JP4525589B2 - Filter element - Google Patents
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Description
本発明はフィルタ素子に関し、特に、複数の巻芯部を有するフィルタ素子に関する。 The present invention relates to a filter element, and more particularly to a filter element having a plurality of winding cores.
近年、高速な信号伝送インターフェースとして、USB2.0規格やIEEE1394規格が広く普及し、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなど数多くのデジタル機器に用いられている。USB2.0規格やIEEE1394規格などのインターフェースは、古くから一般的であったシングルエンド伝送方式とは異なり、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する差動信号方式が採用されている。 In recent years, the USB 2.0 standard and the IEEE 1394 standard are widely used as high-speed signal transmission interfaces, and are used in many digital devices such as personal computers and digital cameras. Unlike the single-ended transmission method that has been common for a long time, interfaces such as the USB 2.0 standard and the IEEE 1394 standard adopt a differential signal method that transmits a differential signal using a pair of signal lines.
差動伝送方式は、シングルエンド伝送方式と比べて信号線から発生する放射電磁界が少ないだけでなく、外来ノイズの影響を受けにくいという優れた特徴を有している。このため、信号の小振幅化が容易であり、小振幅化による立ち上がり時間及び立ち下がり時間の短縮によって、シングルエンド伝送方式よりも高速な信号伝送を行うことが可能となる。 The differential transmission system has an excellent feature that not only the radiation electromagnetic field generated from the signal line is small compared to the single-end transmission system, but also that the differential transmission system is less susceptible to external noise. For this reason, it is easy to reduce the amplitude of the signal, and by shortening the rise time and the fall time due to the small amplitude, it becomes possible to perform signal transmission at a higher speed than the single-ended transmission method.
図13は、一般的な差動伝送回路の回路図である。 FIG. 13 is a circuit diagram of a general differential transmission circuit.
図13に示す差動伝送回路は、一対の信号線11,12と、信号線11,12に差動信号を供給する出力バッファ13と、信号線11,12からの差動信号を受ける入力バッファ14とを備えている。かかる構成により、出力バッファ13に与えられる入力信号INは、一対の信号線11,12を経由して入力バッファ14へ伝えられ、出力信号OUTとして再生される。このような差動伝送回路は、上述の通り、信号線11,12から発生する放射電磁界が少ないという特徴を有しているが、信号線11,12に共通のノイズ(コモンモードノイズ)が重畳した場合には比較的大きな放射電磁界を発生させてしまう。コモンモードノイズによって発生する放射電磁界を低減するためには、図13に示すように、信号線11,12にコモンモードフィルタ20を挿入することが有効である。
The differential transmission circuit shown in FIG. 13 includes a pair of
コモンモードフィルタ20は、信号線11,12を伝わる差動成分(信号)に対するインピーダンスが低く、同相成分(コモンモードノイズ)に対するインピーダンスが高いという特性を有している。このため、信号線11,12にコモンモードフィルタ20を挿入することにより、差動信号を実質的に減衰させることなく、一対の信号線11,12を伝わるコモンモードノイズを遮断することができる。コモンモードフィルタ20としては、例えば特許文献1に記載された素子が知られている。
このような構造を有する素子のフィルタ特性は、巻線の巻回数やコアの構造などによって変化する。このため、所望のフィルタ特性を得るために2つの同じフィルタを連結して用いたり、異なる2種類のフィルタを連結して用いたりする方法が考えられる。図14は、2つのフィルタ31,32を接着材38によって連結した従来のフィルタ素子30の構造を模式的に示す側面図であり、プリント基板39上に搭載された状態を示している。
The filter characteristics of an element having such a structure vary depending on the number of winding turns and the core structure. For this reason, in order to obtain a desired filter characteristic, the method of connecting and using two same filters, or connecting and using two different types of filters can be considered. FIG. 14 is a side view schematically showing a structure of a
図14に示すように、2つのフィルタ31,32を連結してなる従来のフィルタ素子30は、プリント基板39上に搭載すると、プリント基板39と接する面が3つ存在することになる。つまり、一方の鍔部41、他方の鍔部42及び連結部43の3箇所にて、プリント基板39と接することになる。このため、プリント基板上における載置安定性が悪いばかりか、場合によっては2つのフィルタ31,32を繋ぐ継線部分がプリント基板39に押圧されて断線を引き起こす可能性があり、信頼性の低下を招くという問題があった。
As shown in FIG. 14, when the
このような問題は、図14に示すフィルタ素子30のように、2つのフィルタ31,32を連結して一体化したフィルタ素子に限らず、一対の鍔部及び連結部がはじめから一体成型されたフィルタ素子においても同様に生じる問題である。つまり、複数の巻芯部を有するフィルタ素子に共通の問題である。
Such a problem is not limited to the filter element in which the two
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、複数の巻芯部を有するフィルタ素子の信頼性を高めることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to improve the reliability of a filter element having a plurality of core portions.
