響を評価することを目的とし、電気・電子機器の電源線から放出される妨害波を測定する伝導性エミッション試験や、電気・電子機器から空中へ放射される妨害波を計測する放射性エミッション試験がある。これらエミッション試験の方法は、ＩＥＣやＣＩＳＰＲなどの国際規格において規定されている。
【０００３】
前述の伝導性エミッション試験では、電源インピーダンス安定化回路網（Line Impedance Stabilization Network; LISN）を用いて、妨害波の電圧の周波数スペクトル測定が行われ、測定した振幅を評価している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、妨害源の発生メカニズムや被害装置への伝搬・結合メカニズムの解明には、妨害源のノイズモデルを構築する必要がある。実環境を模擬した妨害波のノイズモデル構築には、伝導妨害波の有効電力を測定・評価する必要がある。しかしながら、電圧・電流の同時測定による電力計算時に、測定装置自体の影響による振幅・位相のばらつきが生じてしまうことがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Radio disturbance and immunity measuring apparatus - Ancillary equipment -Conducted disturbances”, CISPR 16-1-2 ed1.2, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、測定装置自体の影響を考慮して妨害波の有効電力を精度良く測定する妨害波電力測定装置、方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、妨害波電力測定装置が、測定対象である被測定装置からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させる電源インピーダンス安定手段と、被測定装置が発する妨害波が重畳される電源線についてのコモンモード電圧を測定する電圧測定手段と、電源線についてのコモンモード電流を測定する電流測定手段と、コモンモード電圧およびコモンモード電流の測定時における、妨害波の位相を変化させる電圧測定手段および電流測定手段の影響に関する補正情報を用いて、コモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を補正する補正手段と、補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、妨害波の電力を算出する算出手段と、を備えるようにしたものである。
【０００８】
この発明の第２の態様は、上記第１の態様において、補正情報を記憶する補正情報記憶手段をさらに備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の第１の態様によれば、被測定装置からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させ、当該被測定装置が発する妨害波が重畳される電源線についてのコモンモード電圧およびコモンモード電流を測定する。そして、コモンモード電圧およびコモンモード電流の測定時における、妨害波の位相を変化させる電圧測定手段および電流測定手段の影響に関する補正情報を用いて、コモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を補正し、補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、妨害波の電力を算出するようにしている。
【００１０】
従って、妨害波の位相を変化させる電圧測定手段および電流測定手段の影響を考慮して妨害波の有効電力を測定することができるため、実環境を模擬した妨害波のノイズモデル構築に利用することができる。
【００１１】
すなわちこの発明によれば、妨害波の有効電力を精度良く測定する妨害波電力測定装置、方法、およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態に係る妨害波電力測定装置を含む測定系を例示する図。
【図２】図１の妨害波電力測定装置の動作を例示するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
［一実施形態］  
（構成）  
図１おいて、この発明の一実施形態に係る妨害波電力測定装置１００と、妨害波電力測定装置１００にそれぞれ接続される被測定装置１および対向装置２とを含む測定系が例示される。妨害波電力測定装置１００は、被測定装置１と対向装置２とを接続する電源線Ｌ１，Ｌ２の任意の位置に接続される。被測定装置１および対向装置２は、電源線Ｌ１，Ｌ２とは別に共通接地線Ｌ３が接続されている。尚、被測定装置１は、パーソナルコンピュータや通信装置などの妨害波を発する電気・電子機器に相当する。また、対向装置２は、電源装置や負荷などに相当する。
【００１４】
妨害波電力測定装置１００は、被測定装置１が発する妨害波の電力を測定する。妨害波は、電源線Ｌ１，Ｌ２を介して、被測定装置１から対向装置２へと伝わる。妨害波電力測定装置１００は、電源線Ｌ１，Ｌ２についての電圧および電流を測定し、測定した電圧値および電流値を補正し、補正した電圧値および電流値を用いて妨害波の電力を算出する。
【００１５】
妨害波電力測定装置１００は、電源インピーダンス安定部１１０と、電圧測定部１２０と、電流測定部１３０と、補正情報記憶部１４０と、データ処理部１５０とを含む。また、データ処理部１５０は、補正部１５１と、算出部１５２とを含む。
【００１６】
電源インピーダンス安定部１１０は、被測定装置１からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定化させる。
【００１７】
電圧測定部１２０は、被測定装置１が発する妨害波が重畳される電源線Ｌ１，Ｌ２についてのコモンモード電圧を測定する。電圧測定部１２０は、測定したコモンモード電圧をデータ処理部１５０へと出力する。
【００１８】
電源インピーダンス安定部１１０および電圧測定部１２０を合わせたものは、ＬＩＳＮに相当する。ＬＩＳＮの内部回路は、例えば抵抗、インダクタ、およびコンデンサで構成されたフィルタ回路である。ＬＩＳＮは、対向装置２のインピーダンスが異なっていても、同じ条件で電圧を測定することができる。
【００１９】
電流測定部１３０は、被測定装置１が発する妨害波が重畳される電源線Ｌ１，Ｌ２についてのコモンモード電流を測定する。電流測定部１３０は、例えば電流プローブに相当する。電流測定部１３０は、測定したコモンモード電流の値をデータ処理部１５０へと出力する。
【００２０】
