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コモンモードチョークコイルを使用したLCノイズフィルタ効果(コモンモード)

コモンモードチョークコイルを使用したノイズフィルタの実測とシミュレーション比較のフィルタ回路で、コモンモードノイズの減衰効果を確認するには、下記のような結線を行います。

ここで、Xコンデンサと負荷抵抗(Load)については、コモンモードの場合では信号ラインに相当するHi側とLo側で位相関係が同位相となるためHi側とLo側の電位差が生じません。このため、Xコンデンサおよび負荷抵抗への電流は流れないため、下記のように省略できます。

また、自己インダクタンスYコンデンサからなるフィルタの特性インピーダンスZ0は、以下の式のようになります。
このため、信号源の出力インピーダンスを揃える必要があります。LDFL002302LS-V0Eの場合、下記の回路定数でSPICEシミュレーションを実施します。Yコンデンサは1μFのセラミックコンデンサを使用し、7素子のSPICEモデルを作成しました。
 
等価回路の各成分 回路 数値(入力値)
浮遊容量 C 2.1pF
鉄損(磁性体のロス) R 11.6kΩ
自己インダクタンス L 15.0mH
結合係数 k 0.9996333
銅損(電線のロス) DCR 30mΩ
ダミー抵抗 Rd 1GΩ
出力抵抗 R-Out 87Ω
【LDFL002302LS-V0Eでの回路定数】


コモンモードの場合、コモンモードコイルの自己インダクタンスとYコンデンサによりローパフィルタが形成されます。カットオフ周波数Fcは以下の式で表せます。
以上より、LDFL002302LS-V0E1μFのセミックコンデンサを組んだ場合の実測値とSPICEシミュレーションの比較結果を示します。下記グラフの通り、減衰特性はほぼ-40dB/Dec.であり、実測とシミュレーションでよく一致していることが確認できます。
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