JP6495807B2 - Common mode choke coil - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、コモンモードチョークコイルに関する。 Embodiments described herein relate generally to a common mode choke coil.
環状コアを有するコモンモードチョークコイルは、単相であれば2本、三相であれば3本の導線が、コアに対して各々が同一方向に巻回された構造を有する。一般的に、コイルは、所定のインピーダンスを実現するために必要となる巻回数を有する。 A common mode choke coil having an annular core has a structure in which two conductors are wound in the same direction with respect to the core, two wires in a single phase and three wires in a three phase. Generally, a coil has the number of turns required to realize a predetermined impedance.
このとき、巻回部の線間で寄生容量が生じるため、コイルのインダクタンスとの間で共振現象が生じる。自己共振周波数よりも高い周波数ではインピーダンスが低下するため、フィルタの性能が低下する。可能な限り広い周波数帯域で1つの部品を使用するためには、コイルの寄生容量を低減することが必要となる。 At this time, since a parasitic capacitance is generated between the wires of the winding portion, a resonance phenomenon occurs with the inductance of the coil. Since the impedance decreases at a frequency higher than the self-resonant frequency, the performance of the filter decreases. In order to use one component in the widest possible frequency band, it is necessary to reduce the parasitic capacitance of the coil.
広い周波数帯域が可能なコモンモードチョークコイルを提供する。 A common mode choke coil capable of a wide frequency band is provided.
実施形態のコモンモードチョークコイルは、コアと、第1のコイルと、第2のコイルと、を有する。前記コアは、環状部を有し、磁性体からなる。前記第1のコイルは、前記コアに巻回された複数の領域が直列接続される。前記第2のコイルは、前記コアに巻回された複数の領域が直列接続される。前記第1のコイルの第1の端部と前記第2のコイルの第1の端部とは隣接して設けられ、入力端子を構成する。前記第1のコイルの前記第1の端部の反対側の第2の端部および前記第2のコイルの前記第1の端部の反対の側の第2の端部は隣接して設けられ、出力端子を構成する。前記第1のコイルのそれぞれの領域と前記第2のコイルのそれぞれの領域とは、前記コアの環状部の中心線に沿って互いに重ならないようにかつ交互に配置される。前記第1のコイルの前記複数の領域のうちの2つは、前記環状部に囲まれた空間において接続される。前記第2のコイルの前記複数の領域のうちの2つは、前記空間において接続される。前記第1のコイルは、前記第1の端部となる一方の端部を有する第1領域と、前記第2の端部となる一方の端部を有する第2の領域と、前記第1の領域と前記第2の領域とに接続された第3の領域と、を有する。前記第2のコイルは、前記第1の端部となる一方の端部を有する第1領域と、前記第2の端部となる一方の端部を有する第2の領域と、前記第1の領域と前記第2の領域とに接続された第3の領域と、を有する。前記第1のコイルの前記第3領域は、前記第2のコイルの前記第1の領域と前記第2の領域との間に配置される。前記第2のコイルの前記第3領域は、前記第1のコイルの前記第1の領域と前記第2の領域との間に配置される。前記第1のコイルにおいて、前記第1の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの距離が遠い一方の端部に接続され、かつ前記第2の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの他方の端部に接続される。前記第2のコイルにおいて、前記第1の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの距離が遠い一方の端部に接続され、かつ前記第2の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの他方の端部に接続される。前記第1のコイルの前記第1の端部および前記第2のコイルの前記第1の端部において電流が同一の方向に通過するとき、前記第1のコイルに誘起された磁束と前記第2のコイルに誘起された磁束とは前記コアの環状の中心軸に沿って同一の方向となる。 The common mode choke coil of the embodiment has a core, a first coil, and a second coil. The core has an annular portion and is made of a magnetic material. In the first coil, a plurality of regions wound around the core are connected in series. In the second coil, a plurality of regions wound around the core are connected in series. The first end of the first coil and the first end of the second coil are provided adjacent to each other and constitute an input terminal. A second end opposite to the first end of the first coil and a second end opposite to the first end of the second coil are provided adjacent to each other. Configure the output terminal. The respective regions of the first coil and the respective regions of the second coil are alternately arranged so as not to overlap each other along the center line of the annular portion of the core. Two of the plurality of regions of the first coil are connected in a space surrounded by the annular portion. Two of the plurality of regions of the second coil are connected in the space. The first coil includes a first region having one end serving as the first end, a second region including one end serving as the second end, and the first coil And a third region connected to the second region. The second coil includes a first region having one end serving as the first end, a second region including one end serving as the second end, and the first coil And a third region connected to the second region. The third region of the first coil is disposed between the first region and the second region of the second coil. The third region of the second coil is disposed between the first region and the second region of the first coil. In the first coil, the other end of the first region is connected to one of the two end portions of the third region which is far away, and the other end of the second region. Is connected to the other end of the two ends of the third region. In the second coil, the other end of the first region is connected to one of the two end portions of the third region which is far away, and the other end of the second region. Is connected to the other end of the two ends of the third region. When current passes in the same direction at the first end of the first coil and the first end of the second coil, the magnetic flux induced in the first coil and the second The magnetic flux induced in the coil is in the same direction along the annular central axis of the core.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1(a)は第1の実施形態にかかるコモンモードチョークコイルの模式平面図、図1(b)はその側面図、である。
コモンモードチョークコイル10は、コア20と、第1のコイル30と、第2のコイル40と、を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a schematic plan view of a common mode choke coil according to the first embodiment, and FIG. 1B is a side view thereof.
