磁性材料の複素透磁率を考慮した単相コモンモードィンダクタの回路シミュレーションモデル

摘要

本稿では，パーミアンス-キャパシタンスアナロジに基づいた単相CMIの回路シミュレーションモデルを提案した。提案モデルは，各磁性材料が有する複素透磁率の周波数依存性を，磁気回路部の複素パーミアンスによって模擬している。加えて，卷線間に生じる浮遊容量および各相の漏れインダクタンスをモデルに組み込むことで，CMのみならずDMも同時にシミュレーションすることができる。また，モデルは単相CMIの幾何学的形状を反映しているため，各部に生じる浮遊成分に対する直観的な理解が容易である。本稿では，実際に単相CMIを製作し，それらのインピーダンスの測定結果と，構築したモデルのシミュレーション結果を比較した。比較結果より，浮遊成分を適切にモデリングすることで，提案モデルが単相CMIのCMおよびDMインピーダンスを1 kHzから100 MHzまでの幅広い周波数に渡って再現できることを確認した。また，提案モデルは，複素透磁率の周波数依存性を考慮しているため，MnZnフェライトの寸法共鳴に起因するインピーダンス減少も再現できる。今後の課題としては，CMIに生じる浮遊容量および漏れインダクタンスの推定法についての検討が挙げられる。