コモンモードインダクタを設計する際に考慮する必要のある要素は何ですか？

ほとんどの電磁干渉フィルターは、コモンモードインダクターを使用する必要があります。 コモンモードインダクタは広い周波数範囲で高インピーダンスを持っているため、高周波スイッチング電源から発生する高周波ノイズを抑えることができます。 設計時に考慮する必要のある要素は何ですか？

コモンモードインダクタの設計に必要な基本的なパラメータは、入力電流、インピーダンス、および周波数です。 入力電流によって、巻線導体のサイズが決まります。 線径の計算には、一般的に1平方センチメートルあたり400アンペアの計算値が使用されますが、インダクタの許容温度上昇に応じて他の計算値が使用される場合があります。 ほとんどの場合、一本撚り線が使用されます。これは、最も安価であるだけでなく、高周波表皮効果による銅損がノイズの低減に役立つためです。

インダクタのインピーダンスは通常、特定の周波数で最小値を取ります。 このインピーダンスはラインインピーダンスと直列に接続され、目的のノイズ減衰を実現します。 残念ながら、ラインインピーダンスはほとんど不明であるため、設計者は50Ωのラインインピーダンス安定化ネットワーク（LISN）を使用してフィルターをテストすることがよくあります。 これはフィルターの性能をテストするための標準的な方法になりましたが、コーナー周波数を超えて各オクターブで-6dBずつ減衰が増加すると、実際のワンステップフィルターになる可能性があります。 コーナー周波数は一般に、誘導性リアクタンスをインピーダンスの主要部分にするのに十分低いため、インダクタンスは次の式で計算できます：Ls=Xs /2πf。

インダクタンスを知った後、残りの設計作業は、磁気コアと材料を選択し、巻数を計算することです。

設計の最初のステップは、多くの場合、磁気コアのサイズを選択することです。 設計にサイズ要件がある場合、磁気コアが巻線後もこれらの要件を満たすことができる限り、満たすことができる最大サイズの磁気コアを選択する必要があります。 サイズ制限がない場合は、コアサイズを自由に選択できます。

次に、コアに巻くのに必要な最大巻数を計算します。 これは通常、単層であり、それぞれが磁気コアの一端に巻かれ、互いに分離されています。 二層巻線や積層巻線も使用される場合がありますが、これら2種類の巻線は巻線の分布容量を増加させるため、インダクタの高周波性能が低下します。

線径は線電流で決定されているため、磁気コアの内径から線半径を引いた値から内周を算出することができます。 各巻線が占める内周の長さを、ワイヤの直径と絶縁体の厚さで割って、最大巻数を計算します。 最大巻数を計算した後、次のステップは材料を選択し、インダクタンスを決定することです。 材料の選択は、動作温度、周波数範囲、コストなどの多くの要因に基づいています。 ただし、最初に選択したコアサイズを確認する必要があります。販売後に、他の要因を考慮することができます。 したがって、適切な透磁率を持つ材料を選択してから、インダクタンスを計算します。

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