本発明によるフィルタ素子は、第1及び第2の鍔部、連結部、前記第1の鍔部と前記連結部との間に設けられた第1の巻芯部、並びに、前記第2の鍔部と前記連結部との間に設けられた第2の巻芯部とを有するドラム型コアと、前記第1の鍔部に形成された第1及び第2の端子電極と、前記第2の鍔部に形成された第3及び第4の端子電極と、前記連結部に形成された第5及び第6の端子電極と、前記第1の巻芯部に巻回され、一端がそれぞれ前記第1及び第2の端子電極に接続され、他端がそれぞれ前記第5及び第6の端子電極に接続された第1及び第2のコイルと、前記第2の巻芯部に巻回され、一端がそれぞれ前記第3及び第4の端子電極に接続され、他端がそれぞれ前記第5及び第6の端子電極に接続された第3及び第4のコイルとを備え、前記連結部のうち前記第5及び第6の端子電極が形成された端子面は、前記第1の鍔部のうち前記第1及び第2の端子電極が形成された端子面、並びに、前記第2の鍔部のうち前記第3及び第4の端子電極が形成された端子面によって構成される平面よりも、前記第1及び第2の巻芯部側に位置していることを特徴とする。 The filter element according to the present invention includes first and second flange portions, a connection portion, a first core portion provided between the first flange portion and the connection portion, and the second flange. A drum core having a second core portion provided between the portion and the connecting portion, first and second terminal electrodes formed on the first flange portion, and the second The third and fourth terminal electrodes formed on the flange portion, the fifth and sixth terminal electrodes formed on the connecting portion, and the first core portion are wound around one end of each of the first and second terminal electrodes. The first and second coils are connected to the first and second terminal electrodes and the other ends thereof are connected to the fifth and sixth terminal electrodes, respectively. Are connected to the third and fourth terminal electrodes, respectively, and the other ends are connected to the fifth and sixth terminal electrodes, respectively. A terminal surface on which the fifth and sixth terminal electrodes are formed in the connecting portion, a terminal surface on which the first and second terminal electrodes are formed in the first flange portion, and It is located in the 1st and 2nd core part side rather than the plane constituted by the terminal surface in which the 3rd and 4th terminal electrodes were formed among the 2nd collar parts. And
このように、本発明によるフィルタ素子は、連結部の端子面が第1及び第2の鍔部の端子面よりも第1及び第2の巻芯部側に位置していることから、プリント基板上に載置した場合、プリント基板と接する面の数は、第1及び第2の鍔部の端子面の2つだけとなる。つまり、連結部の端子面はプリント基板とは接しなくなる。このため、プリント基板への載置安定性が向上するとともに、連結部の端子面に形成される継線部分がプリント基板に押圧されることがなくなる。 Thus, in the filter element according to the present invention, the terminal surface of the connecting portion is located closer to the first and second core portions than the terminal surfaces of the first and second flange portions. When placed on top, the number of surfaces in contact with the printed circuit board is only two of the terminal surfaces of the first and second collars. That is, the terminal surface of the connecting portion is not in contact with the printed board. For this reason, the mounting stability on the printed board is improved, and the connecting portion formed on the terminal surface of the connecting portion is not pressed against the printed board.
本発明において、前記連結部は、第1の巻芯部側に位置する第1の部分と、第2の巻芯部側に位置する第2の部分とを含んでおり、第1及び第2の部分が連結されていることが好ましい。これによれば、フィルタの組み合わせが任意となることから、種々の特性を有する様々なフィルタ素子を作製することが可能となる。この場合、第1の部分と第2の部分との間に磁気ギャップが設けられていることが好ましい。これによれば、2つのフィルタが互いに磁気結合しなくなることから、2つのフィルタの相互干渉を抑制することができる。 In this invention, the said connection part contains the 1st part located in the 1st core part side, and the 2nd part located in the 2nd core part side, The 1st and 2nd It is preferable that these parts are connected. According to this, since the combination of filters becomes arbitrary, it becomes possible to produce various filter elements having various characteristics. In this case, it is preferable that a magnetic gap is provided between the first portion and the second portion. According to this, since the two filters are not magnetically coupled to each other, mutual interference between the two filters can be suppressed.