The common mode choke coil 10 includes a core 20, a first coil 30, and a second coil 40.
コア20は、環状部を有し、磁性体からなる。磁性体は、たとえば、フェライト、圧粉、珪素鋼、パーマロイ、センダストなどとすることができる。 The core 20 has an annular portion and is made of a magnetic material. The magnetic material can be, for example, ferrite, dust, silicon steel, permalloy, sendust, and the like.
第1のコイル30は、コア20に巻回された複数の領域が直列接続される。第2のコイル40は、コア20に巻回された複数の領域が直列接続される。図1において、第1のコイル30は、第1の領域31と、第2の領域32と、を有する。また、第2のコイル40は、第1の領域41と、第2の領域42と、を有する。 In the first coil 30, a plurality of regions wound around the core 20 are connected in series. In the second coil 40, a plurality of regions wound around the core 20 are connected in series. In FIG. 1, the first coil 30 has a first region 31 and a second region 32. The second coil 40 has a first region 41 and a second region 42.
第1のコイル30の第1の端部(第1の領域31の一方の端部31aと一致する)51および第2のコイル40の第1の端部(第1の領域41の一方の端部41aと一致する)52は隣接して設けられ、入力端子50を構成する。また、第1のコイル30の第1の端部51の反対側の第2の端部(第2の領域32の一方の端部32a)61および第2のコイル40の第1の端部52の反対の側の第2の端部(第2の領域42の一方の端部42aと一致する)62は隣接して設けられ、出力端子60を構成する。 The first end of the first coil 30 (corresponding to one end 31a of the first region 31) 51 and the first end of the second coil 40 (one end of the first region 41) 52, which coincides with the portion 41 a, are provided adjacent to each other and constitute the input terminal 50. In addition, the second end portion (one end portion 32 a of the second region 32) 61 opposite to the first end portion 51 of the first coil 30 and the first end portion 52 of the second coil 40. The second end portion 62 (coincident with one end portion 42 a of the second region 42) 62 on the opposite side is provided adjacently and constitutes the output terminal 60.
第1のコイル30の第1の領域31および第2の領域32と、第2のコイル40の第2の領域42および第1の領域41とは、コア20の環状部の中心線20aに沿って互いに重ならないようにかつ交互に配置される。 The first region 31 and the second region 32 of the first coil 30 and the second region 42 and the first region 41 of the second coil 40 are along the center line 20 a of the annular portion of the core 20. So that they do not overlap each other.
第1のコイル30において、第1の領域31および第2の領域32は、環状部に囲まれた空間20bにおいて接続される。第2のコイル40において、第1の領域41および第2の領域42は、環状部に囲まれた空間20bにおいて接続される。 In the first coil 30, the first region 31 and the second region 32 are connected in a space 20b surrounded by the annular portion. In the second coil 40, the first region 41 and the second region 42 are connected in a space 20b surrounded by the annular portion.
第1のコイル30の第1の端部51および第2のコイル40の第1の端部52において電流が同一の方向(図1において右向き)に通過するとき、第1のコイル30に誘起された磁束φ11、φ12の向きと、第2のコイル40に誘起された磁束φ21、φ22の向きとは中心軸20aに沿って同一の方向となる(図1において反時計回り)。 When current passes in the same direction (rightward in FIG. 1) at the first end 51 of the first coil 30 and the first end 52 of the second coil 40, it is induced in the first coil 30. The directions of the magnetic fluxes φ11 and φ12 and the directions of the magnetic fluxes φ21 and φ22 induced in the second coil 40 are the same along the central axis 20a (counterclockwise in FIG. 1).
