コモンモードノイズに有効な対策~チョーク・コイル~

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コモンモードノイズに有効な対策~チョーク・コイル~

品質解析若手担当者の中嶌です。

前回説明した人工ノイズには大きく分けて、
①伝導ノイズ②放射ノイズに分類されます。

①伝導ノイズとは、信号線や電源線を伝わるノイズ
②放射ノイズとは、空間を伝搬し伝わるノイズ

です。この①伝道ノイズはさらに以下の2種類に分類されます。

1.コモンモードノイズ
ノイズ源が信号源に対して直列に加わり、信号ラインを通して負荷に伝達されるノイズ
2.ノーマルモードノイズ
信号ラインと接地間にノイズ源が存在し、2本の信号ラインに伝達されるノイズ

私は、試験をする際にはいつもどっちがどっちやったっけ?とこんがらがります。なのでざーっくり
コモンモードは、コモン=共通つまり、負荷である供試品とノイズ源が共通のアース。
ノーマルモードは、信号線と供試品のアースは共通ではない。

として覚えています。

【コモンモードノイズの問題】
コモンモードノイズは、アースが共通のため、小さなノイズ電流でも、アースを伝って、大きなループを描いて広がります。つまり、システム間のノイズとなって周辺機器に悪影響を及ぼすため大きな問題となることが多いですし、どこがノイズ源なのかわかりにくいためシビアなノイズ対策が必要です。

【コモンモードノイズの対策】
そこで、コモンモードノイズの有効な対策の一つである、コモンモード・チョークコイルの紹介をします。

引用:村田製作所 http://www.murata.com/ja-jp/about/newsroom/tech/ta14c1
チョークコイルの構造は上のような図です。
簡単に説明すると逆位相の信号(赤い電流)は通し、同位相の電流(青色の電流)を通さない構造です。同じ向きに流れようとする電流は、中にあるフェライトコアで次回を発生させてインダクタンスとなり、高い周波数の電流を通しにくくなります。
コモンモードノイズでは、アースが共通のため、信号線に同相の電流が流れます。
コモンモード・チョークコイルは、逆位相の電流成分はそのまま通過させ、同位相の成分のみ、内部のフェライトコアで磁界を発生させ、インダクタンスによってインピーダンスを発生させ、減衰させてくれるという、とてもよい機能を持っています。
「信号成分は減衰させたくない!でもノイズは減らしたい。。。」
という設計の方にはもってこいの部品だと思います。
【補足】
コモンモードチョークコイルですが、MHz帯域のノイズには有効です。
しかし、数kHzのノイズに作用させるには一般に1mH以上のインダクタンスが必要です。
分かりやすくいうと、コイルの巻き数を増やさないといけません。
しかし!コイルの巻き数を増やすという事はそれだけコイルの導線の配線距離
が長くなります。
何が言いたいかというと、配線間の寄生容量によって高い周波数成分が通過してしまうので注意が必要なのです。(配線がコンデンサになるわけですね。)
ではまた次回 


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