JPS60178610A - チヨ−クコイル - Google Patents
チヨ−クコイルInfo
- Publication number
- JPS60178610A JPS60178610A JP59034157A JP3415784A JPS60178610A JP S60178610 A JPS60178610 A JP S60178610A JP 59034157 A JP59034157 A JP 59034157A JP 3415784 A JP3415784 A JP 3415784A JP S60178610 A JPS60178610 A JP S60178610A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- alloy
- air gap
- choke coil
- permanent magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はスイッチング電源、Ｄｏ−Ｄｏコンバータなど
電子式電源装置の出力整流回路に用いるチョークコイル
に関する。
電子式電源装置の出力整流回路に用いるチョークコイル
に関する。
チョークコイルでは交流電流と直流電流が重畳されて眞
れるため、直流電流ｌこよる飽和を防ぐ意味で磁心に空
隙が設けられていて。
れるため、直流電流ｌこよる飽和を防ぐ意味で磁心に空
隙が設けられていて。
その構造は例えば第１図のようになっている。
第１図（ａ）は主にフェライトで構成される場合でＢＩ
形、ＥＥ形等の磁心（１）の突合せ部に空隙（２）が設
けられている。
形、ＥＥ形等の磁心（１）の突合せ部に空隙（２）が設
けられている。
第１図（ｂ）は主にケイ素鋼板等の巻鉄心で構成される
場合で、リング状又はダエン状の磁心（１）の１ケ所又
は２ケ所が切断され、ここに空＠（２）が設けられてい
る。
場合で、リング状又はダエン状の磁心（１）の１ケ所又
は２ケ所が切断され、ここに空＠（２）が設けられてい
る。
ところでこれらのチョークコイルには次の問題点があり
、改良が望まれていた。たとえばフェライトのチョーク
コイルは磁束密度がたかだか５ＫＧ程度であるため大き
な直流電流に耐えるためには寸法が非常に大きくなり機
器小形化の要語に反すること、また、ケイ素鋼板巻鉄心
のチョークコイルは磁束密度は１８ＫＧ程度と大きいも
のの高尚波の磁気損失が大きいため、最近の高周波化し
た電子式電源装置に用いると高周波リップルのための発
熱が著しく使用に耐えないという欠点を有していた。
、改良が望まれていた。たとえばフェライトのチョーク
コイルは磁束密度がたかだか５ＫＧ程度であるため大き
な直流電流に耐えるためには寸法が非常に大きくなり機
器小形化の要語に反すること、また、ケイ素鋼板巻鉄心
のチョークコイルは磁束密度は１８ＫＧ程度と大きいも
のの高尚波の磁気損失が大きいため、最近の高周波化し
た電子式電源装置に用いると高周波リップルのための発
熱が著しく使用に耐えないという欠点を有していた。
本発明は上記欠点を除去するためになされたものでイン
ダクタンス直流重畳特性に優れ高周波磁気損失による発
熱が小さいチョークコイルを提供することを目的とする
。
ダクタンス直流重畳特性に優れ高周波磁気損失による発
熱が小さいチョークコイルを提供することを目的とする
。
即ち、本発明のチョークコイルは上記目的を達成するた
めになされたもので、空隙が設けられ、非晶質磁性合金
からなる磁心を有するチョークコイルにおいて、上記空
隙に永久磁石を挿入したことを特徴とするチョークコイ
ルである。