次に、第1および第2のコイル30、40の巻回の方法について詳細に説明する。なお、図1において、コア20は閉磁路の円形コアを示したが、ギャップが形成されていたり、多角形でもよい。第1の領域31と第2の領域32とは、それぞれに向い合って配置される。第1のコイル30において、第1の領域31の他方の端部31bは第2の領域32の他方の端部32bと、接続領域35により連結される。第2のコイル40において、第1の領域41の他方の端部41bは第2の領域42の他方の端部42bと、接続領域45により連結される。 Next, a method for winding the first and second coils 30 and 40 will be described in detail. In FIG. 1, the core 20 is a circular core having a closed magnetic circuit, but a gap may be formed or a polygon may be used. The first region 31 and the second region 32 are arranged facing each other. In the first coil 30, the other end 31 b of the first region 31 is connected to the other end 32 b of the second region 32 by a connection region 35. In the second coil 40, the other end 41 b of the first region 41 is connected to the other end 42 b of the second region 42 by a connection region 45.
第1の端部51に外部から電流in1が注入される場合を考える。第1の領域31においてコア20の中心を通りコア20の上面に垂直な断面A1から時計回りの方向(矢印で表す)に向かって見た導線を流れる電流の向きと、第2の領域32においてコア20の中心を通りコア20の上面に垂直な断面A3から時計回り方向に向かって見た導線を流れる電流の向きと、が同一となるように第1のコイル30に導線を巻回する方向を決める。 Consider a case where a current i n1 is injected into the first end portion 51 from the outside. In the first region 31, the direction of the current flowing through the conductor as viewed from the cross-section A 1 passing through the center of the core 20 and perpendicular to the top surface of the core 20 in the clockwise direction (represented by an arrow), The direction in which the conducting wire is wound around the first coil 30 so that the direction of the current flowing through the conducting wire viewed in the clockwise direction from the cross section A3 perpendicular to the upper surface of the core 20 through the center of the core 20 is the same. Decide.
次に、第1の端部52に外部から電流in2が、電流in1と同一の方向(図1では右側)に注入される場合を考える。第1の領域41においてコア20の中心を通りコア20の上面に垂直な断面A4から時計回りの方向に向かって見た導線の電流の向きと、第2の領域42においてコア20の中心を通りコア20の上面に垂直な断面A2から時計回り方向に向かって見た導線の電流の向きと、が同一となるように第2のコイル40に導線を巻回する方向を決める。 Next, consider a case where the current i n2 is injected into the first end portion 52 from the outside in the same direction as the current i n1 (right side in FIG. 1). In the first region 41, the current direction of the conductor as viewed from the cross-section A4 perpendicular to the top surface of the core 20 through the center of the core 20 in the clockwise direction, and in the second region 42 through the center of the core 20. The direction in which the conducting wire is wound around the second coil 40 is determined so that the current direction of the conducting wire seen from the cross-section A2 perpendicular to the upper surface of the core 20 in the clockwise direction is the same.
このように、断面A1〜A4において時計回り方向(矢印で表す)を見たとき、導線に流れる電流の向きをすべて同一とすると、磁束φ11、φ22、φ12、φ21の向きは、すべて反時計回り方向となるので、磁束が互いに強め合う。このようにして、コモンモードチョークコイル10の機能を備えることができる。 Thus, when the clockwise direction (represented by arrows) is viewed in the cross sections A1 to A4, if the directions of the currents flowing through the conductors are all the same, the directions of the magnetic fluxes φ11, φ22, φ12, and φ21 are all counterclockwise. Since they are in the direction, the magnetic fluxes strengthen each other. In this way, the function of the common mode choke coil 10 can be provided.
図1(a)、(b)に表すように、コイルのそれぞれの領域は互いに重ならないようする。また、コイルの1つの領域内でも、導線が重ならないよう、離間して巻回することが好ましい。この効果については後に詳細に説明する。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the respective areas of the coil are not overlapped with each other. Moreover, it is preferable to wind apart in a region of the coil so that the conductive wires do not overlap. This effect will be described in detail later.