補正情報記憶部１４０は、コモンモード電圧およびコモンモード電流の測定時における、妨害波の位相を変化させる電圧測定部１２０および電流測定部１３０の影響に関する補正情報を記憶する。尚、補正情報は、例えば電圧プローブおよび電流プローブをオシロスコープに接続し、電圧および電流の振幅および位相を取得すればよい。
【００２１】
データ処理部１５０は、電圧測定部１２０からコモンモード電圧の値を受け取り、電流測定部１３０からコモンモード電流の値を受け取る。さらに、データ処理部１５０は、補正情報記憶部１４０から補正情報を受け取る。
【００２２】
補正部１５１は、データ処理部１５０が受け取った補正情報を用いて、コモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を補正する。具体的には、補正部１５１は、コモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値から、補正情報によって妨害波の位相情報を補正する。
【００２３】
算出部１５２は、補正部１５１によって補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、妨害波の電力を算出する。尚、妨害波の電力を算出する方法は、後述される。
【００２４】
（動作）  
次に、以上のように構成された妨害波電力測定装置１００の動作を説明する。図２は、例えば妨害波電力測定装置１００が備える制御部（図示せず）の指示による処理手順と処理内容とを示すフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ２０１において、電源インピーダンス安定部１１０が、被測定装置１からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させる。
【００２６】
ステップＳ２０２において、電圧測定部１２０が、被測定装置１が発する妨害波のコモンモード電圧を測定する。
【００２７】
ステップＳ２０３において、電流測定部１３０が、被測定装置１が発する妨害波のコモンモード電流を測定する。
【００２８】
ステップＳ２０４において、補正部１５１が、補正情報記憶部１４０に記憶されている電圧測定部１２０および電流測定部１３０がそれぞれ有する測定誤差を示す補正情報を用いて、ステップＳ２０２，Ｓ２０３によって測定したコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値をそれぞれ補正する。
【００２９】
ステップＳ２０５において、算出部１５２が、補正部１５１によって補正したコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、妨害波の電力を算出する。
【００３０】
（妨害波電力の算出方法）  
補正部１５１によって補正されたコモンモード電圧の振幅・位相の値をそれぞれＶc，θvとし、コモンモード電流の振幅・位相を補正した値をＩc, θiとしたとき、フェーザ形式の電圧Ｖ, 電流Ｉ，および位相差θは以下の数式（１）〜（３）のように表すことができる。
【００３１】
【数１】
2018025511.tif 000003
【００３２】
【数２】
2018025511.tif 000004
【００３３】
【数３】
2018025511.tif 000005
【００３４】
また、コモンモード皮相電力Ｓは、有効電力をＰ、無効電力をＱとすると、以下の数式（４）で求めることができる。
【００３５】
【数４】
2018025511.tif 000006
【００３６】
上記数式（４）の有効電力Ｐは、コモンモード皮相電力Ｓのうち、実効的に消費される成分である。これをノイズとして考えた場合には、実際に妨害波として内外に影響を及ぼしうることが予想できる。一方、無効電力Ｑは、コモンモード皮相電力Ｓのうち、蓄積と放出が繰り返される成分であり、実効的には消費されない成分ととらえられる。すなわち、無効電力Ｑが妨害波として内外に及ぼす実効的な影響は小さいと考えることができる。これより、有効電力Ｐのデータを用いることで、実環境を模擬した妨害源のノイズモデル構築が可能となることがわかる。
【００３７】
電圧Ｖ、電流Ｉの複素共役をそれぞれＶ*、Ｉ*とし、有効電力Ｐおよび無効電力Ｑの遅れを正とすると、以下の数式（５），（６）で示される関係式で結びつけられる。
【００３８】
【数５】
2018025511.tif 000007
【００３９】
【数６】
2018025511.tif 000008
【００４０】
上記数式（５），（６）を変換し、上記数式（１），（２）を代入すると、有効電力Ｐおよび無効電力Ｑは以下のように表すことができる。
【００４１】
【数７】
2018025511.tif 000009
【００４２】
【数８】
2018025511.tif 000010
【００４３】
以上により、測定した電圧、電流の振幅・位相から、有効電力Ｐを計算することができる。このとき、測定装置の振幅・位相の影響は既に補正はされているため、計算結果の再現性は高い。
【００４４】
（実施形態の効果）  
以上詳述したように一実施形態では、被測定装置からみた電源インピーダンスを所定の特性で安定させ、当該被測定装置が発する妨害波が重畳される電源線についてのコモンモード電圧およびコモンモード電流を測定する。そして、コモンモード電圧およびコモンモード電流の測定時における、妨害波の位相を変化させる電圧測定手段および電流測定手段の影響に関する補正情報を用いて、コモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を補正し、補正されたコモンモード電圧の値およびコモンモード電流の値を用いて、妨害波の電力を算出するようにしている。
【００４５】
従って、妨害波の位相を変化させる電圧測定手段および電流測定手段の影響を考慮して妨害波の有効電力を測定することができるため、実環境を模擬した妨害波のノイズモデル構築に利用することができる。即ち、測定装置自体の影響を考慮して妨害波の有効電力を測定することができる。
【００４６】
［他の実施形態］  
前記一実施形態では、妨害波の位相を変化させる電圧測定部１２０および電流測定部１３０の影響に関する補正情報を既知の情報として補正情報記憶部１４０が記憶していたが、妨害波電力測定装置１００が補正情報を取得してもよい。例えば、データ処理部１５０が、電圧測定部１２０および電流測定部１３０に対して補正情報の取得を指示し、取得した補正情報を補正情報記憶部１４０へと記憶してもよい。
【００４７】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…被測定装置、２…対向装置、１００…妨害波電力測定装置、１１０…電源インピーダンス安定部、１２０…電圧測定部、１３０…電流測定部、１４０…補正情報記憶部、１５０…データ処理部、１５１…補正部、１５２…算出部、Ｌ１，Ｌ２…電源線、Ｌ３…共通接地線。
【図１】
2018025511.tif 000011
【図２】
2018025511.tif 000012