電磁両立性（EMC）は、LEDスイッチング電源が市場に投入されるための「必須条件」であり、CEやFCC、CCCなどの各種認証試験に合格する必要があります。しかし業界では、PCB設計の不備によってEMC試験を通過できないケースが約35％とされ、放射ノイズや伝導ノイズが限度値を超えることで、企業は度重なる再試験-改修を迫られ、開発期間が2?3カ月、改修コストが数万元規模で増加することも少なくありません。

多くの企業は「フィルタを追加すれば解決できる」と誤解しがちですが、実際にはPCB設計こそEMC抑制の最重要要素です。PCBGOGOはEMC関連認証を取得したPCBメーカーとして、「シールド＋フィルタ＋接地」を組み合わせた高信頼設計を実践し、LED電源のEMC適合を強力に支援しています。本稿では、企業実務の視点からLEDスイッチング電源におけるEMC適合の基本と、PCB設計で押さえるべき要点をわかりやすく解説します。

1．LEDスイッチング電源とEMC適合の関係

1.1 EMCの主要規格

LEDスイッチング電源のPCBは、以下の国際-国内規格に基づき設計する必要があります。

• 放射妨害：30MHz?1GHzの範囲で40dBμV/m以下（Class B、家庭用に適用）

• 伝導妨害：150kHz?30MHzの範囲で46dBμV以下（電源端子）

• 静電気耐性：接触放電±6kV、気中放電±8kV、恒久的な故障がないこと

代表的な規格として、GB/T 17743-2017、IEC 61000-6-3が挙げられます。

1.2 PCB設計がEMCに影響する理由

PCBは電磁エネルギーが流れる主要経路であり、レイアウトや接地手法のミスがそのまま電磁干渉源になることがあります。

• レイアウトの問題：大電流ラインが制御ラインに近いと、電磁結合を起こし放射ノイズが増加

• 接地不良：複数の接地ループは「アンテナ」となりノイズを増幅

• フィルタ配置の誤り：入力端子から離れていると伝導ノイズ抑制効果が低下

• シールド不足：高周波信号が外部へ直接放射

PCBGOGOでは、設計段階でEMC対策を組み込むことで、EMC試験合格率を98％以上に向上させています。

1.3 PCBGOGOによるEMC最適化支援

PCBGOGOは、シールド構造や最適なレイアウト、専用フィルタ配置エリアの設計が可能で、高精度LDI露光や高均一エッチング技術により、信号線幅の精度を保証します。また、自社EMC試験環境にて放射-伝導ノイズの確認も可能です。

2．LEDスイッチング電源のためのPCB EMC設計：5つの実践ポイント

2.1 分割レイアウト：ノイズ源と敏感回路を物理的に隔離

• 機能ブロックの分割：電源入力部（ノイズ源）、電力変換部（強干渉部）、制御信号部（高感度）の3領域に分割し、それぞれの間隔を5mm以上確保

• ノイズ源の集中配置：MOSFET、トランス、整流ブリッジなどは入力部または変換部へまとめる

2.2 接地設計：ノイズを逃さない「クリーンなGND」

• 接地プレーン：多層基板では2oz以上の大面積GNDプレーンを設け、インピーダンスを低減

• 単点接地：電源GND、信号GND、シールドGNDを分離し、最終的に一点で合流させる

• 接地ラインの最適化：敏感信号の接地は3cm以内、太く短く設計し結合を防止

2.3 シールド設計：高周波ノイズの外部漏洩を防ぐ

• シールドウォール：電力変換部の周囲へ幅2mm、銅厚2ozのシールドウォールを配置

• シールドビア：5mm間隔でGNDビアを並べ、ファラデーケージ構造を形成

• 高周波ライン対策：PWMや高速信号は差動対設計、またはGNDガードラインで内蔵シールド化

2.4 フィルタ設計：伝導ノイズへの直接アプローチ

• EMIフィルタ：入力端子直近に配置し、入力側と負荷側のパターンが交差しないよう設計

• デカップリング：ICの電源ピンから5mm以内に0.1μF＋10μFを配置

• 吸収フィルタ：MOSFETの両端にRCスナバ、トランス間にYコンデンサを配置して共模ノイズを低減

2.5 配線最適化：不要なアンテナ効果を排除

• ライン長：大電流ラインは短く太く、高周波ラインは10cm以下

• ライン間隔：ノイズ源と制御ラインの間隔は線幅の3倍以上、電源ラインとは5mm以上

• PCBGOGOの工法：高精度エッチングによりラインエッジの乱れを抑え、不要放射を低減

3．まとめ：EMCは「設計初期からの対策」が成功の鍵

LEDスイッチング電源におけるEMC適合は、後付けフィルタではなく設計段階での根本対策が重要です。
特に以下の3点が成功率を大きく左右します。

1. 設計初期からEMC要件を考慮し、問題が起きる前に対策する

2. DFMツール（PCBGOGOの無料解析など）を活用し、潜在的なEMCリスクを事前に排除する

3. EMC設計経験を持つPCBメーカーと連携し、最適なレイアウトや構造を採用する

PCBGOGOは、EMC適合に向けたPCB設計-試作-量産まで一貫して対応可能で、無料試作や24時間急行製造により開発スピードを大幅に向上させます。今後もEMC最適化技術を進化させ、企業のグローバル市場進出を支援していきます。