JPH04133415U - 高周波用チヨークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 日の字形磁性コア、又はＥＥ型磁性コアの両
外側脚にそれぞれ空隙を儲け、両外側脚にそれぞれ同じ
数の巻線をノルマルモードに巻線を施し、一つの磁性コ
アにより直流電流が重畳してもＭＨｚ帯域までインダク
タンスの値が低下しないノルマルモードノイズとコモン
モードノイズの抑制に有効な高周波用チョークコイルと
する。 【構成】 日の字形磁性コア１、又はＥＥ型磁性コア２
（並列に複数の磁脚を有する磁性コア）の両外側脚３に
空隙４を設け、入力端または出力端から見た巻方向が互
いに同じ方向であるように巻線７を施して本考案による
高周波用チョークコイルとする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子機器において、高周波の電磁ノイズを除去する目的で使用される 高周波用チョークコイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電子機器の電源線に流入する高周波ノイズの伝搬モードには、少なくとも一対 の電源線間を往復線路とするノーマルモード成分と、このノーマルモード成分を 基に、主に分布容量等により電源線とアースまたは筐体間を往復線路とするコモ ンモード成分があり、従来之等の電磁ノイズを除去する方法は、図７の（ａ）、 および図７の（ｃ）に示すように、ノーマルモードチョークコイル１１とコモン モードチョークコイル１２とを併用するか、又は図７の（ｂ）に示すようにコモ ンモードチョークコイルを構成する磁性コア１４の巻線を巻回した磁気回路の１ 部分に空隙１３を設け、積極的にリーケージインダクタンスをもたせることでノ ーマルモードインダクタンスをもたせようとするよう構成し用いていた。

【０００３】 ノーマルモードチョークコイルとコモンモードチョークコイルを併用する場合 には、図７の（ａ）、図７の（ｃ）に示すように、独立する３個のチョークコイ ルを使用するため実装面積が大きくなり、また磁性コア（以下コアと称す）及び コイルが３個必要であり、資材費及び加工費による原価が高くなるなどの欠点が あった。また図７の（ｂ）に示すようにコモンモードチョークのリーケンジイン ダクタンスを積極的に増やし、ノーマルモードのインダクタンスを生じさせたチ ョークコイルは、ノーマルモードインダクタンスを増やしすぎると、コイルのイ ンダクタンスＬ１と、インダクタンスＬ２によって生ずる各々独立に鎖交する磁 束φ２が増加するためライン電流を重畳するとコアが飽和し、インダクタンスが 低下するという欠点があった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 本考案は、従来の叙上の欠点を除去するため、電子機器のノーマルモード及び コモンモードノイズの両方を、１つの磁性コアとノルマルモード巻線のみで可能 な高周波チョークコイルとするもので、しかもコモンモードインダクタンスＬ_C と同等以上のノーマルモードインダクタンス値Ｌ_Nを有する直流重畳が可能な小 型で安価な高周波用チョークコイルを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

日の字型磁性コア、又はＥＥ型磁性コアの両外側脚にそれぞれ空隙を設け、両 外側脚それぞれに巻回された同じ巻数による巻線に往復する電流が流れる時には 中央脚に発生する磁束は両外側脚に巻かれた巻線によって生ずる磁界が互いに打 ち消すよう巻線を施した高周波用チョークコイルとする。

【０００６】 即ち本考案は、１．並列に複数の磁脚を有する磁性コアに巻線間に流れるノー マルモード信号が互いに加算するように巻いて成る高周波用チョークコイルにお いて、一つの磁性コアの少なくとも２つの磁脚に空隙を設けて、該空隙を設けた 磁脚にそれぞれ入力端および出力端から見た巻方向が互いに同じ方向であるよう に巻線し、コモンモードチョークコイルとノルマルモードチョークコイルの機能 を有することを特徴とする高周波用チョークコイルである。２．日の字形磁性コ アまたはＥＥ型磁性コアの両外側脚にそれぞれ空隙を設け、前記両外側脚にそれ ぞれ入力端および出力端から見た巻方向が互いに同じ方向であるように巻線した ことを特徴とする高周波用チョークコイルである。

