日本ケミコン株式会社

1. 鉄損となる抵抗分、浮遊容量の取得

下図のように、1次側、2次側の巻線の両端を接続してインピーダンスアナライザに接続し、インピーダンスを測定します。
コモンモードチョークコイルの等価回路構築(理論)のSTEP1にある、C,R,Loを求めます。

2. 漏れインダクタンスの周波数特性

次のように片側（2次側）の巻線をショートさせ1次側の巻線をインピーダンスアナライザに接続し、漏れインダクタンス値Lℓeakを測定します。 コモンモードチョークコイルの等価回路構築(理論)のSTEP2にあるLℓeakを求めます。 下図は実際のインピーダンス特性を示しています。理想的なインダクタンスのインピーダンスは無限の周波数まで周波数に比例した特性を示しますが、実際にはある周波数よりインピーダンスが低下していることがわかります。 これは、巻線の浮遊容量による高周波インピーダンス低下を示しています。また漏れインダクタンスと巻線の浮遊容量により33MHz付近に反共振点が発生しています。

3. 配線の直流抵抗

2次側を開放した状態で、1次側コイルの両端をmΩメータで直流抵抗分を測定します。 コモンモードチョークコイルの等価回路構築(理論)のSTEP3にあるDCRを求めます。

4. コモンモードインピーダンスの考察

鉄損となる抵抗分、巻線容量、漏れインダクタンスの存在により、下記インピーダンスの周波数特性は、周波数により支配的な成分が推測できます。

5. 結合係数kの設定方法

コモンモードチョークコイルの等価回路構築(理論)のSTEP2により、漏れインダクタンスLℓeakから結合係数kは、以下の式で示されます。

Ls

: 2次側コイルSHORT時の1次側コイルから測定したインダクタンス

Lo

: 1回路分のインダクタンス(漏れインダクタンスを含む)

漏れインダクタンスLℓeakは周波数特性を持つため、注意が必要です。また、結合係数kは下図の周波数特性を持ちます。最適な結合係数kを求めるためには、周波数特性が安定している周波数（たとえば）100kHzまでの漏れインダクタンスの値を使用する必要があります。

結合係数kは、コモンモードチョークコイルの特性把握に最重要なパラメータとなります。

6. LDFL002302LS-V0Eの等価回路完成

7. 実測とシミュレーション比較

上記の等価回路モデルでのシミュレーションと実測のコモンモードインピーダンスを比較すると下記のようにほぼ一致する結果となりました。

8. 等価回路モデル検証まとめ

コモンモードチョークコイル等価回路の構築について、鉄損となる抵抗分、巻線容量、漏れインダクタンスの存在及び、その数値を正確に取得することで実用に耐える回路モデル構築ができます。