また、本発明によるフィルタ素子は、第1の鍔部の端子面とは異なる面、第2の鍔部の端子面とは異なる面、並びに、連結部の端子面とは異なる面に接して設けられた板状コアをさらに備えることが好ましい。これによれば、フィルタ素子に閉磁路が形成されることから、フィルタ特性を高めることが可能となる。この場合、板状コアが連結部において分断されていても構わない。これによれば、2つのフィルタそれぞれに独立した閉磁路を形成することが可能となる。 The filter element according to the present invention is provided in contact with a surface different from the terminal surface of the first flange, a surface different from the terminal surface of the second flange, and a surface different from the terminal surface of the connecting portion. It is preferable to further include a plate-shaped core. According to this, since the closed magnetic circuit is formed in the filter element, the filter characteristics can be improved. In this case, the plate-shaped core may be divided at the connecting portion. According to this, it becomes possible to form an independent closed magnetic circuit for each of the two filters.
本発明において、第1及び第2のコイルは第1のコモンモードフィルタを構成しており、第3及び第4のコイルは第2のコモンモードフィルタを構成していることが好ましい。このように2つのコモンモードフィルタを連結すれば、各コモンモードフィルタに含まれるキャパシタンス成分が直列接続により低減することになるため、共振周波数を低下させることなく、コモンモードノイズに対するインピーダンスを高めることが可能となる。このような効果は、連結部に磁気ギャップを設けたり、板状コアを連結部において分断した場合において顕著となる。 In the present invention, it is preferable that the first and second coils constitute a first common mode filter, and the third and fourth coils constitute a second common mode filter. If two common mode filters are connected in this way, the capacitance component contained in each common mode filter is reduced by series connection, so that the impedance against common mode noise can be increased without lowering the resonance frequency. It becomes possible. Such an effect becomes prominent when a magnetic gap is provided in the connecting portion or when the plate-like core is divided at the connecting portion.
本発明において、第1及び第2のコイルはコモンモードフィルタを構成しており、第3及び第4のコイルはディファレンシャルモードフィルタを構成していることもまた好ましい。このような構成によれば、一例として、コモンモードフィルタによって高域のコモンモードノイズを遮断し、ディファレンシャルモードフィルタによって低域のコモンモードノイズをバイパスするといった使い方をすることが可能となる。 In the present invention, it is also preferable that the first and second coils constitute a common mode filter, and the third and fourth coils constitute a differential mode filter. According to such a configuration, as an example, it is possible to use such that high-frequency common mode noise is blocked by the common mode filter and low-frequency common mode noise is bypassed by the differential mode filter.
このように、本発明によれば、2つの巻芯部を有するフィルタ素子の信頼性を高めることが可能となる。 Thus, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the filter element having two core portions.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい第1の実施形態によるフィルタ素子100の構造を示す略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a
図1に示すように、本実施形態によるフィルタ素子100は、第1の巻芯部121及び第2の巻芯部122を有するドラム型コア110と、第1の巻芯部121に巻回された第1及び第2のコイル131,132と、第2の巻芯部122に巻回された第3及び第4のコイル133,134とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ドラム型コア110は、一方の端部に位置する第1の鍔部111、他方の端部に位置する第2の鍔部112、並びに、中間に位置する連結部150を有しており、第1の巻芯部121は第1の鍔部111と連結部150との間に位置し、第2の巻芯部122は第2の鍔部112と連結部150との間に位置している。第1の鍔部111には、第1及び第2の端子電極141,142が形成されており、第2の鍔部112には、第3及び第4の端子電極143,144が形成されている。また、連結部150には、第5及び第6の端子電極145,146が形成されている。
The
ドラム型コア110の材料については特に限定されないが、透磁率の高い材料、例えばフェライトなどを用いることが好ましい。本実施形態では、ドラム型コア110は一体成型されている。
The material of the
第1〜第4のコイル131〜134は、銅(Cu)などの導体の周囲を絶縁体でコーティングした配線部材である。図1に示すように、第1及び第2のコイル131,132は、一端131a,132aがそれぞれ第1及び第2の端子電極141,142に接続され、他端131b、132bがそれぞれ第5及び第6の端子電極145,146に接続されている。同様に、第3及び第4のコイル133,134は、一端133a,134aがそれぞれ第3及び第4の端子電極143,144に接続され、他端133b、134bがそれぞれ第5及び第6の端子電極145,146に接続されている。