図2は、第2の実施形態にかかるコモンモードチョークコイルの模式平面図である。
コモンモードチョークコイル10は、コア20と、第1のコイル30と、第2のコイル40と、を有する。第1のコイル30は、第1の領域31と第2の領域32とに接続された第3の領域33をさらに有する。第2のコイル40は、第1の領域41と第2の領域42とに接続された第3の領域43をさらに有する。
FIG. 2 is a schematic plan view of a common mode choke coil according to a second embodiment.
The common mode choke coil 10 includes a core 20, a first coil 30, and a second coil 40. The first coil 30 further includes a third region 33 connected to the first region 31 and the second region 32. The second coil 40 further includes a third region 43 connected to the first region 41 and the second region 42.
第1のコイル30の第3領域33は、第2のコイル40の第1の領域41と第2の領域42との間に配置される。第2のコイル40の第3領域43は、第1のコイル30の第1の領域31と第2の領域32との間に配置される。 The third region 33 of the first coil 30 is disposed between the first region 41 and the second region 42 of the second coil 40. The third region 43 of the second coil 40 is disposed between the first region 31 and the second region 32 of the first coil 30.
第1のコイル30において、第1の領域31の他方の端部31bは第3の領域33の2つの端部のうちの距離が遠い方の一方の端部33aに接続され、かつ第2の領域32の他方の端部32bは第3の領域33の2つの端部のうちの他方の端部33bに接続される。 In the first coil 30, the other end portion 31b of the first region 31 is connected to one end portion 33a of the farther one of the two end portions of the third region 33, and the second region 31b. The other end 32 b of the region 32 is connected to the other end 33 b of the two ends of the third region 33.
第2のコイル40において、第1の領域41の他方の端部41bは第3の領域43の2つの端部のうちの距離が遠い方の一方の端部43aに接続され、かつ第2の領域42の他方の端部42bは第3の領域43の2つの端部のうちの他方の端部43bに接続される。 In the second coil 40, the other end 41b of the first region 41 is connected to one end 43a of the farther of the two ends of the third region 43, and the second region The other end 42 b of the region 42 is connected to the other end 43 b of the two ends of the third region 43.
次に、第1および第2のコイル30、40の巻回の方法について詳細に説明する。
第1のコイル30は、第1の端部51から、たとえば、コア20の中心軸20aに沿って時計回り方向に巻回が開始される。第1のコイル30の全巻数の約3分の1を巻回すると第1の領域31となる(端部31b)。第3の領域33の一方の端部33aのコア20近傍上の位置は、第1の領域31の他方の端部31bに対して略対向する位置を開始点とし、中心線20aに沿って時計回りの方向に向かって巻回される。
Next, a method for winding the first and second coils 30 and 40 will be described in detail.
The first coil 30 starts to be wound from the first end portion 51 in the clockwise direction, for example, along the central axis 20a of the core 20. When about one third of the total number of turns of the first coil 30 is wound, the first region 31 is formed (end portion 31b). The position of one end 33a of the third region 33 in the vicinity of the core 20 starts from a position substantially opposite to the other end 31b of the first region 31 and starts along the center line 20a. It is wound in the direction of rotation.
第1の領域31の他方の端部31bと第3の領域33の一方の端部33aとは、接続領域36で連結される。第1の領域31の他方の端部31bと第3の領域33の一方の端部33aとの距離は、第1の領域31の他方の端部31bと第3の領域33の他方の端部33bとの距離よりも長い。このため、2つの領域の間の寄生容量を低減できる。この場合、第2の領域32と第3の領域33との間の距離も遠くなるので寄生容量はさらに低減できる。第2のコイル40においても効果は同じである。 The other end 31 b of the first region 31 and one end 33 a of the third region 33 are connected by a connection region 36. The distance between the other end 31 b of the first region 31 and the one end 33 a of the third region 33 is equal to the other end 31 b of the first region 31 and the other end of the third region 33. It is longer than the distance to 33b. For this reason, the parasitic capacitance between the two regions can be reduced. In this case, since the distance between the second region 32 and the third region 33 is also increased, the parasitic capacitance can be further reduced. The effect is the same in the second coil 40.
