コモンモードチョークの仕組み

コモンモードチョークの機能と動作、そして不要な干渉を低減する仕組みについて見てみましょう。

微分干渉

まず、差動干渉について考察します。差動干渉では、デバイスを通して、ライン側から伝送される信号は、ニュートラル側で均等に戻ってくるはずです。ライン（または上側）からニュートラル側（下側）に戻ってくる信号は、相互に打ち消し合うはずです。つまり、差動モードでは、均等に信号が打ち消されれば、不要なノイズは発生しません。このような伝送が平衡を保って打ち消されない場合、差動ノイズが発生します。

コモンモードノイズ

コモンモードノイズが発生する状況では、入力側（ライン側とニュートラル側）の両方から同時にノイズが流入し、同時に流出しますが、同時にアースグランドにカップリングバックします。必要なのは、不要なノイズを捕捉し、それが伝送されてアースグランドにカップリングバックするのを防ぐことです。そのためには、ライン側とニュートラル側の両方の信号電流を捕捉し、磁気コアなどの共通のデバイスを通して熱として燃焼させる必要があります。コモンモードチョークは、ライン側とニュートラル側の両方の巻線が単一のコアに巻かれたものです。

電流補償チョークを使用してコモンモードノイズ（干渉パターンまたは不要ノイズ）を低減する場合、不要な周波数で高いインピーダンスを実現することで、不要なノイズを減衰させる必要があります。このスライドでは、青い線がコモンモード抑制効果です。下の赤い破線は差動モード抑制効果です。コモンモードチョークでありながら、様々な周波数レベルで差動モード抑制効果も発揮します。黒いバーも描かれていますが、これは例えば伝送周波数です。

ある周波数で、必要なデータキャリア（いわゆる「信号」）を送信するシナリオを考えてみましょう。この周波数の周辺にノイズが存在する場合、ノイズ（不要な周波数）を除去しつつ、信号を歪ませないようにする必要があります。通常、ノイズはコモンモードノイズであるため、不要なノイズ周波数を低減する（あるいは除去する）には、高インピーダンスで不要な周波数のみを遮断するコモンモードチョークを使用することになります。適切なコモンモードチョークを使用すれば、ノイズは低減しますが、必要な信号には影響を与えません。

コモンモードチョークとシングルチョーク

コモンモードインピーダンスは必要だが、差動モードインピーダンスはごくわずかしか必要としないという場合があります。コモンモードチョークの様々な部品の比較をご覧ください。差動モード抑制用のシングルチョークと、コモンモード抑制用の電流補償型（コモンモードチョーク）には大きな違いがあります。この2つの部品の主な違いは、コモンモードチョークには2つの巻線と複数の巻線があり、3線以上の巻線を使用できることです。4線キャリアも使用できますが、すべての巻線は共通のコア上に配置されています。

コモンモードチョークでは、コア材料が巻線を互いに結合した状態に保ちます。対照的に、シングルチョークまたは単巻線インダクタでは、1つのコアに1つの巻線しかありません。これは、コモンモードインピーダンスの違いを示すグラフです。明らかに、コモンモードチョークは、不要なコモンモードノイズを抑制するためにコモンモードインピーダンスを持っています。通信または信号アプリケーションの場合、コモンモードチョークでの差動ノイズ抑制が非常に低いことが有利です。コモンモードチョークについて話していますが、すべてのコモンモードチョークには、差動モードインピーダンスもあります。信号を歪ませないように、差動抑制が送信信号周波数にないことが重要です。