The first to
第1及び第2のコイル131,132は、第1の巻芯部121においてバイファイラ巻き、つまり、互いに沿って平行に巻回されている。同様に、第3及び第4のコイル133,134は、第2の巻芯部122においてバイファイラ巻きされている。したがって、第1及び第2のコイル131,132からなる部分は第1のコモンモードフィルタを構成し、第3及び第4のコイル133,134からなる部分は第2のコモンモードフィルタを構成することになる。
The first and
さらに、図1に示すように、連結部150は第1及び第2の鍔部111,112よりも高さが低くなっている。つまり、連結部150のうち、第5及び第6の端子電極145,146が形成された端子面150aは、第1の鍔部111のうち第1及び第2の端子電極141,142が形成された端子面111a、並びに、第2の鍔部112のうち第3及び第4の端子電極143,144が形成された端子面112aによって構成される平面よりも、第1及び第2の巻芯部121,122側に位置している。
Furthermore, as shown in FIG. 1, the connecting
図2は、本実施形態によるフィルタ素子100をプリント基板上に搭載した状態を示す略側面図である。
FIG. 2 is a schematic side view showing a state in which the
図2に示すように、本実施形態によるフィルタ素子100をプリント基板190上に搭載すると、第1の鍔部111の端子面111a及び第2の鍔部112の端子面112aがプリント基板190によって支持される一方、連結部150の端子面150aは、プリント基板190から浮いた状態となる。これにより、プリント基板190に対する載置安定性が向上するばかりでなく、連結部150の端子面150aに形成される継線部分がプリント基板190に押圧されることがなくなる。その結果、プリント基板190上に搭載した場合の信頼性を高めることが可能となる。
As shown in FIG. 2, when the
本実施形態によるフィルタ素子100は、基本的にコモンモードフィルタとして機能するが、巻芯部を2つに分割する意義については様々である。例えば、コイル長が比較的長く、そのため巻回作業を2回に分けて行いたいという要請がある場合には、本実施形態のように巻回部が2つに分かれていれば、第1の巻芯部121に対する巻回作業と、第2の巻芯部122に対する巻回作業を分けて行うことが可能となる。さらに、第1の巻芯部121に対する巻回作業と、第2の巻芯部122に対する巻回作業を別個に行うことができる点を利用して、これらの巻回作業を連続的ではなく同時に行うことができ、この場合には、巻回作業の作業効率を高めることが可能となる。
The
また、本実施形態によるフィルタ素子100では、第1及び第2のコイル131,132からなる部分によって構成される第1のコモンモードフィルタと、第3及び第4のコイル133,134からなる部分によって構成される第2のコモンモードフィルタとの間である程度の磁気結合が生まれる。磁気結合の程度は、ドラム型コア110の材料や形状によって変化するため、これを利用して所望の特性を得ることも可能である。
Further, in the
次に、本発明の好ましい第2の実施形態について説明する。 Next, a second preferred embodiment of the present invention will be described.
図3は、本発明の好ましい第2の実施形態によるフィルタ素子200の構造を示す略側面図であり、プリント基板190上に搭載した状態を示している。
FIG. 3 is a schematic side view showing the structure of the
図3に示すように、本実施形態によるフィルタ素子200は、連結部150が第1及び第2の部分151,152の2つの部分によって構成されている点において、上記実施形態によるフィルタ素子100と相違する。その他の点については、上記実施形態によるフィルタ素子100と同様であることから、同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 3, the
第1の部分151は第1の巻芯部121側に位置し、第2の部分152は第2の巻芯部122側に位置しており、これらは接着材201によって連結されている。このような構成を有するフィルタ素子200は、連結前の2つのコアについて、通常のフィルタ素子と同様の方法でそれぞれコイルを巻回した後、接着材201を用いて連結すればよい。但し、連結方法としては接着材に限定されず、ネジ止めなど他の方法により連結しても構わない。
The
このように、本実施形態によるフィルタ素子200は、2つのフィルタを連結することによって作製することができるため、ドラム型コアの作製が容易となる。しかも、フィルタの組み合わせが任意となることから、種々の特性を有する様々なフィルタ素子を作製することが可能となる。
Thus, since the
本実施形態においては、図4に示すように、第1の部分151と第2の部分152との間に非磁性材202を介在させることも可能である。このような非磁性材202を介在させれば、第1及び第2のコイル131,132からなる部分によって構成される第1のコモンモードフィルタと、第3及び第4のコイル133,134からなる部分によって構成される第2のコモンモードフィルタとの間に磁気ギャップが形成される。つまり、第1のコモンモードフィルタと第2のコモンモードフィルタとを、回路的に分離して考えることが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, it is possible to interpose a
図5は、第1の部分151と第2の部分152との間に非磁性材202を介在させた例によるフィルタ素子200の等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the
図5に示すフィルタ素子200は、第1及び第2のコイル131,132からなる部分によって構成される第1のコモンモードフィルタF1と、第3及び第4のコイル133,134からなる部分によって構成される第2のコモンモードフィルタF2を有しており、これら2つのコモンモードフィルタF1,F2が、第1及び第2の端子電極141,142と第3及び第4の端子電極143,144との間に直列接続された構成を有している。
The
これら2つのコモンモードフィルタF1,F2は、いずれも単独でコモンモードフィルタとして機能する回路である。つまり、フィルタ素子200は、2つのコモンモードフィルタが内部で直列接続された構成を有していることになる。したがって、フィルタ素子200の共振特性は、図6に示すように、2つのLCR共振回路が直列接続された回路として考えればよい。
These two common mode filters F1 and F2 are circuits that function as a common mode filter independently. That is, the
よく知られているように、LCR共振回路の共振周波数Fc1は、次式(1)で表される。 As is well known, the resonance frequency Fc1 of the LCR resonance circuit is expressed by the following equation (1).