第1のコイル30の全巻数の約3分の1を巻回すると第3の領域33となる(端部33b)。第2の領域32の他方の端部32bのコア20近傍上の位置は、第3の領域33の他方の端部33bに対して略対向する位置を開始点とし、中心20a線に沿って時計回りに巻回する。第3の領域33の他方の端部33bと第2の領域32の他方の端部32bとは、接続領域37で連結される。このため、2つの領域の間の寄生容量を低減できる。また、第1の領域31の他方の端部31bと第3の領域33の他方の端部33bとの距離は、第1の領域31の他方の端部31bと第3の領域33の一方の端部33aとの距離よりも短いので、寄生容量は図2の場合よりも高くなる。但し、寄生容量は、コイルの領域を分割しない場合よりも低減することができる。なお、3つの領域における導線の巻数比は、1:1:1には限定されない。 When about one third of the total number of turns of the first coil 30 is wound, a third region 33 is formed (end portion 33b). The position of the other end portion 32b of the second region 32 on the vicinity of the core 20 starts from a position substantially opposite to the other end portion 33b of the third region 33, and moves along the center 20a line. Wind around. The other end 33 b of the third region 33 and the other end 32 b of the second region 32 are connected by a connection region 37. For this reason, the parasitic capacitance between the two regions can be reduced. In addition, the distance between the other end 31 b of the first region 31 and the other end 33 b of the third region 33 is equal to the distance between the other end 31 b of the first region 31 and one of the third regions 33. Since it is shorter than the distance to the end portion 33a, the parasitic capacitance is higher than in the case of FIG. However, the parasitic capacitance can be reduced as compared with the case where the coil region is not divided. In addition, the winding ratio of the conducting wires in the three regions is not limited to 1: 1: 1.
図3(a)は第2の実施形態にかかるコモンモードチョークコイルの模式斜視図、図3(b)はその等価回路図、である。
第1のコイル30は、第1の領域31、第2の領域32、第3の領域33に分割される。
第2のコイル40は、第1の領域41、第2の領域42、第3の領域43に分割される。
2つのコイルの6つの領域は、環状のコア20に沿って交互に配置される。また、それぞれの領域の間の接続距離が遠くなるように連結される。このため、寄生容量C31、C32、C33に分割され、直列接続をとるため、コイル全体の寄生容量が低減される。なお、それぞれのコイルの領域において、導線を密着させずに離間して巻回するとさらに寄生容量を低減できる。
FIG. 3A is a schematic perspective view of a common mode choke coil according to the second embodiment, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram thereof.
The first coil 30 is divided into a first area 31, a second area 32, and a third area 33.
The second coil 40 is divided into a first area 41, a second area 42, and a third area 43.
The six regions of the two coils are alternately arranged along the annular core 20. Moreover, it connects so that the connection distance between each area | region may become long. For this reason, since it is divided into parasitic capacitances C 31 , C 32 , and C 33 and connected in series, the parasitic capacitance of the entire coil is reduced. In each coil region, parasitic capacitance can be further reduced by winding the conductor wires apart from each other without closely contacting each other.
図4(a)はコモンモードチョークコイルの作用を説明する回路図、図4(b)はコモンモードチョークコイルの記号、である。
コモンモードチョークコイル10は、4端子回路である。その入力端子51、52は、交流電源(またはパルス電源)80に接続される。出力端子61、62は、負荷90に接続される。接地をリターン回路とするコモンモードノイズ電流in1、in2は、ノイズ源82から、コモンモードチョークコイル10の入力端子51、52に同一の向きに入力される。
FIG. 4A is a circuit diagram for explaining the operation of the common mode choke coil, and FIG. 4B is a symbol of the common mode choke coil.
The common mode choke coil 10 is a four-terminal circuit. The input terminals 51 and 52 are connected to an AC power supply (or pulse power supply) 80. The output terminals 61 and 62 are connected to the load 90. Common mode noise currents i n1 and i n2 having a ground as a return circuit are input from the noise source 82 to the input terminals 51 and 52 of the common mode choke coil 10 in the same direction.
同一方向に入力されたコモンモードノイズ電流in1、in2によりコアに誘起された磁束は互いに強め合う。この結果、インピーダンスが高くなり、ノイズ電流が負荷90側に伝搬することが抑制される。すなわち、コモンモードチョークコイル10は、コモンモードノイズに対してフィルタとして作用する。他方、信号電流は、交流電源80からコモンモードチョークコイル10を通過し負荷90に供給されて交流電源80に戻る。すなわち、信号電流はディファレンシャルモードとなり、誘起された磁束は互いに打ち消し合うのでインダクタとしての作用が弱くなる。 Magnetic fluxes induced in the core by the common mode noise currents i n1 and i n2 input in the same direction reinforce each other. As a result, the impedance is increased and the noise current is suppressed from propagating to the load 90 side. That is, the common mode choke coil 10 acts as a filter against common mode noise. On the other hand, the signal current passes through the common mode choke coil 10 from the AC power supply 80, is supplied to the load 90, and returns to the AC power supply 80. That is, the signal current becomes a differential mode, and the induced magnetic fluxes cancel each other, so that the function as an inductor is weakened.
