回路設計において、市販の標準的な共通モードチョークが要求仕様を満たさない場合、製品のカスタマイズが必要になります。これにより、 コモンモードチョーク 電磁妨害（EMI）抑制、構造配置、その他の仕様に関する回路のニーズを満たすことができます。共通モードチョークをカスタマイズする際には、実際の使用状況や必要な性能パラメータに基づいて適切な材料および製品構造を選定する必要があります。設計エンジニアにとって、これらの要件を明確に定義することは極めて重要な第一歩です。
1.共通モードチョークの定義
まず、共通モードチョークとは何かを明確にしましょう。
定義: 共通モードチョーク（コモンモードチョーク）は、単一の閉鎖磁心に同じ巻数で逆方向に巻かれた2つのコイルから構成されます。この素子は共通モードノイズに対して非常に高いインピーダンスを示し、共通モード干渉を抑制することができます。一方で、差動モード信号に対しては非常に低いインピーダンスを持つため、目的の信号をほとんど妨げることなく通過させます。
原則 右ねじの法則によれば、共通モード電流が巻線を流れるとき、2つのコイルによって発生する磁場は互いに強め合います（図1）。これにより、素子全体として高インピーダンスを示し、干渉信号が減衰します。差動モード電流が流れる場合、発生する2つの磁場は等しく逆向きになるため、互いに打ち消し合います（図2）。これにより、目的の電流信号が影響を受けずに通過できます。この理由から、共通モードチョークは回路内で共通モード干渉を抑えるために使用されます。
図1：共通モード電流が流れるとき、磁界は互いに強め合う
図2：差動モード電流が流れるとき、磁界は互いに打ち消し合う
2.共通モードチョークの主なカテゴリ
共通モードチョークは、その用途に基づいて以下の2つの主要カテゴリに分類できる： 信号線用共通モードチョーク と 電源線用共通モードチョーク .
以下は、共通モードチョークに関する公式ウェブサイト上の標準的な製品分類および対応する製品モデルである。 コダカ ページはここからアクセス可能である：
https://www.codaca.com/Productsctr_Common-Mode-Choke.html
図3：信号線用共通モードチョーク
図4：電源ライン用共通モードインダクタ
パラメータの解説：
Codaca CPSQ1515L-203 共模インダクタを例に取ります。 例：
表1：CPSQ1515L-203 共模チョークの特性パラメータ
① インダクタンス：同じ周波数および寄生容量条件下では、インダクタンスが大きいほどインピーダンスが高くなります。
② インピーダンス：インピーダンスが高いほど、より優れたフィルタリング性能を発揮します。インピーダンスの値は周波数によって異なります。
図5：CPSQ1515L-203 共模チョークのインピーダンスと周波数の特性曲線
③ 直流抵抗（DCR）：直流条件下でインダクタに現れる抵抗。一般的に、DCRは低いほど望ましいです。
④ 定格電流：インダクタが過熱せずに連続して流すことのできる最大電流。
⑤ 定格電圧：回路が正常に動作するように設計された電圧定格。
⑥ ヒーポット（耐圧）：巻線の間またはターン間で、所定の期間内に破壊が発生しないように巻線が耐えられる電圧。
⑦ 使用温度範囲：部品が信頼性を持って動作可能な温度範囲。
3. 共通モードチョークカスタマイズの6つのステップ
標準製品では顧客のニーズを満たせない場合、共通モードチョークのカスタマイズが必要になります。共通モードチョークの定義、原理およびパラメータについて明確にした上で、次に顧客に適した製品をどのようにカスタマイズするかについて説明します。
ステップ1：顧客要件の明確化
使用シナリオ分析： 共通モードチョークの使用ケースについて包括的な分析を行います。これには、特定の用途（必要な製品グレード—自動車用または産業用—を決定する）、動作電圧、電流、動作周波数が含まれます。これらの要因は、共通モードチョークの設計および選定に直接影響を与えます。
ステップ2：特性パラメータの決定
インダクタンス: インダクタンスは、共通モードチョークの最も重要な性能パラメータの一つであり、その応用に直接影響します。必要なインダクタンスは、特定の使用例に基づいて決定する必要があります。
フィルタ回路における共通モードチョークの最小必要インダクタンスを計算する式は以下の通りです（寄生容量は無視）。
どこに 
は周波数における必要なインピーダンス値です 
.
阻力: 共通モードチョークが共通モードノイズを抑制する能力は、そのインピーダンスと密接に関連しています。望ましいフィルタリング効果に基づいて適切なインピーダンス値を決定する必要があります。
ステップ3：適切な材料と製品構造を選択する
コア材料： コアはコイルの磁気透磁率を高めるために使用され、巻線内部の磁気誘導強度を増加させることでインダクタンス値を向上させます。通常、高透磁率フェライト、アモルファス、ナノ結晶材料など、磁気透磁率の高い材料が選ばれます。コア材料の選定はインダクタの性能に直接影響し、適切な材料を選ぶことで製品の小型化にも貢献できます。
コイル材料： コイルは通常、銅線で巻かれています。巻数および線径は、必要なインダクタンスおよび実効電流値に基づいて設計されます。
インダクタンスを計算する式は次の通りです：
μ 0真空の透磁率
μ e コアの相対透磁率
A e コアの有効断面積
l e コアの有効磁路長
N コイルの巻数
式から分かるように、製品の小型化を実現するためには、より高い磁気透磁率を持つコアを使用してコア体積を小さくすることを検討できます。
構造設計 顧客の回路基板の空間配置に基づき、垂直または水平の製品構造を合理的に設計し、スルーホールまたは表面実装パッケージタイプを選択して、チョークコイルが正しく実装できるようにします。
ステップ4：安全規格の参照
IEC 60664-1や顧客の内部規格などの安全規格を参照してください。
ステップ5：環境要因の検討
動作環境はインダクタの電気的性能にも影響を与えます。共通モードチョークをカスタマイズする際には、温度、湿度、冷却方法などの環境要因を考慮し、実際の使用環境で安定して動作することを確認してください。
ステップ6：性能試験と最適化
カスタマイズ後は、インダクタンスやインピーダンスなどのパラメータを含む性能試験を共通モードチョークに対して実施する必要があります。試験結果が要求を満たさない場合は、アプリケーションのニーズを満たすまで設計を最適化しなければなりません。
4.まとめ
要約すると、適切な共通モードチョークをカスタマイズするには、顧客のアプリケーション要件、材料および構造、性能パラメータ、安全要件、環境要因、および性能試験と最適化など、複数の要素を包括的に検討する必要があります。科学的な分析と合理的な設計を通じてのみ、カスタム共通モードチョークが実際のアプリケーション要求を満たすことを確実にできます。
Codaca ElectronicsのR&Dチームは、共通モードチョークのカスタム開発において豊富な経験を有しています。私たちは、異なる顧客のアプリケーションシナリオに迅速に対応した製品ソリューションを提供できます。ご相談や詳細情報につきましては、お気軽にお問い合わせください。
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