したがって、図6に示す回路の共振周波数Fc2を考えると、インダクタンス成分Lは直列接続により2倍となり、キャパシタンス成分Cは直列接続により半分となる。このため、図6に示す回路の共振周波数Fc2は、次式(2)で表すことができ、その値は式(1)に示した共振周波数Fc1と一致する。 Therefore, considering the resonance frequency Fc2 of the circuit shown in FIG. 6, the inductance component L is doubled by series connection, and the capacitance component C is halved by series connection. For this reason, the resonance frequency Fc2 of the circuit shown in FIG. 6 can be expressed by the following equation (2), and its value matches the resonance frequency Fc1 shown in equation (1).
このように、インダクタンス成分Lが2倍となることにより、同相成分(コモンモードノイズ)に対するインピーダンスが大幅に高められているにもかかわらず、共振周波数の低下が実質的に生じていない。つまり、共振周波数を所望の周波数帯域に固定しつつ、コモンモードノイズに対するインピーダンスが高められることになる。 As described above, since the inductance component L is doubled, the impedance for the in-phase component (common mode noise) is greatly increased, but the resonance frequency is not substantially lowered. That is, the impedance to the common mode noise can be increased while fixing the resonance frequency to a desired frequency band.
しかも、プリント基板上で2個のコモンモードフィルタを直列接続した場合と異なり、コモンモードフィルタ間の接続距離や接続パターンなどによる特性のばらつきも生じないため、所望の特性を得ることが可能となる。 In addition, unlike the case where two common mode filters are connected in series on a printed circuit board, there is no variation in characteristics due to the connection distance or connection pattern between the common mode filters, so that desired characteristics can be obtained. .
次に、本発明の好ましい第3の実施形態について説明する。 Next, a preferred third embodiment of the present invention will be described.
図7は、本発明の好ましい第3の実施形態によるフィルタ素子300の構造を示す略側面図であり、プリント基板190上に搭載した状態を示している。
FIG. 7 is a schematic side view showing the structure of the
図7に示すように、本実施形態によるフィルタ素子300は、第1の鍔部111の上面111b、第2の鍔部112の上面112b、並びに、連結部150の上面150bに接して設けられた板状コア301を備える点において、上記実施形態によるフィルタ素子100と相違する。その他の点については、上記実施形態によるフィルタ素子100と同様であることから、同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 7, the
板状コア301の材料については特に限定されないが、ドラム型コア110と同様、透磁率の高い材料、例えばフェライトなどを用いることが好ましい。このような板状コア301を設ければ、フィルタ素子300に閉磁路が形成されることから、フィルタ特性を高めることが可能となる。
The material of the plate-shaped
本実施形態においては、図8に示すように、連結部150において板状コアが分断されていても構わない。これによれば、第1及び第2のコイル131,132からなる部分によって構成される第1のコモンモードフィルタと、第3及び第4のコイル133,134からなる部分によって構成される第2のコモンモードフィルタが、それぞれに独立した閉磁路を形成することから、よりいっそう大きな減衰量を得ることが可能となる。この場合、図4に示したフィルタ素子200のように、連結部150を2つの部分に分け、これらの間に非磁性材202を介在させれば、2つのフィルタ間の相互干渉がほとんどなくなり、ほぼ完全に独立した閉磁路を形成することが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the plate-like core may be divided at the connecting
次に、本発明の好ましい第4の実施形態について説明する。 Next, a preferred fourth embodiment of the present invention will be described.