図5(a)は比較例にかかるコモンモードチョークコイルの模式斜視図、図5(b)はコモンモードノイズ電流の伝搬について説明する図、図5(c)は第1のコイルの等価回路図、である。
図5(a)に表すように、比較例のコモンモードチョークコイル110は、コア120と、第1のコイル130と、第2のコイル140と、を有する。第1のコイル130はコア120の一方の側に導線が近接して設けられる。第2のコイル140はコア120の他方の側に導線が近接して設けられる。第1のコイル130と第2のコイル140との間のコア120は、導線が巻回されずに表面が露出している。比較例のコモンモードチョークコイル110は、導線が近接しているので線間寄生容量が高くなる。
5A is a schematic perspective view of a common mode choke coil according to a comparative example, FIG. 5B is a diagram for explaining propagation of common mode noise current, and FIG. 5C is an equivalent circuit diagram of the first coil. .
As shown in FIG. 5A, the common mode choke coil 110 of the comparative example includes a core 120, a first coil 130, and a second coil 140. The first coil 130 is provided on one side of the core 120 with a conducting wire close thereto. The second coil 140 is provided on the other side of the core 120 with a conducting wire close thereto. The surface of the core 120 between the first coil 130 and the second coil 140 is exposed without winding a conducting wire. The common mode choke coil 110 of the comparative example has a high parasitic capacitance between lines because the conducting wires are close to each other.
図6(a)はコモンモードチョークコイルのインピーダンスの周波数特性を表すグラフ図、図6(b)はその測定方法を説明する回路図、である。
縦軸はインピーダンスZIN (Ω)、横軸は周波数(MHz)、である。また、実線は第2の実施形態、破線は比較例を表す。
FIG. 6A is a graph showing the frequency characteristics of the impedance of the common mode choke coil, and FIG. 6B is a circuit diagram for explaining the measurement method.
The vertical axis represents impedance Z IN (Ω), and the horizontal axis represents frequency (MHz). A solid line represents the second embodiment, and a broken line represents a comparative example.
図6(b)に表すように、第1のコイル30と第2のコイル40とは並列接続される。入力端子50は信号源100に接続され、出力端子60には負荷ZLが接続される。インピーダンスZINは、入力端子50から測定した負荷インピーダンスを表す。コイルのインダクタンスと、寄生容量と、による自己共振周波数近傍においてインピーダンスZINが最大となる。 As shown in FIG. 6B, the first coil 30 and the second coil 40 are connected in parallel. The input terminal 50 is connected to the signal source 100, and the load Z L is connected to the output terminal 60. Impedance Z IN represents the load impedance measured from the input terminal 50. The impedance ZIN is maximized in the vicinity of the self-resonance frequency due to the inductance of the coil and the parasitic capacitance.
第2の実施形態の自己共振周波数は、約430kHzである。図6(a)において、インピーダンスが2000Ω以上となる帯域を比較する。比較例では、帯域が約290kHz以上、1.5MHzである。これに対して、第2の実施形態では、帯域は、290kHz以上、3MHz以下と比較例の約2倍と広い。すなわち、第2の実施形態では、コイルの寄生容量を低減することにより、広い周波数帯域でコモンモードノイズを低減できる。このため、コモンモードチョークコイルを広い周波数帯域で共通化できる。 The self-resonant frequency of the second embodiment is about 430 kHz. In FIG. 6A, the bands where the impedance is 2000Ω or more are compared. In the comparative example, the band is about 290 kHz or more and 1.5 MHz. On the other hand, in the second embodiment, the band is as wide as 290 kHz or more and 3 MHz or less, which is approximately twice that of the comparative example. That is, in the second embodiment, common mode noise can be reduced in a wide frequency band by reducing the parasitic capacitance of the coil. For this reason, the common mode choke coil can be shared in a wide frequency band.