めになされたもので、空隙が設けられ、非晶質磁性合金
からなる磁心を有するチョークコイルにおいて、上記空
隙に永久磁石を挿入したことを特徴とするチョークコイ
ルである。
ここで本発明におけるチョークコイルの一例を第２図に
示す、１はリング状に巻回されて構成された高飽和磁束
密度の非晶質磁性合金の磁心で、一部が切断され第２図
（ｂ）に示すような空隙２が形成されている６３け本発
明に係るチョークコイルの特徴をなすもので永久磁石で
あり、直流重畳電流により発生する磁界と逆方向の磁化
を持つように挿入する。
示す、１はリング状に巻回されて構成された高飽和磁束
密度の非晶質磁性合金の磁心で、一部が切断され第２図
（ｂ）に示すような空隙２が形成されている６３け本発
明に係るチョークコイルの特徴をなすもので永久磁石で
あり、直流重畳電流により発生する磁界と逆方向の磁化
を持つように挿入する。
この永久磁石は具体的には希土類磁石であるＳ ｍ −
Ｏｏ磁石＋０ｅ−Ｃｏ磁石、Ｎｄ−Ｆθ磁石等やプラス
チック磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等が所望の
インダクタンス値、直流重畳特性、使用周波数等により
選択されて用いられる。
Ｏｏ磁石＋０ｅ−Ｃｏ磁石、Ｎｄ−Ｆθ磁石等やプラス
チック磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等が所望の
インダクタンス値、直流重畳特性、使用周波数等により
選択されて用いられる。
このうちＮｄ−Ｆθ磁石は常温での最大磁気エネルギー
積（ＢＨ）ＩＣが大きく常温付近での使用に好ましい、
またＳ ｍ −Ｏｏ磁石は最大磁気エネルギーはＮｄ−
Ｆｅ６Ｍ石はど大きくはないが高温においてもこの値を
大きく低下させずに保持できるので高温での使用に奸才
しい。また、グラスチック磁石はプラスチックの含有に
より磁石のもろさを改善させたもので１機械的強度を必
要とする場合への適用には好ましい。
積（ＢＨ）ＩＣが大きく常温付近での使用に好ましい、
またＳ ｍ −Ｏｏ磁石は最大磁気エネルギーはＮｄ−
Ｆｅ６Ｍ石はど大きくはないが高温においてもこの値を
大きく低下させずに保持できるので高温での使用に奸才
しい。また、グラスチック磁石はプラスチックの含有に
より磁石のもろさを改善させたもので１機械的強度を必
要とする場合への適用には好ましい。
そのほか、０ｅ−Ｃｏ＠５．アルニコ磁石フェライト磁
石は比較的容易で安価に製造できることから、特に高度
な性能は必要としないが容易かつ安価で大量に生産する
場合に好ましい。
石は比較的容易で安価に製造できることから、特に高度
な性能は必要としないが容易かつ安価で大量に生産する
場合に好ましい。
このようにして構成されたチョークコイルは、永久磁石
により磁気バイアスを与えることができるため、直流重
畳電流により発生する磁界の強さを永久磁石に発生する
磁界との相殺によって弱めることにより、大きな直流重
畳電流に対してインダクタンスの低下を防止する効果を
有する。このような本発明に係る永久磁石の幅は永久磁
石の種類、使用周波数、所望のインダクタンス値により
異なるがインダクタンス値を著しく低下させないために
は１．ＯＩｘ以下（０を含まず）であることが好ましい
。
により磁気バイアスを与えることができるため、直流重
畳電流により発生する磁界の強さを永久磁石に発生する
磁界との相殺によって弱めることにより、大きな直流重
畳電流に対してインダクタンスの低下を防止する効果を
有する。このような本発明に係る永久磁石の幅は永久磁
石の種類、使用周波数、所望のインダクタンス値により
