太線コイルのメリット

■太線コイルのメリット
現実のコイルには必ず寄生容量が存在します。
トロイダルコイルに太い導線を巻く事は難しい為、大電流を流したい時には、
細い線を並列に巻く事が一般的でした。(写真左)
ところがこれは寄生容量(線間容量)増加の原因になります。
同じ線断面積の太線一本で巻いた場合(写真右)、寄生容量が減少します。
▶寄生容量が減少すると 寄生容量が減少すると ▶周波数特性が改善します。
▶電力効率が改善します。
▶ノイズが減少します。
■寄生容量が減少
例えば、φ1.6㎜×3本の導線を、φ2.8㎜×1本にすると、線間容量が低減します。
φ1.6㎜
1.6㎜×3本×28T
Φ2.8㎜
2.8㎜×1本×28T
■周波数特性が改善
周波数特性が改善
自己共振周波数が大幅に上がりました。換算される線間容量は半減しています。
φ1.6㎜
1.6㎜×3本×28T
共振周波数
= 3.27MHz
3.27MHz
寄生容量
= 19.7pF
Φ2.8㎜
2.8㎜×1本×28T
共振周波数
= 4.47MHz
4.47MHz
寄生容量
= 10.58pF
■電力効率が改善
電力効率が改善
容量が半減と言っても、たったの20pF→10pF
どの程度影響するのかシミュレーションしてみました。
(フリーのSPICEシミュレーションLTSpice使用)
結果、94.8%→94.9% 違いはたったの0.1%、、、
この0.1%を多いとするか少ないとするかは回路条件次第?
さて、結果で大きな違いは L1→R3→C4 と流れるピーク電流です。
寄生容量を通してスパイク電流がコンデンサに流れ込んでいるようです。
L1 Parallel Capacitance = 19.7pF
L1 Parallel Capacitance= 10.58pF
■ノイズが減少
ノイズが減少
コイルの寄生容量を通して流れているスパイク電流に大きな違いがでています。
L1 Parallel Capacitance = 19.7pF
(φ1.6㎜
1.6㎜×3本×28T)
28T)
L2 Parallel Capacitance= 10.58pF
(Φ2.8㎜
2.8㎜×1本×28T) 太線コイル
28T) 太線コイル
コイルの流れる電流をフーリエ変換してみました。
製品のノイズレベルに影響する事が予想されます。
L1 Parallel Capacitance = 19.7pF
(φ1.6㎜
1.6㎜×3本×28T)
28T)
L2 Parallel Capacitance= 10.58pF
(Φ2.8㎜
2.8㎜×1本×28T) 太線コイル
28T) 太線コイル