パソコンの電源ケーブルやモニターケーブルの根元にある円筒形のふくらみ。あれがフェライトコアです。電磁干渉（EMI）対策の中で最も身近な部品でありながら、「なぜノイズだけを減らせるのか」は意外と知られていません。本稿ではその仕組みと種類、選び方を整理します。
フェライトとは何か
フェライトは酸化鉄を主成分とし、マンガン・亜鉛・ニッケルなどの金属酸化物を加えて焼結したセラミック磁性体です。透磁率が高く磁束を集めやすい一方で、金属磁性体と違って電気抵抗が非常に大きいため、高周波で問題になる渦電流損失が小さく、数百kHzからGHz帯まで使えるのが特徴です。一般に、マンガン亜鉛系は透磁率が高く比較的低い周波数に、ニッケル亜鉛系は高い周波数に向いています。
なぜノイズだけを減らせるのか
ケーブルを流れる電流には、往復の線で逆向きに流れる「ディファレンシャルモード（信号や電源の電流）」と、複数の線に同じ向きで流れる「コモンモード（ノイズの主因）」があります。ケーブル全体をフェライトコアに通すと、往復で打ち消し合うディファレンシャルモード電流には磁束が生じず影響がありません。一方、同じ向きに流れるコモンモード電流にはコアがインピーダンスとして働き、ノイズ電流を抑えます。
さらに高周波域では、フェライトのインピーダンスは磁気損失に基づく抵抗成分が支配的になります。単に電流を跳ね返すのではなく、ノイズのエネルギーを熱として消費するため、共振を起こしにくく安定した抑制効果が得られます。
フェライトコアの種類
- トロイダルコア：ドーナツ形状。ケーブルを複数回巻けるため大きなインピーダンスが得られ、磁束の外部漏れも小さい形状です。
- スプリットコア（クランプコア）：二つ割りにしたコアをケースに収めたもの。既設のケーブルに後から装着できるため、現場対策の定番です。
- チップビーズ：基板に表面実装する小型部品。信号線や電源線に直列に挿入し、特定の周波数帯の高周波ノイズを抑えます。
- ロッドコア・平板コア：アンテナやインダクタの磁心、シート状のノイズ抑制材として使われます。
選定と取り付けのポイント
- 周波数特性：メーカーが公表するインピーダンス曲線を確認し、抑えたいノイズの周波数でインピーダンスが高い材質を選びます。
- 巻数：コアに複数回巻くとインピーダンスは巻数の二乗に比例して増えますが、線間の浮遊容量により高周波での効果は頭打ちになります。
- 取り付け位置：ノイズの出入口となる機器側コネクタの直近に装着するのが原則です。ケーブルの中央では効果が下がります。
- 直流重畳と飽和：大きな電源電流が片方向に流れる線に単線で使うと磁気飽和して効かなくなるため、往復線をまとめて通します。
- 効果の確認：装着前後でエミッションや近傍磁界を測定し、効果を確認します。
まとめ
フェライトコアは、コモンモードノイズだけに損失を与えるという原理によって、信号を妨げずにEMIを抑える部品です。適合試験で規格値をわずかに超えたときの最終手段としてだけでなく、設計初期からケーブルの引き回しやコネクタ配置と一体で計画すると効果を最大化できます。
