ちょっと、そこ！フィルターインダクターのサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたコンポーネントについてかなりの議論をしてきました。よく出てくる質問の 1 つは、「フィルタ インダクタの等価回路は何ですか?」というものです。さて、早速詳しく見ていきましょう。
まず、フィルタインダクタが何をするのかを理解しましょう。簡単に言うと、フィルター インダクターは、電気信号から不要な周波数をフィルターで取り除くために使用されます。それはクラブの用心棒のようなもので、「良い」周波数だけを通し、「悪い」周波数を締め出します。これは、電源からオーディオ システムに至るまで、多くの電子アプリケーションにおいて非常に重要です。
さて、等価回路です。理想的なフィルタ インダクタは、純粋なインダクタンス (L) として表すことができます。しかし現実の世界では、物事はそれほど単純ではありません。実際のフィルタ インダクタには、等価回路にいくつかの追加要素があります。
フィルタ インダクタの最も基本的な等価回路には、理想インダクタ (L)、直列抵抗 (Rs)、および並列容量 (Cp) が含まれます。直列抵抗 (Rs) は、インダクタを巻くために使用されるワイヤの抵抗を表します。すべてのワイヤにはある程度の抵抗があり、この抵抗により熱の形で電力損失が発生する可能性があります。したがって、フィルタインダクタを含む回路を設計する際には、これを考慮することが重要です。
並列容量 (Cp) は、インダクタの巻線間の容量によって決まります。ワイヤをコイルに巻くと、隣接する巻線の間に少量の静電容量が発生します。この静電容量は、特に高周波において、インダクタの性能に影響を与える可能性があります。
これらの要素がどのように相互作用するかについてもう少し詳しく説明しましょう。直列抵抗 (Rs) は、インダクタの品質係数 (Q) に影響します。品質係数は、インダクタがどの程度「優れている」かを示す尺度です。 Q 値が高いほど、電力損失が少なく、パフォーマンスが向上します。品質係数の式は Q = ωL/Rs です。ここで、ω は角周波数です。したがって、抵抗 (Rs) が増加すると、品質係数は減少します。
並列容量 (Cp) はインダクタと共振回路を形成します。共振周波数では、等価回路のインピーダンスは、回路構成に応じて最大値または最小値に達します。この共振周波数は、不要な発振や信号の歪みを引き起こす可能性があるため、一部のアプリケーションでは問題を引き起こす可能性があります。
ここで、さまざまな種類のフィルタ インダクタと、それらの等価回路がどのように変化するかを見てみましょう。
降圧インダクタ
あ降圧インダクタ電圧を降圧する DC-DC コンバータの一種である降圧コンバータで一般的に使用されます。降圧コンバータでは、スイッチが閉じているときにインダクタがエネルギーを蓄積し、スイッチが開いているときにエネルギーを放出します。降圧インダクタの等価回路は、一般的なフィルタ インダクタの等価回路と似ていますが、コンポーネントの値は異なる場合があります。たとえば、降圧インダクタは比較的大きな電流を処理することが多いため、電力損失を最小限に抑えるために直列抵抗 (Rs) を可能な限り低くする必要があります。
コイルインダクタ
コイルインダクタさまざまな形やサイズがあります。それらは空芯であっても磁気コアを備えていてもよい。使用されるコアの種類は等価回路に大きな影響を与える可能性があります。たとえば、磁気コアを備えたインダクタは、同じサイズの空芯インダクタと比較して、より高いインダクタンス値を持ちます。また、磁気コアにより追加の損失が発生する可能性があり、これは等価回路の等価抵抗で表されます。
トロイダルインダクタ
トロイダルインダクタインダクタンスが高く、電磁干渉 (EMI) が低いことで知られています。トロイダル形状は、インダクタ内の磁界を封じ込めるのに役立ち、EMI を低減します。等価回路の観点から見ると、トロイダル インダクタは、コンパクトで対称的な設計のため、通常、並列容量 (Cp) が比較的低くなります。このため、高周波用途に適しています。
では、なぜフィルタインダクタの等価回路を理解することがそれほど重要なのでしょうか?まあ、回路設計に役立ちます。等価回路を知ることで、エンジニアは回路内でインダクタがどのように動作するかを正確に予測できます。さまざまな周波数での電力損失、共振周波数、インピーダンスを計算できます。この情報は、回路全体のパフォーマンスを最適化するために非常に重要です。
フィルタインダクタのサプライヤーとして、私はアプリケーションごとに異なるタイプのインダクタが必要であることを知っています。小規模なオーディオ プロジェクトに取り組んでいる場合でも、大規模な電源システムに取り組んでいる場合でも、適切なフィルタ インダクタを選択することが重要です。そして、等価回路を理解することが、その選択を行う第一歩となります。
フィルタ インダクタを市場にてお求めの場合は、プロジェクトに最適なものを見つけるお手伝いをさせていただきます。特定のタイプのインダクタが必要な場合でも、等価回路について質問がある場合でも、私がお手伝いいたします。ご連絡いただければ、お客様の要件についての話し合いを開始いたします。
結論として、フィルタ インダクタの等価回路は、理想的なインダクタ、直列抵抗、並列容量の組み合わせです。降圧インダクタ、コイル・インダクタ、トロイダル・インダクタなど、さまざまなタイプのフィルタ・インダクタには、設計や用途に応じて等価回路が異なります。これらの等価回路を理解することが、回路設計を成功させる鍵となります。
参考文献
- グローバー、FW (1946)。インダクタンスの計算: 実際の公式と表。ドーバー出版。
- フェデラル州ターマン (1955 年)。電子および無線工学。マグロウ - ヒル。