コモンモードチョークの原理
ここでは、コモンモードチョークの機能と動作、および不要な干渉を低減する方法について考察してみましょう。
差動干渉
まず、差動干渉について考えてみます。差動干渉では、デバイス内で、ライン側からの信号伝送に対して、ニュートラル側からそれと等しい電流のリターンが発生します。あなたのライン（またはトップサイド）からニュートラル（ボトムサイド）を通して戻って来る信号はすべて、クロスキャンセルをする必要があります。信号が等しくキャンセルされれば、差動モードの不要なノイズは発生しないことになります。このような伝送がバランスよくキャンセルされないと、差動ノイズの発生があります。
コモンモードノイズ
コモンモードノイズが存在する環境では、両方の入力側（ラインとニュートラル）から同時にノイズが入り、同時に出ていきますが、アースグランドにカップリングして戻ってきます。したいことは、不要なノイズを捕捉し、伝送されないようにアースグランドにカップリングさせないことです。そのためには、ラインとニュートラルの両方の信号電流を捕らえ、磁性体コアなどのデバイスを通して熱として消費させる必要があります。 コモンモードチョークとは、ライン巻線とニュートラル巻線を1つのコアに巻いたものです。
コモンモードノイズ（干渉パターンや不要なノイズ）を低減するために電流補償型チョークを使用する場合、不要なノイズを打ち消しすためにノイズの周波数帯域で高いインピーダンスが必要です。このスライドでは、青い線がコモンモードの抑圧レベルに、下方の赤の破線は差動モードの抑圧レベルに対応しています。コモンモードチョークでありながら、広い周波数範囲で差動モードも抑圧しています。そこに描かれている黒いバーも見てください。それは例えば送信信号の周波数です。
ある周波数で「信号」とも呼ばれるデータキャリアを送信するシナリオを考えてみましょう。さて、この周波数の周辺にノイズもある場合、ノイズ（不要な周波数成分）を除去しつつ、信号を歪ませないようにしなくてはいけません。通常、ノイズはコモンモードノイズとなるため、不要なノイズの周波数成分を下げる（除去しないまでも）解決策として、その周波数帯で高インピーダンスとなるコモンモードチョークを使用することになります。適切なコモンモードチョークを使用すれば、ノイズは減少しますが、必要な信号には影響を与えません。
コモンモードチョークと単一チョークの比較
大きなコモンモードインピーダンスが欲しいときはあっても、差動インピーダンスはほとんど欲しくないでしょう。上図の2つのチョークの比較表を見てください。差動モード抑制のための単一チョークと、コモンモード抑制のための電流補償型（またはコモンモードチョーク）とは、かなりの違いがあります。この2つの部品の大きな違いは、コモンモードチョークでは、2つの巻線または複数の巻線（つまり3線以上の巻線）があることです。ラインキャリアも4つ持つことができますが、すべての巻線は共通のコアにあります。
コモンモードチョークでは、コア材によって巻線が結合された状態に保たれます。これに対し、単一チョークや単巻インダクタは、1つのコアに1つの巻線があるだけです。これはコモンモードインピーダンスの違いを示した図です。当然ながら、コモンモードチョークは、不要なコモンモードノイズを抑制するために、大きなコモンモードインピーダンスを持つことになります。通信や信号のアプリケーションでは、コモンモードチョークで非常に低い差動ノイズ抑圧レベルを持っていることが有益です。コモンモードチョークといえども、そこには差動モードインピーダンスも存在します。信号を歪ませないためには、差動抑圧が送信信号の周波数で行われないことが重要です。
この記事の情報およびメディアは、Würth Elektronikからの提供です。
適用品番
| メーカー品番 | 商品概要 | シリーズ |
|---|---|---|
| 748030024 | WE-CCMF SMT CERAMIC COMMON MODE | WE-CCMF |
| 784231181 | WE-CNSA SMT COMMON MODE LINE FIL | WE-CNSA |
| 744869161393 | WE-FCLP COMMON MODE POWER LINE C | WE-FCLP |
| 784231371 | WE-CNSA SMT COMMON MODE LINE FIL | WE-CNSA |
| 7448228002 | WE-CMB HC COMMON MODE POWER LINE | WE-CMB |
| 744842816 | WE-CMB NIZN COMMON MODE POWER LI | WE-CMB |
| 744869161104 | WE-FCLP COMMON MODE POWER LINE C | WE-FCLP |
| 784231061 | WE-CNSA SMT COMMON MODE LINE FIL | WE-CNSA |
| 744869161473 | WE-FCLP COMMON MODE POWER LINE C | WE-FCLP |
| 784231091 | WE-CNSA SMT COMMON MODE LINE FIL | WE-CNSA |
| 744869161103 | WE-FCLP COMMON MODE POWER LINE C | WE-FCLP |
| 7448226404 | WE-CMB HC COMMON MODE POWER LINE | WE-CMB |
| 784231121 | WE-CNSA SMT COMMON MODE LINE FIL | WE-CNSA |
| 744869161063 | WE-FCLP COMMON MODE POWER LINE C | WE-FCLP |
| 784231261 | WE-CNSA SMT COMMON MODE LINE FIL | WE-CNSA |
| 744842632 | WE-CMB NIZN COMMON MODE POWER LI | WE-CMB |
| 748032455 | WE-CCMF SMT CERAMIC COMMON MODE | WE-CCMF |
| 744869161683 | WE-FCLP COMMON MODE POWER LINE C | WE-FCLP |
| 744223 | CMC 500UH 1A 2LN 3.3KOHM SMD | WE-SL2 |
| 7448041801 | CMC 1.5MH 18A 2LN TH | WE-CMBNC |
| 7446631007 | CMC 6.8MH 1.4A 2LN SMD | WE-LF |
| 744226S | CMC 10UH 1.6A 2LN 920 OHM SMD | WE-SL2 |
| 7448012501 | CMC 1MH 2.5A 2LN TH | WE-CMBNC |
| 744230450 | CMC 650MA 2LN 45 OHM SMD | WE-CNSW |
| 744841210 | CMC 100UH 1.5A 2LN TH | WE-CMB |