図9は、本発明の好ましい第4の実施形態によるフィルタ素子400の構造を示す略斜視図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing the structure of a
図9に示すように、本実施形態によるフィルタ素子400は、第2の巻芯部122の構造及びこれに巻回された第3及び第4のコイル133,134の巻回方法が上記実施形態によるフィルタ素子100と相違している。その他の点については、上記実施形態によるフィルタ素子100と同様であることから、同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 9, in the
より具体的に説明すると、図9に示す矢印Aから見た場合、第3のコイル133は一端133aから他端133bに向かって右回り(時計回り)に巻回されている一方、第4のコイル134は一端134aから他端134bに向かって左回り(反時計回り)に巻回されている。換言すれば、第3の端子電極143を始点とした第3のコイル133の巻回方向と、第4の端子電極144を始点とした第4のコイル134の巻回方向は、互いに逆方向となっている。
More specifically, when viewed from the arrow A shown in FIG. 9, the
したがって、本実施形態では、第1及び第2のコイル131,132についてはコモンモードフィルタを構成する一方、第3及び第4のコイル133,134についてはディファレンシャルモードフィルタを構成することになる。
Accordingly, in the present embodiment, the first and
尚、第3及び第4のコイル133,134の巻回方向については、互いに逆方向である限りその方向については特に限定されず、したがって上記とは逆、すなわち、第3のコイル133が左回り(反時計回り)であり、第4のコイル134が右回り(時計回り)であっても構わない。
The winding directions of the third and
本実施形態では、第3及び第4のコイル133,134が第2の巻芯部122を1周するごとに、第2の巻芯部122の上面122aにおいて第3及び第4のコイル133,134が1回交差するとともに、第2の巻芯部122の下面(図示せず)において第3及び第4のコイル133,134が1回交差している。第2の巻芯部122には溝部401が設けられており、交差する2つのコイルのうち下側となるコイル(第2の巻芯部122の上面122aにおいては第3のコイル133)は、この溝部401に収容されている。これは、交差部分におけるコイル同士の接触を防止し、製品の信頼性を高めるためである。
In the present embodiment, every time the third and
本実施形態によるフィルタ素子400の等価回路は、図10に示すとおりであり、第1及び第2のコイル131,132からなる部分によって構成されるコモンモードフィルタF1と、第3及び第4のコイル133,134からなる部分によって構成されるディファレンシャルモードフィルタF3が直列接続された構成を有している。但し、連結部150に磁気ギャップを設けない場合は、コモンモードフィルタF1とディファレンシャルモードフィルタF3との間である程度の磁気結合が生じるため、相互干渉を排除する必要がある場合には、連結部150に磁気ギャップを設けたり(図4参照)、連結部150において分断された板状コアを設ければよい(図8参照)。
An equivalent circuit of the
このような構成を有する本実施形態によるフィルタ素子400は、いくつかの好ましい使用形態が考えられる。
The
図11は、本実施形態によるフィルタ素子400の好ましい使用形態の一例を示す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a preferred usage pattern of the
図11に示す使用方法は、入力側となる一対の信号線11a,12aを第5及び第6の端子電極145,146に接続し、出力側となる一対の信号線11b,12bを第1及び第2の端子電極141,142に接続し、第3及び第4の端子電極143,144をグランドに接地する方法である。尚、フィルタ素子400をプリント基板に実装した場合、プリント基板と連結部150とは離間した状態となることから、第5及び第6の端子電極145,146と信号線11a,12aとの接続は、ハンダのぬれ性を利用して離間した状態で行う必要がある。
11, the pair of
第1及び第2のコイル131,132からなる部分によって構成されるコモンモードフィルタF1は、差動成分(信号)に対するインピーダンスが低く、同相成分(コモンモードノイズ)に対するインピーダンスが高いという特性を有している。これに対し、第3及び第4のコイル133,134からなる部分によって構成されるディファレンシャルモードフィルタF3は、差動成分(信号)に対するインピーダンスが高く、同相成分(コモンモードノイズ)に対するインピーダンスが低いという特性を有している。
The common mode filter F1 configured by the portion including the first and
このため、図11に示すような接続を行えば、出力バッファ13を用いて、入力側となる一対の信号線11a,12aから出力側となる一対の信号線11b,12bへ差動信号を伝送すると、差動信号に重畳しているコモンモードノイズがコモンモードフィルタF1にて遮断され、或いは、ディファレンシャルモードフィルタF3にてグランドへバイパスされる。これにより、コモンモードノイズは入力バッファ14へ伝わることなく除去される。
Therefore, if the connection as shown in FIG. 11 is performed, the differential signal is transmitted from the pair of
しかも、コモンモードフィルタF1は、周波数が高くなるほど同相成分に対するインピーダンスが高くなるという周波数特性を有している一方、ディファレンシャルモードフィルタF3は、周波数が低くなるほど同相成分に対するインピーダンスが低くなるという周波数特性を有していることから、高域のコモンモードノイズについてはコモンモードフィルタF1によって遮断され、低域のコモンモードノイズについてはディファレンシャルモードフィルタF3によってバイパスされることになり、広域に亘ってコモンモードノイズを効果的に除去することが可能となる。 Moreover, the common mode filter F1 has a frequency characteristic that the impedance to the in-phase component becomes higher as the frequency becomes higher, while the differential mode filter F3 has a frequency characteristic that the impedance to the in-phase component becomes lower as the frequency becomes lower. Therefore, the common mode noise in the high band is blocked by the common mode filter F1, and the common mode noise in the low band is bypassed by the differential mode filter F3. Can be effectively removed.
