LANトランスがEMIを抑制し、CE/FCC規格に適合する方法

EMCおよびコンプライアンスエンジニアが、ますます厳格化する電磁エミッション規格に対応し続ける中、イーサネットポートは依然として最も重要な懸念事項の1つです。よく設計されたLANトランス—特にPoE対応システムでは—EMI性能に大きな影響を与え、コモンモードノイズ抑制を改善し、CEおよびFCC Class A/B認証に合格する可能性を高めることができます。この記事では、LANトランス、ディスクリート磁気部品、PoE磁気部品が、検証済みの用語と権威ある技術的概念によって裏付けられ、EMCの堅牢性にどのように貢献しているかを概説します。

コモンモード除去：EMCコンプライアンスのコア要件EMC対策設計におけるLANトランスの役割の理解

LAN（イーサネット）トランスは、PHYとRJ45インターフェース間の重要な電気的機能を提供し、ガルバニック絶縁、インピーダンス整合、高周波信号結合などを行います。EMCに焦点を当てた設計では、トランスの磁気トポロジー、寄生バランス、コモンモードチョーク（CMC）の動作が、デバイスの放射および伝導エミッションプロファイルに直接影響します。高品質のLANトランス（専門サプライヤーのディスクリート磁気トランスやPoE LANトランスなど）は、最適化されたインダクタンス、漏れ制御、およびバランスの取れた巻線構造で設計されています。これらの特性は、イーサネットベースのシステムにおけるコモンモード動作、EMI抑制、およびコンプライアンス対応に直接影響します。

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コモンモード除去：EMCコンプライアンスのコア要件1. 絶縁とグランドループノイズの低減

LANトランスは通常、

1500～2250 Vrmsのガルバニック絶縁を提供し、グランドループ電流を制限し、サージ誘起コモンモードノイズが感度の高いPHY回路に到達するのを防ぎます。この絶縁は、イーサネット機器における最も一般的なEMI伝搬経路の1つを減らし、30～300 MHzの放射帯域全体でよりクリーンなエミッションプロファイルに貢献します。2. EMIを低減するための寄生パラメータの制御

トランスの設計（励磁インダクタンス、漏れインダクタンス、巻線間容量など）は、差動モード信号を不要なコモンモード電流からどれだけ効果的に分離できるかに影響します。バランスの取れた寄生要素は、差動エネルギーがRJ45ケーブルに容易に結合し、放射する可能性のあるコモンモードエミッションに変換されるモード変換を低減します。

3. EMIに最適化されたレイアウトの実践

磁気部品だけではEMCコンプライアンスを保証することはできません。PCB設計も同様に重要な役割を果たします。ベストプラクティスには以下が含まれます。

トランスとRJ45コネクタ間の短く、インピーダンス制御された配線

• スタブと非対称配線の回避
• PHYおよび磁気部品ベンダーのガイドラインに従った適切なセンタータップ終端
• これらの対策は、コモンモードバランスを維持し、ケーブル伝送エミッションを低減します。

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コモンモード除去：EMCコンプライアンスのコア要件コモンモードチョークがフィルタリングを強化する方法

多くのLANトランスは、

コモンモードチョークを内蔵して、同相ノイズ電流を抑制します。差動イーサネット信号は最小限のインピーダンスで通過し、コモンモードノイズは高いインピーダンスに遭遇し、ケーブルに到達する前に減衰します。これは、非PoEおよびPoEイーサネットシステムの両方でエミッションを制御するために重要です。EMCエンジニア向けの主要な性能指標

OCL（開放回路インダクタンス）：

• OCLが高いほど、低周波コモンモードインピーダンスが強くなります。CMRR（コモンモード除去比）：
• トランスが差動信号と不要なコモンモードノイズをどれだけ効果的に区別できるかを示します。DCバイアス下での飽和性能：
• 電力とノイズを同時に伝送し、磁気コアの飽和なしにフィルタリングする必要があるPoE LANトランスにとって不可欠です。高ノイズ環境向けのPoE LANトランス

PoE LANトランスは、絶縁、電力伝送能力、およびCMC機能を単一の構造に組み合わせています。その設計は、PoE用のDC供給をサポートしながら、バランスの取れた磁気動作を維持して、モード変換を防ぎ、一貫したEMI抑制を保証します。

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結論イーサネットポートがEMC障害を引き起こす理由

イーサネットポートは、プレコンプライアンスおよび認証テストで最も一般的な障害ポイントの1つです。PHYからの伝導エミッションはケーブルペアに結合し、放射エミッションはケーブルを効果的なアンテナに変える可能性があります。高性能磁気部品は、絶縁、インピーダンス制御、およびコモンモード減衰を通じて、これらの問題を直接的に軽減します。

LANトランスが認証の成功をサポートする方法

伝導エミッション制御：

• コモンモードチョークは、LANケーブルを介して伝送される低周波ノイズを抑制します。放射エミッションの低減：
• バランスの取れた巻線と最小限の寄生容量は、30～200 MHz帯域でのモード変換とエミッションピークを低減します。イミュニティ設計：
• 適切な磁気絶縁は、ESD、EFT、およびサージ障害に対する耐性を向上させ、CE規格に基づくイミュニティ要件をサポートします。EMC主導の磁気部品選択のためのベストプラクティス

イーサネットベースの製品がCE/FCCテストに合格する可能性を最大限に高めるには、

OCL、CMRR、挿入損失、およびリターン損失が明確に指定されている磁気部品を使用してください。

1. 電力負荷下で飽和耐性のある性能を保証するPoE LANトランスを選択してください。
2. LISNおよび近接場プローブを使用して、プレコンプライアンススキャンでPCBレイアウトを早期に検証してください。
3. アプリケーションが高い堅牢性を要求する場合は、LAN磁気部品とTVS保護、シャーシグランドリファレンス、およびフィルタリングを組み合わせてください。
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結論ディスクリート磁気トランスは、強力なEMI抑制と堅牢な信号完全性が必要な非PoEアプリケーションに適しています。データと電力の同時伝送用に設計されたPoE LANトランスは、DCバイアス条件下で強化されたコモンモードフィルタリングと安定した性能を提供します。両方のカテゴリ（専門の

LAN磁気部品サプライヤーから入手可能）は、産業用イーサネットデバイスから消費者向けネットワーキングハードウェアまで、EMCクリティカルなアプリケーションのニーズを満たすように設計されています。✅

結論LANトランスは、イーサネット対応デバイスのEMC成功において重要な役割を果たします。ガルバニック絶縁、コモンモード除去、およびEMIに最適化された設計の組み合わせにより、

CE/FCC Class A/B認証に合格するために不可欠です。高品質のディスクリートまたはPoE LANトランスを選択し、EMCに焦点を当てたレイアウト戦略を適用することにより、エンジニアは放射および伝導エミッションを大幅に削減し、信頼性が高く、準拠し、堅牢な製品性能を達成できます。