チョークコイルとは何か?

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チョークコイルって何のためについてんねんって思わん?だって、ただ線をグルグル巻いただけやもん。
 
でもな、チョークコイルも一応役に立っとるんやで。

 
ども!最近カレーにハマっているamasawaです!

 
せっかく作った回路なのに、ノイズの影響で思うようにいかないなんてことありませんか?

 
今回の記事では、ノイズ除去の手段の一つであるチョークコイルについてどんな役割をしているのか説明したいと思います!

 

チョークコイルはノイズ除去に使われている!

チョーク(choke)は直訳すると「ふさぐ」という意味があります。名前の通り、何かを防ぐためのコイルがチョークコイルです!

 
チョークコイルは、インダクタの「周波数が高いほどインピーダンスが増加する」性質を利用した部品です。

 
$$
X_{L} = jωL
$$

 
この式より、高周波はインピーダンスが増加して電流がカットされ、低周波はインピーダンスが低いので電流が流れるローパスフィルタの役割をするものをチョークコイルと言います。

 
この特徴を生かして、ノイズである高周波の電流を除去しています。

 
周波数に対してのインピーダンスを大きくするため、チョークコイルのインダクタンスは大きい値にして、高周波の電流を通さないようにしています。

 
インダクタンス値は、カットしたい周波数によって変えていて、自己インダクタンスを大きくしたい場合は、コイルを巻く材質を変えたりしています。

 
チョークコイルは主な用途として、電源回路の平滑用に使われることが多く、高周波ノイズや変動成分の除去に使われることが多いです。

 
コイルの形状には、アキシャル抵抗型、ドーナツ柄、円柱型などがあります。

 

2つの伝導モード

伝導ノイズは「ディファレンシャルモード(ノーマルモード)」と「コモンモード」の2つに分類されるため、コイルの選定にはそれぞれの伝導モードに合わせた部品選定を行う必要があります。

 

ディファレンシャルモード(ノーマルモード)

電源電流と同じ経路でノイズが発生するモードのことをディファレンシャルモード、またはノーマルモードといいます。

 
電源ラインでノイズが発生し、別の回路を通るので、電流の流れ方が行き帰りで異なる経路を通ります。

 
行きと帰りで向きが逆になるので、デファレンシャルモードといいます。

 

コモンモード

回路と大地の間にある浮遊容量を介してできた伝導ルートを経由して、電源ラインに戻ってくるノイズのこと。

 
コモンモードチョークコイルは、コモンモードとディファレンシャルモードのノイズを区別して、コモンモードにノイズだけ除去するコイルとなっています。

 
もし、コモンモードチョークコイルにディファレンシャルモードノイズが流れると、発生した時速は打ち消しあいます。

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