図12は、本実施形態によるフィルタ素子400の好ましい使用形態の他の例を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing another example of a preferred usage pattern of the
図12に示す使用方法は、入力側となる一対の信号線11a,12aを第1及び第2の端子電極141,142に接続し、出力側となる一対の信号線11b,12bを第3及び第4の端子電極143,144に接続する方法である。第5及び第6の端子電極145,146は使用しない。
12, the pair of
出力側となる一対の信号線11b,12bに接続された容量性素子C1,C2は、ESD(Electrostatic Discharge:静電気放電)の対策部品であるバリスタ、ツェナーダイオード等の容量性素子である。このような容量性素子C1,C2が必要となるのは、HDMI等の高速インターフェースでは、高速化を実現するためにIC自体の構造がESDに対して脆弱になってきているためである。
The capacitive elements C1 and C2 connected to the pair of
ところが、ESD対策部品としての容量性素子C1,C2を伝送線路に挿入すると、当該伝送線路を伝わる信号、特に高周波(200MHz以上)や高速のパルス信号が反射、減衰してしまうという問題が生じることがある。これは、容量性素子C1,C2が有する容量成分により、容量性素子C1,C2を挿入した位置での特性インピーダンスが低下し、その結果、当該位置におけるインピーダンス不整合が生じるためである。このような場合、信号の高周波成分が特性インピーダンスの不整合部分で反射を起こすため、リターンロスが生じ、信号が大きく減衰してしまうこととなる。また、反射によって不要な輻射が伝送線路内に生じ、ノイズの原因となってしまうこともある。 However, when capacitive elements C1 and C2 as ESD countermeasure components are inserted into a transmission line, there is a problem that a signal transmitted through the transmission line, particularly a high-frequency (200 MHz or higher) or high-speed pulse signal is reflected and attenuated. There is. This is because the characteristic impedance at the position where the capacitive elements C1 and C2 are inserted decreases due to the capacitive components of the capacitive elements C1 and C2, and as a result, impedance mismatch occurs at the positions. In such a case, since the high frequency component of the signal is reflected at the mismatched portion of the characteristic impedance, a return loss occurs and the signal is greatly attenuated. In addition, unnecessary radiation may be generated in the transmission line due to reflection, which may cause noise.
