チョーク（電子機器）

電子工学において、チョークとは、回路内で直流(DC) と低周波の AC を通過させながら、高周波の交流(AC) をブロックするために使用されるインダクタです。チョークは通常、磁気コアに巻かれた絶縁ワイヤのコイルで構成されていますが、ワイヤにドーナツ型のフェライトビーズを張ったものもあります。チョークのインピーダンスは周波数とともに増加します。電気抵抗が低いため、AC と DC の両方をほとんど電力損失なく通過させますが、リアクタンスによって通過する AC の量が制限されます。

この名前は、高周波をブロック（つまり「チョーク」）し、低周波を通過させることに由来しています。これは機能的な名前です。インダクタが高周波をブロックまたはデカップリングするために使用される場合は「チョーク」という名前が使用されますが、電子フィルタまたは同調回路で使用される場合は、コンポーネントは単に「インダクタ」と呼ばれます。チョークとして使用するために設計されたインダクタは、通常、同調回路やフィルタリングアプリケーションで使用されるインダクタに必要な低損失構造（高いQ 係数）を備えていないことで区別されます。

チョークは大きく分けて 2 つのクラスに分けられます。

• オーディオ周波数チョーク -オーディオと電源ラインの周波数を遮断しながらDCを通過させるように設計されています
• 無線周波数チョーク -オーディオと DC を通過させながら無線周波数をブロックするように設計されています。

オーディオ周波数チョークは、通常、インダクタンスを高めるために強磁性コアを備えています。これらは、積層鉄心とエアギャップを備えた変圧器に似た構造であることが多いです。鉄心は、コアの一定体積に対するインダクタンスを高めます。チョークは、ラジオ受信機やアンプなどの真空管機器の整流電源の設計によく使用されていました。これらは、直流 (DC) を生成する直流モーター コントローラーでよく見られ、出力 DC の電圧リップル (AC) を除去するために大型電解コンデンサと組み合わせて使用​​されていました。チョーク出力フィルター用に設計された整流回路は、インダクタが取り外されると、DC 出力電圧が高すぎて、整流器とフィルター コンデンサに過度の突入電流とリップル電流が流れる可能性があります。ただし、リップル電流定格の高い最新の電解コンデンサと、チョークよりも多くの電源リップルを除去できる電圧レギュレーターにより、主周波数電源から重くてかさばるチョークがなくなりました。スイッチング電源では、出力から高周波スイッチング過渡現象を除去し、場合によっては主電源入力へのフィードバックを防ぐために、 小型のチョークが使用されます。小型のチョークには、トロイダル フェライト コアが付いていることがよくあります。

カーオーディオ愛好家の中には、カーオーディオ システムにチョーク コイルを使用する人もいます (具体的には、サブウーファーの配線で、増幅された信号から高周波を除去するため)。

無線周波数チョーク（RFC）には、インダクタンスと全体的な動作を向上させる鉄粉またはフェライトコアが使用されていることが多い。 ^[1]自己容量と近接効果による損失を減らすために、複雑なパターン（バスケット巻き）で巻かれていることが多い。さらに高い周波数用のチョークには、非磁性コアと低インダクタンスが使用されている。

回線からデジタル RF ノイズを除去するために使用されるチョークの最新形式は、フェライト ビーズです。これは、ワイヤにかぶせられた円筒形またはトーラス形のフェライト コアです。これらは、コンピューター ケーブルでよく見られます。

コモンモード (CM) チョークは、コモンモード信号に作用するために使用されるチョークの特殊な用途です。これらのチョークは、電源ラインなどの高電流ワイヤで頻繁に発生し、不要な動作を引き起こす可能性のある電磁干渉(EMI) や無線周波数干渉(RFI) の抑制に役立ちます。このノイズの低減は、多くの場合、コモンモード チョーク (1 つのコアに 2 つの並列コイル巻線) を使用して行われます。コモンモード チョークは、差動電流を通過させながら、両方のワイヤに影響を与える信号をブロックします。^[3]コモンモード チョークのコア内の差動モード電流によって生成される磁束は互いに打ち消し合う傾向があるため、チョークは差動モード電流に対してほとんどインピーダンスを示しません。これは、差動モード信号に対して互いに打ち消し合う等しいが反対の磁場を生成するように巻線を配置することによって実現されます。通常、これはコアが大きな差動モード電流に対して飽和しないことも意味し、最大電流定格は巻線抵抗の加熱効果によって決まります。一方、コモンモード電流は、互いに強化し合う巻線の結合インダクタンスにより、高インピーダンスの経路を形成します。

CMチョークは、ノイズや関連する電磁干渉を除去または低減するために、産業、電気、通信のアプリケーションで一般的に使用されています。^[4]

CM チョークが CM 電流を導通しているとき、巻線によって生成される磁束のほとんどは、その高い透磁率のためインダクタ コア内に閉じ込められます。この場合、CM チョークの近傍磁場放出でもある漏れ磁束は低くなります。ただし、この場合、巻線は負結合されているため、巻線を流れる DM 電流は高い近傍磁場放出を生成します。近傍磁場放出を減らすために、CM チョークにツイスト巻線構造を適用できます。

バランス型ツイスト巻線 CM チョークと従来のバランス型 2 巻線 CM チョークの違いは、巻線がコアのオープン ウィンドウの中央で相互作用することです。バランス型ツイスト巻線 CM インダクタは、CM 電流を導通しているときは、従来の CM インダクタと同じ CM インダクタンスを提供できます。DM 電流を導通しているときは、等価電流ループが空間に逆方向の磁場を生成するため、互いに打ち消し合う傾向があります。

電流がインダクタを通過し、プローブが近接場放射を測定します。電圧源として機能する信号発生器が増幅器に接続されます。増幅器の出力は、測定対象のインダクタに接続されます。インダクタを流れる電流を監視および制御するために、電流クランプ メーターが導線の周りにクランプされます。電流クランプに接続されたオシロスコープは、電流波形を測定します。プローブは空気中の磁束を測定します。プローブに接続されたスペクトル アナライザは、データを収集します。

• ラインリアクタ
• 導波管チョーク-導波管内の特定モードの伝播を強化または抑制するように設計されています。

• ウィルディ、テオドール (1981)電力技術、ISBN 978-0471077640 

• コモンモードチョーク理論