【０００７】

【作用】

日の字型磁性コア、又はＥＥ型磁性コアの両外側脚にそれぞれ空隙を設け、両 外側脚それぞれに巻回された巻線の数が同数の時、両外側脚に巻かれた巻線に往 復電流が流れた時、両外側脚に発生する磁束は中央脚において互いに打ち消すよ うに両外側脚に巻線が施されているので、例えば平行する２線に直流大電流が重 畳しても磁性コアは両外側脚に設けた空隙長で磁性コアの飽和が決まり、コモン モード動作においては両外側脚で作る磁束は中央磁脚を付勢するように働くので 、コモンモードインダクタンスの値を大にするように動作するので、１つの磁性 コアで外側脚に巻回した巻線に直流又は交流の大電流が重畳した状態でもノルマ ルモードノイズとコモンモードノイズに対し有効に動作する高周波用チョークコ イルを構成することができる。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案によるチョークコイルの構成を示した外観斜視図である。図１の （ａ）は、日の字形磁性コア１の両外側脚３に空隙４を設けた本考案の高周波用 チョークコイルに用いる磁性コアの一実施例であり、図１の（ｂ）は、ＥＥ型磁 性コアの両外側脚３に空隙４を設けた本考案の高周波用チョークコイルに用いる 磁性コアの一実施例である。図１の（ｃ）は図１の（ｂ）に示すＥＥ型磁性コア ２の両外側脚に空隙４を設けた磁性コアに、それぞれ入力端、出力端から見た巻 方向が互いに同じ方向になるように、即ちノルマルモードに巻線７が施された本 考案の高周波用チョークコイルの例である。図１の（ｃ）において、ライン電流 または例えばノーマルモードノイズ電流Ｉ_NはコイルＬ₁においては端子Ａから流 入し、端子Ｂに流出する。又コイルＬ₂においては端子Ｄから流入し、端子Ｃへ 流出する。ライン電流またはノーマルモードノイズ電流により発生する磁束φ１ は磁性コアの両外側脚３をコイルＬ₁及びＬ₂により発生する互いの磁束を重畳す る向きに即ち加算する向きに発生し、ノーマルモードインダクタンスＬ_Nを生じ るが 、両外側脚３には空隙４を設けて実効透磁率を低下させており、磁性コアが飽和 するようにはならないように調整してあるため、巻線に重畳する電流の変化によ るインダクタンスの低下はない。また中央脚８においては、コイルＬ₁とコイル Ｌ₂で発生する磁束Φ１は互いに逆方向となるためノーマルモードインダクタン スＬ_Nは外側脚に設けた空隙の長さによりほぼ決定する。

【０００９】 図１の（ｃ）においてコモンモードノイズ電流Ｉ_C（破線で示す）に対しては 、Ｌ₁コイルにおいては端子Ａから流入し端子Ｂへ流出する。またＬ₂コイルにお いては、端子Ｃから流入し、端子Ｄに流出する。このためコモンモードノイズ電 流Ｉ_Cにより発生する磁束φ₂は磁性コアの両外側脚では互いに逆方向、即ち互い に打ち消す方向であり、中央脚８においては同じ向き即ち加算する方向となり、 中央脚８をとおる磁束によりコモンモードインダクタンスＬ_Cがほぼ決定される 。このため中央脚８が飽和すれば、コモンモードインダクタンスＬ_Cは低下する 。しかし、通常コモンモードノイズ電流は、数百μＡ〜数十ｍＡの微弱な電流で あるため中央脚を飽和させることはなくコモンモードインダクタンスＬ_Cを低下 させるにはいたらず、実用上問題はない。

【００１０】 図２にノーマルモードインダクタンスＬ_N及びコモンモードインダクタンスＬ_C の測定方法を示した。図２の（ａ）、図２の（ｂ）はノーマルモードインダクタ ンスＬ_Nを測定する時の回路図及び構成図であり、コイルＬ₁、Ｌ₂で発生する磁 束を加算する向きに結線した時のインダクタンスである。図２の（ｃ）、図２の （ｄ）はコモンモードインダクタンスＬ_Cを測定する時の回路図及び構成図であ り、コイルＬ₁、Ｌ₂で発生する磁束を打ち消す方向に結線したときのインダクタ ンスである。次に実際に本考案の高周波用チョークコイルを作り測定した例につ き説明する。磁性コアは両外側脚間の巾方向２８ｍｍ、厚み１０ｍｍ、外側脚巾 寸法がそれぞれ６ｍｍ中央脚寸法が７ｍｍである。図１の（ｂ）に示した寸法形 状のＥＥ型磁性コア（Ｎｉ−Ｚｎフェライトコア）を２個（ＥＥ型）組合せ、両 外側脚にそれぞれ１．５ｍｍのギャップを設け、これに巻数１０回巻をそれぞれ 入力端または出力端から見た巻方向が互いに同じ方向となるように巻いてノルマ モードチョークコイルを形成した。その時のインダクタンスの周波数特性を図３ に、インダクタに直流電流を重畳した時のインダクタンスの特性を図４に示す。 直流電流が重畳しない図３に示すノーマルモードインダクタンスＬ_N及びコモン モードインダクタンスＬ_Cは共に約１７μＨのインダクタンスの値が得られ、周 波数帯域は約４０ＭＨＺまで一定の特性が得られた。また図４に示す直流電流が 重畳した時でもノーマルモードインダクタンスＬ_Nは１２Ａまで一定であり、飽 和していない。コモンモードインダクタンスＬ_Cは２Ａ以上でインダクタンスの 値は低下を始めるが、先に述べたようにコモンモードノイズ電流は数十ｍＡ以下 であるため、実用的にはコモンモードインダクタンスＬ_Cは低下しない。図４に 従来の方法であるコモンモードチョークコイルにリーケージインダクタンスを積 極的に増した従来のノーマルモードインダクのインダクタンスＬ_Nａを得た。（ Ｌ_Nａ＝Ｌ_C＝１７μＨ）時の電流重畳特性は１Ａ以下でインダクタンスＬ_Nの低 下がみられる。

