コモンモードチョークとその応用についての簡単な紹介

この記事では、ハンブル コモン モード チョークの基本とその応用について説明します。

チョークは、電子回路で使用される電力磁気部品です。 これは、回路内の高周波交流 (AC) をブロックし、より低い周波数または直流 (DC) の通過を許可するために使用されるインダクタです。 チョークは通常、磁気コアの周りに巻かれた絶縁ワイヤで構成されます。

この名前は突然生まれたものではありません。チョーキングとは、高周波をブロックし、低周波を許可することを指します。 デバイスがブロッキングに使用されている場合、それはチョークと呼ばれます。 ただし、デバイスがフィルタまたは LC 回路で使用される場合は、単にインダクタと呼ばれます。

チョークには、オーディオ周波数チョーク (AFC) と無線周波数チョーク (RFC) の 2 つの異なるタイプがあります。 AFC は、DC の通過を許可しながら、オーディオと電力線の周波数を特にブロックするように設計されています。 一方、RFC は、DC とオーディオの通過を許可しながら、無線周波数のみをブロックするように設計されています。

コモンモードチョークは、電源ラインからの電磁妨害（EMI）や無線周波数インターフェース（RFI）の防止、電子機器の誤動作の防止に役立ちます。

チョークとは何かを理解したところで、理解を深めるためにいくつかの応用例を説明します。 自動車側に目を向けると、コントローラー エリア ネットワーク (CAN) バスはコモン モード チョークを利用しています。 CAN バスは、ホスト コンピューターなしでマイクロコントローラーやその他のデバイスが相互に通信できるようにするデバイスです。 CAN システムを設計する場合、信頼性の向上と製品のサイズの縮小に努めるだけでなく、多数の EMI (電磁妨害) および ESD (静電気放電) 規格を満たす必要があります。 コモンモードチョークは、EMI および ESD 干渉からバスを保護できます。

あちこちにある USB ケーブルの多くを見ると、ケーブルのコネクタのピンに向かってチョークがあるのがわかります。 電子回路の高周波ノイズを抑制するために使用されるチョークです。 このタイプのチョークは、フェライト チョークまたはフェライト ビーズと呼ばれます。 コモンモードチョークは、PCのIEEE1394ライン、LCDパネルのパネルリンク、高速ラインの信号に影響を与えるコモンモードノイズの対策など、産業、電子、通信アプリケーションなどのさまざまな業界で使用できます。

チョークが事故や閉鎖の防止にどのように役立つかを示す実際の例は、シンガポールのサークル ラインです。 回線に大規模な混乱が発生し、大幅な遅延が発生したため、陸運局（LTA）は電気通信会社に対し、信号干渉の原因を特定するため、回線沿いのモバイルネットワークへのアクセスを数時間無効にするよう指示した。 SMRT は現在、鉄道路線全体にネットワークを運営しており、電車の遅延が発生する可能性があると通勤客に伝えています。 無人列車は今後、さらなる遅延を防ぐためにオペレーターが運転する必要がある。

したがって、問題は、この鉄道システムに何が起こったのか、SMRT と LTA がどのようにして問題の根本に到達し、さらなる遅延の発生を防ぐことができるのかということです。

サークル ラインでは、架空電源ではなく第三レールから電力を供給する Urbalis 通信ベース列車制御 (CBTC) を使用する Alstom Metropolis C830 列車が使用されています。 列車に搭載されたこの CBTC システムは、線路全体で列車の移動を正確かつスムーズに実行し、最終的にはオペレータの有無にかかわらず、列車をより長時間およびより高速で運行できるようにします。 RF テクノロジーに関する限り、列車は 2.4 GHz および 5.8 GHz 帯域範囲で動作する堅牢な IEEE 802.11b/g 標準を使用しています。

9月3日の時点で、SMRTとLTAは、環状線トンネル内で列車の信号システムと同じ動作周波数範囲内の信号干渉があり、それが問題の根源であると提案した。 この妨害信号により、列車と線路間の通信が切断された可能性があります。 以下は、Urbalis 無線 CBTC システムがどのように機能するかを示しています。