図7は、第3の実施形態にかかるコモンモードチョークコイルの模式平面図である。
第1のコイル30において、第1の領域31の他方の端部31bと第2の領域32の他方の端部32bとが間に回路素子を挟んで接続される。第2のコイル40についても、同様の構成としている。それぞれの2つの端部の間には、たとえば、ケーブル、バスバー、基板に形成したパターンなどを設けることができる。また図7のように、接続領域35、45と接地との間にキャパシタC7、C8を設けることができる。
FIG. 7 is a schematic plan view of a common mode choke coil according to a third embodiment.
In the first coil 30, the other end 31b of the first region 31 and the other end 32b of the second region 32 are connected with a circuit element interposed therebetween. The second coil 40 has the same configuration. Between each two end portions, for example, a cable, a bus bar, a pattern formed on the substrate, or the like can be provided. Further, as shown in FIG. 7, capacitors C7 and C8 can be provided between the connection regions 35 and 45 and the ground.
図8は、第4の実施形態にかかるコモンモードチョークコイルの模式平面図である。
第4の実施形態にかかるコモンモードチョークコイル10は、三相交流回路に用いられる。コモンモードチョークコイル10は、第1のコイルの第1の領域31、第1のコイルの第2の領域32と、第2のコイルの第1の領域41と、第2のコイルの第2の領域42と、第3のコイルの第1の領域71と、第3のコイルの第2の領域72と、を有する。
FIG. 8 is a schematic plan view of a common mode choke coil according to the fourth embodiment.
The common mode choke coil 10 according to the fourth embodiment is used in a three-phase AC circuit. The common mode choke coil 10 includes a first region 31 of the first coil, a second region 32 of the first coil, a first region 41 of the second coil, and a second region of the second coil. It has the area | region 42, the 1st area | region 71 of the 3rd coil, and the 2nd area | region 72 of the 3rd coil.
第1のコイルの第1の端部51(31aに一致)と、第2のコイルの第1の端部52(41aに一致)と、第3のコイルの第1の端部53(71aに一致)と、には三相電圧が供給される。第1のコイルの第2の端部61(32bに一致)と、第2のコイルの第2の端部62(42bに一致)と、第3のコイルの第2の端部63(72bに一致)と、は負荷に接続される。 First end 51 of the first coil (matches 31a), first end 52 of the second coil (matches 41a), and first end 53 of the third coil (to 71a) Coincident) is supplied with a three-phase voltage. Second end 61 of the first coil (matches 32b), second end 62 of the second coil (matches 42b), and second end 63 of the third coil (to 72b) Match) is connected to the load.
第1のコイルの第1の端部51、第2のコイルの第1の端部52、および第3のコイルの第1の端部53において電流in1、in2、in3が同一の方向(図8では外部から流れ込む方向)に通過するとき、第1のコイルに誘起された磁束と第2のコイルに誘起された磁束と第3のコイルに誘起された磁束のそれぞれの向きは、は中心軸20aに沿って同一の方向を向く。
第4の実施形態にかかるコモンモードチョークコイル10は、三相交流回路に生じたコモンモードノイズに対して抑制効果を有する。
In the first end 51 of the first coil, the first end 52 of the second coil, and the first end 53 of the third coil, the currents i n1 , i n2 , i n3 are in the same direction. The directions of the magnetic flux induced in the first coil, the magnetic flux induced in the second coil, and the magnetic flux induced in the third coil when passing in the direction (flowing from the outside in FIG. 8) are: It faces the same direction along the central axis 20a.
The common mode choke coil 10 according to the fourth embodiment has an effect of suppressing common mode noise generated in the three-phase AC circuit.