【００１１】 次に図３及び図４の特性を持つ本考案の実施例の高周波用チョークコイルを電 子機器に実装した時の電磁ノイズ除去効果の例を示す。図５のようなドイツ規格 （ＶＤＥ規格）による雑音妨害電力の測定方法にて供試機に電子レンジを使用し 測定した。チョークコイルは図６に示すように、図６の（Ａ）のマグネトロン入 力部、及び図６の（Ｂ）の電源入力部に実装したところ、コイルを挿入しない時 に３４．４ＭＨｚで６６ｄＢＰＷ発生していたノイズは、（Ａ）の条件において は、従来のコモンモードチョークのみで４７．７ｄＢＰＷ、従来のノーマルモー ドチョークのみで３９ｄＢＰＷであったのに対し、本考案によるチョークコイル では３５ｄＢＰＷであった。また（Ｂ）においては従来のコモンモードチョーク のみでは４２ｄＢＰＷ、従来のノーマルモードチョークのみでは６２ｄＢＰＷで あったのに対し、本考案によるチョークコイルでは３８ｄＢＰＷであった。

【００１２】

【考案の効果】

本考案による日の字形磁性コア、又はＥＥ型磁性コアの両外側脚に空隙を設け 、両外側脚にノルマルモード巻線を施したノーマルモードチョークコイルにコモ ンモードチョークコイルの機能をもたせることにより、小型で安価な、電磁ノイ ズ防止機能のすぐれた高周波チョークコイルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による高周波用チョークコイルの一実施
例を示す図で、図１の（ａ）は日の字形磁性コアの例を
示す斜視図、図１の（ｂ）はＥＥ型磁性コアの実施例を
示す斜視図、図１の（ｃ）は本考案による高周波チョー
クコイルの一実施例を示す斜視図である。

【図２】ノーマルモード、コモンモードのインダクタン
ス測定の際の結線を示す回路図で、図２の（ａ）、図２
の（ｂ）はノーマルモードの測定回路図、図２の（ｃ）
図２の（ｄ）はコモンモードの条件でのノイズ特性を測
定する回路図。

【図３】本考案による高周波チョークコイルの巻線に直
流電流が重畳しない時のインダクタンス周波数特性図。

【図４】本考案による高周波チョークコイルの巻線に直
流電流が重畳した時のインダクタンス電流重畳特性図。

【図５】雑音妨害電力の測定方法を示した配置図。

【図６】本考案によるチョークコイルを電子レンジに実
装してノイズ防止効果を調査した時の実装位置の概略を
示す回路図。

【図７】従来のノーマルモード及びコモンモードノイズ
を同時に防止するノイズフィルタの例で、図７の（ａ）
はコモンモードチョークコイルとノーマルモードチョー
クコイルを直列に接続した例を示す回路図、図７の
（ｂ）はコモンモードチョークコイルにリーケージフラ
ックスφ₂を積極的に増やすことでノーマルモードイン
ダクタンスを持たせた例を示す平面図、図７の（ｃ）は
ノーマルモード、コモンモード両用インダクタの直流電
流を巻線に重畳した時の特性を示す特性図。

【符号の説明】

１ 日の字形磁性コア ２ ＥＥ型磁性コア ３ 外側脚 ４ 空隙 ６ 磁性コア中央脚 ７ 巻線 ８ 中央脚 １１ ノルマルモードチョークコイル １２ コモンモードチョークコイル １３ 空隙 １４ 磁性コア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｄ 2117−5Ｅ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に複数の磁脚を有する磁性コアに巻
   線間に流れるノーマルモード信号が互いに加算するよう
   に巻いて成る高周波用チョークコイルにおいて、一つの
   磁性コアの少なくとも２つの磁脚に空隙を設けて、該空
   隙を設けた磁脚にそれぞれ入力端および出力端から見た
   巻方向が互いに同じ方向であるように巻線し、コモンモ
   ードチョークコイルとノルマルモードチョークコイルの
   機能を有することを特徴とする高周波用チョークコイ
   ル。
2. 【請求項２】 日の字形磁性コアまたはＥＥ型磁性コア
   の両外側脚にそれぞれ空隙を設け、前記両外側脚にそれ
   ぞれ入力端および出力端から見た巻方向が互いに同じ方
   向であるように巻線したことを特徴とする高周波用チョ
   ークコイル。