異なるがインダクタンス値を著しく低下させないために
は１．ＯＩｘ以下（０を含まず）であることが好ましい
。
本発明のチョークコイルは必ずしも第２図の構成のみに
とどまるものではない０例えば第３図に示される各構成
は、いづれも同一の効果を持つため場合に応じて使い分
けられるべきものである。また、これらはすべてリンク
状の磁心として示されているが、これはダエン状や略角
枠状の磁心であってもかまわない。挿入磁心部分と空隙
を有する磁心部分の割与合は必要きする直流重畳特性に
よって適宜選択される。また、使用する永久磁石の特性
によっても選択される。
とどまるものではない０例えば第３図に示される各構成
は、いづれも同一の効果を持つため場合に応じて使い分
けられるべきものである。また、これらはすべてリンク
状の磁心として示されているが、これはダエン状や略角
枠状の磁心であってもかまわない。挿入磁心部分と空隙
を有する磁心部分の割与合は必要きする直流重畳特性に
よって適宜選択される。また、使用する永久磁石の特性
によっても選択される。
ここにおける空隙を持つ磁心部分の磁性合金は高磁束密
度で、高周波磁気損失のできるだけ小さい材質が望まし
く、これは非晶質合金で得られる０例えば、次の組成を
持つ合金である。
度で、高周波磁気損失のできるだけ小さい材質が望まし
く、これは非晶質合金で得られる０例えば、次の組成を
持つ合金である。
（Ｆｅ２− ａ Ｍ ａ ） ＸＹ ｓ ｏ ｏ 。
Ｍ ： Ｔ ｉ ＊ Ｖ ＊ Ｏｒ ＋ Ｍ ｎ ｖ
ｋ ｅ ＋ Ｎ ｉとも１種以上 Ｙ：Ｓｔ＊Ｂ、Ｐ、００少なくとも１種以上 ０≦ａ≦０．１２ （原子比） ７６≦Ｘ≦８５（原子％） ここでＭＦｉ磁気ひずみを畔下させる元素であり、Ｍの
添加によって磁気損失を低下させ、また透磁率も改善す
るものであり、上記の範曲が実用的である。才た、全金
属量Ｘけ７６％以上で磁気損失の低減ができ、高透磁率
が得られる。才た、Ｘが８５％までは結晶化部０．０２
≦ａ≦０．１２（原子比） Ｙニア７≦Ｘ≦８５（原子％） かよく、更に望ましくけ ０．０３８ａ≦０．０８（原子比） ７９≦Ｘ≦８３（原子％） がよい。
ｋ ｅ ＋ Ｎ ｉとも１種以上 Ｙ：Ｓｔ＊Ｂ、Ｐ、００少なくとも１種以上 ０≦ａ≦０．１２ （原子比） ７６≦Ｘ≦８５（原子％） ここでＭＦｉ磁気ひずみを畔下させる元素であり、Ｍの
添加によって磁気損失を低下させ、また透磁率も改善す
るものであり、上記の範曲が実用的である。才た、全金
属量Ｘけ７６％以上で磁気損失の低減ができ、高透磁率
が得られる。才た、Ｘが８５％までは結晶化部０．０２
≦ａ≦０．１２（原子比） Ｙニア７≦Ｘ≦８５（原子％） かよく、更に望ましくけ ０．０３８ａ≦０．０８（原子比） ７９≦Ｘ≦８３（原子％） がよい。
これらのＦｅ系非晶質合金を用いることにより高飽和磁
束密度で高周波磁気損失の小さな空隙を持つ磁心が得ら
れる。
束密度で高周波磁気損失の小さな空隙を持つ磁心が得ら
れる。
Ｆｅ、、８１．Ｂ１５なる組成の非晶質磁性合金リボン
を巻回、熱処理することにより外径３０＋ｍ、内径２２
ｏ＋、厚さ１０１１１＋７）磁心を構成した。これにエ
ポキシ樹脂を含浸、硬化させた後ダイヤモンドカッター
で１ケ所を半径方向に切断し、１酊の空隙を形成した。
を巻回、熱処理することにより外径３０＋ｍ、内径２２
ｏ＋、厚さ１０１１１＋７）磁心を構成した。これにエ
ポキシ樹脂を含浸、硬化させた後ダイヤモンドカッター
で１ケ所を半径方向に切断し、１酊の空隙を形成した。
次いで同一断面積形状で厚さ１１１ＩＩのＳｇ−〇〇磁
石を磁心の直流発生磁界を打ち消す方向に着磁し、挿入
した。この磁心をフェノール樹脂製のケースに入れ、こ