第1〜第4の実施形態によれば、広い周波数帯域においてコモンモードノイズを抑制可能なチョークフィルタが提供される。これらのコモンモードチョークコイルは、スイッチング電源などに広く用いることができる。 According to the first to fourth embodiments, a choke filter that can suppress common mode noise in a wide frequency band is provided. These common mode choke coils can be widely used for switching power supplies and the like.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 コモンモードチョークコイル、20 コア、20a 中心線、20b 空間、30 第1のコイル、31 第1の領域、32 第2の領域、33 第3の領域、40 第2のコイル、41 第1の領域、42 第2の領域、43 第3の領域、50 入力端子、51 (第1のコイルの)第1の端部、52 (第2のコイルの)第1の端部、53 第3のコイルの第1の端部、60 出力端子、61 (第1のコイルの)第2の端子、62 (第2のコイルの)第2の端子、63 第3のコイルの第2の端部、71、72 第3のコイル、φ1〜φ4 磁束、in1、in2、in3 (コモンモードノイズ)電流 10 common mode choke coil, 20 core, 20a center line, 20b space, 30 first coil, 31 first region, 32 second region, 33 third region, 40 second coil, 41 first Area, 42 second area, 43 third area, 50 input terminals, 51 first end (of the first coil), 52 first end (of the second coil), 53 third First end of the coil, 60 output terminal, 61 second terminal (of the first coil), 62 second terminal (of the second coil), 63 second end of the third coil, 71, 72 Third coil, φ1 to φ4 magnetic flux, i n1 , i n2 , i n3 (common mode noise) current
Claims (2)
前記コアに巻回された複数の領域が直列接続された第1のコイルと、
前記コアに巻回された複数の領域が直列接続された第2のコイルと、
を備え、
前記第1のコイルの第1の端部と前記第2のコイルの第1の端部とは、隣接して設けられ、入力端子を構成し、
前記第1のコイルの前記第1の端部の反対側の第2の端部および前記第2のコイルの前記第1の端部の反対の側の第2の端部は、隣接して設けられ、出力端子を構成し、
前記第1のコイルのそれぞれの領域と前記第2のコイルのそれぞれの領域とは、前記コアの環状部の中心線に沿って互いに重ならないようにかつ交互に配置され、
前記第1のコイルの前記複数の領域のうちの2つは、前記環状部に囲まれた空間において接続され、
前記第2のコイルの前記複数の領域のうちの2つは、前記空間において接続され、
前記第1のコイルは、前記第1の端部となる一方の端部を有する第1領域と、前記第2の端部となる一方の端部を有する第2の領域と、前記第1の領域と前記第2の領域とに接続された第3の領域と、を有し、
前記第2のコイルは、前記第1の端部となる一方の端部を有する第1領域と、前記第2の端部となる一方の端部を有する第2の領域と、前記第1の領域と前記第2の領域とに接続された第3の領域と、を有し、
前記第1のコイルの前記第3領域は、前記第2のコイルの前記第1の領域と前記第2の領域との間に配置され、
前記第2のコイルの前記第3領域は、前記第1のコイルの前記第1の領域と前記第2の領域との間に配置され、
前記第1のコイルにおいて、前記第1の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの距離が遠い一方の端部に接続され、かつ前記第2の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの他方の端部に接続され、
前記第2のコイルにおいて、前記第1の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの距離が遠い一方の端部に接続され、かつ前記第2の領域の他方の端部は前記第3の領域の2つの端部のうちの他方の端部に接続され、
前記第1のコイルの前記第1の端部および前記第2のコイルの前記第1の端部において電流が同一の方向に通過するとき、前記第1のコイルに誘起された磁束と前記第2のコイルに誘起された磁束とは、前記コアの環状の中心軸に沿って同一の方向となる、コモンモードチョークコイル。 A core having an annular portion and made of a magnetic material;
A first coil in which a plurality of regions wound around the core are connected in series;
A second coil in which a plurality of regions wound around the core are connected in series;
With
The first end of the first coil and the first end of the second coil are provided adjacent to each other to form an input terminal;
A second end opposite to the first end of the first coil and a second end opposite to the first end of the second coil are provided adjacent to each other. The output terminal,
The regions of the first coil and the regions of the second coil are alternately arranged so as not to overlap each other along the center line of the annular portion of the core,
Two of the plurality of regions of the first coil are connected in a space surrounded by the annular portion,
Two of the plurality of regions of the second coil are connected in the space;
The first coil includes a first region having one end serving as the first end, a second region including one end serving as the second end, and the first coil A third region connected to the region and the second region;
The second coil includes a first region having one end serving as the first end, a second region including one end serving as the second end, and the first coil A third region connected to the region and the second region;
The third region of the first coil is disposed between the first region and the second region of the second coil;
The third region of the second coil is disposed between the first region and the second region of the first coil;
In the first coil, the other end of the first region is connected to one of the two end portions of the third region which is far away, and the other end of the second region. Is connected to the other end of the two ends of the third region,
In the second coil, the other end of the first region is connected to one of the two end portions of the third region which is far away, and the other end of the second region. Is connected to the other end of the two ends of the third region,
When current passes in the same direction at the first end of the first coil and the first end of the second coil, the magnetic flux induced in the first coil and the second A common mode choke coil in which the magnetic flux induced in the coil is in the same direction along the annular central axis of the core.
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