しかしながら、図12に示す回路のように、コモンモードフィルタF1の後段にディファレンシャルモードフィルタF3を直列に挿入すると、容量性素子C1,C2による特性インピーダンスの低下が大幅に抑制される。しかも、第3及び第4のコイル133,134は互いに磁気結合しており、且つ、第3及び第4のコイル133,134の巻回方向が互いに逆方向とされていることから、磁気結合していない場合と比べ、より少ない巻数にて十分なインダクタンス値を確保することができる。
However, when the differential mode filter F3 is inserted in series in the subsequent stage of the common mode filter F1 as in the circuit shown in FIG. 12, a decrease in characteristic impedance due to the capacitive elements C1 and C2 is greatly suppressed. In addition, since the third and
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記各実施形態では、いずれも2つの巻芯部121,122を有するフィルタ素子を例に説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、3つ以上の巻芯部を有するフィルタ素子に応用することも可能である。この場合、連結部が2つ以上存在することになるため、これらの高さを第1及び第2の鍔部よりも低く設定すればよい。
For example, in each of the above embodiments, the filter element having two
また、上記各実施形態では、第1の巻芯部121に巻回される第1及び第2のコイル131,132の巻き数と、第2の巻芯部122に巻回される第3及び第4のコイル133,134の巻き数とが同一であるが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、第1の巻芯部121に形成するフィルタと第2の巻芯部122に形成するフィルタの選択は任意である。
Further, in each of the above embodiments, the number of turns of the first and
11a,12a 入力側信号線
11b,12b 出力側信号線
13 出力バッファ
14 入力バッファ
20 コモンモードフィルタ
30,100,200,300,400 フィルタ素子
31,32 フィルタ
38,201 接着材
39,190 プリント基板
41,111 第1の鍔部
42,112 第2の鍔部
43,150 連結部
110 ドラム型コア
111a,112a,150a 端子面
111b,112b,122a,150b 上面
121 第1の巻芯部
122 第2の巻芯部
131 第1のコイル
132 第2のコイル
133 第3のコイル
134 第4のコイル
131a,132a,133a,134a 一端
131b,132b,133b,134b 他端
141 第1の端子電極
142 第2の端子電極
143 第3の端子電極
144 第4の端子電極
145 第5の端子電極
146 第6の端子電極
151 第1の部分
152 第2の部分
202 非磁性材
301 板状コア
401 溝部
C1,C2 容量性素子
F1,F2 コモンモードフィルタ
F3 ディファレンシャルモードフィルタ
11a, 12a Input
Claims (7)
前記第1の鍔部に形成された第1及び第2の端子電極と、
前記第2の鍔部に形成された第3及び第4の端子電極と、
前記連結部に形成された第5及び第6の端子電極と、
前記第1の巻芯部に巻回され、一端がそれぞれ前記第1及び第2の端子電極に接続され、他端がそれぞれ前記第5及び第6の端子電極に接続された第1及び第2のコイルと、
前記第2の巻芯部に巻回され、一端がそれぞれ前記第3及び第4の端子電極に接続され、他端がそれぞれ前記第5及び第6の端子電極に接続された第3及び第4のコイルとを備えるフィルタ素子であって、
前記第1の鍔部の端子面とは異なる面、前記第2の鍔部の端子面とは異なる面、並びに、前記連結部の端子面とは異なる面に接して設けられた板状コアを更に備え、
前記第1および第2の巻芯部に巻回される前記第1から第4のコイルはワイヤにより形成され、
前記連結部のうち前記第5及び第6の端子電極が形成された前記端子面は、前記第1および前記第2の鍔部の実装面側に位置し、
前記連結部の前記端子面は、前記第1の鍔部のうち前記第1及び第2の端子電極が形成された前記端子面、並びに、前記第2の鍔部のうち前記第3及び第4の端子電極が形成された前記端子面によって構成される平面よりも、前記第1及び第2の巻芯部側に位置していることを特徴とするフィルタ素子。 The first and second flanges, the connecting portion, the first core provided between the first flange and the connecting portion, the second flange and the connecting portion; A drum core having a second core provided between the two,
First and second terminal electrodes formed on the first flange;
Third and fourth terminal electrodes formed on the second flange;
Fifth and sixth terminal electrodes formed on the connecting portion;
First and second wound around the first winding core, one end connected to the first and second terminal electrodes, respectively, and the other end connected to the fifth and sixth terminal electrodes, respectively. Coil of
Third and fourth wound around the second core part, one end connected to the third and fourth terminal electrodes, respectively, and the other end connected to the fifth and sixth terminal electrodes, respectively. A filter element comprising:
A plate-like core provided in contact with a surface different from the terminal surface of the first flange, a surface different from the terminal surface of the second flange, and a surface different from the terminal surface of the connecting portion; In addition,
The first to fourth coils wound around the first and second core parts are formed of wires,
The terminal surface on which the fifth and sixth terminal electrodes are formed in the connecting portion is located on the mounting surface side of the first and second flange portions,
The terminal surface of the connecting portion includes the terminal surface on which the first and second terminal electrodes are formed in the first flange portion, and the third and fourth portions of the second flange portion. A filter element, wherein the filter element is located closer to the first and second winding cores than a plane constituted by the terminal surface on which the terminal electrode is formed.
前記第2の巻芯部における前記第3のコイルの巻回方向と前記第4のコイルの巻回方向は逆方向であることを特徴とする請求項6に記載のフィルタ素子。 The winding direction of the first coil and the winding direction of the second coil in the first winding core portion are the same direction,
The filter element according to claim 6, wherein a winding direction of the third coil and a winding direction of the fourth coil in the second core portion are opposite to each other.
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