のケース上に１、１ ａｙｓ ｙｊのフォルマール銅線
を約４０回、巻回して本実施例のチョークコイルを構成
した。
石を磁心の直流発生磁界を打ち消す方向に着磁し、挿入
した。この磁心をフェノール樹脂製のケースに入れ、こ
のケース上に１、１ ａｙｓ ｙｊのフォルマール銅線
を約４０回、巻回して本実施例のチョークコイルを構成
した。
一方、比軟試料として外径３０ｎ、内径２０ ｖｇ 、
厚さ１０１ＩＩのＭｎ、Ｚｎフェライト（ｉ束密度５Ｋ
Ｇ）のトロイダル磁心に、上記と同様の空隙形成処理に
より１．０朋の空隙を形成し、これに上記と同一の巻線
処理を施したもの（フェライトチョークコイル）、及び
３％方向性ケイ素鋼板の５０μｍ薄板リボンを巻回、熱
処理することにより外径３０闘内径２０ｍｍ＋厚さ１０
龍の磁心を構成し、これに上記と同一の空隙形成、巻線
処理を施したもの（ケイ素鋼板チョークコイル）、を用
意した。
厚さ１０１ＩＩのＭｎ、Ｚｎフェライト（ｉ束密度５Ｋ
Ｇ）のトロイダル磁心に、上記と同様の空隙形成処理に
より１．０朋の空隙を形成し、これに上記と同一の巻線
処理を施したもの（フェライトチョークコイル）、及び
３％方向性ケイ素鋼板の５０μｍ薄板リボンを巻回、熱
処理することにより外径３０闘内径２０ｍｍ＋厚さ１０
龍の磁心を構成し、これに上記と同一の空隙形成、巻線
処理を施したもの（ケイ素鋼板チョークコイル）、を用
意した。
これらのチョークコイルにつきインダクタンスの直流重
畳特性をＬ Ｏ）Ｌメーターと可変直流電源を用いて測
定した。この結果を第４図に示す、第４図中、本発明チ
ョークコイルは曲線Ａ、フェライトチョークフィルは曲
線Ｂ、ケイ素鋼板チョークコイルは曲線Ｃで示した。
畳特性をＬ Ｏ）Ｌメーターと可変直流電源を用いて測
定した。この結果を第４図に示す、第４図中、本発明チ
ョークコイルは曲線Ａ、フェライトチョークフィルは曲
線Ｂ、ケイ素鋼板チョークコイルは曲線Ｃで示した。
才だ、スイッチング周波数１００”ＢＫＨｚ。
１２ Ｖ 、 ５ Ａ定格のスイッチンク電源に実装し
、定格電流を３０分間通電した後の磁心の温度（フェラ
イトチョークコイルでは磁心表面、本発明のものとケイ
素鋼板チョークコイルではケース表面）を熱電対とデジ
タル温度計を用いて測定した。これらの結果を第１表に
示した。
、定格電流を３０分間通電した後の磁心の温度（フェラ
イトチョークコイルでは磁心表面、本発明のものとケイ
素鋼板チョークコイルではケース表面）を熱電対とデジ
タル温度計を用いて測定した。これらの結果を第１表に
示した。
第１表
その結果、はぼ同一形状寸法のこれらのチョークコイル
のうち、フェライトチョークコイルは比較的小さな直流
重畳電流でも飽和してしまい、ケイ素鋼板チョークコイ
ルは第１表に示したように実装時に高周波磁気損失によ
る発熱が大きかった。また、いずれも比較的小さな直流
重畳電流でもインダクタンス値が低下した。これに対し
本実施例のチョークコイルは大きな直流重畳電流に対し
てもインタフタンス値の低下がなく、シかも高周波磁気
損失による発熱も少なかった。才た、直流重畳電流によ
り飽和するという難点も少な−。
のうち、フェライトチョークコイルは比較的小さな直流
重畳電流でも飽和してしまい、ケイ素鋼板チョークコイ
ルは第１表に示したように実装時に高周波磁気損失によ
る発熱が大きかった。また、いずれも比較的小さな直流
重畳電流でもインダクタンス値が低下した。これに対し
本実施例のチョークコイルは大きな直流重畳電流に対し
てもインタフタンス値の低下がなく、シかも高周波磁気
損失による発熱も少なかった。才た、直流重畳電流によ
り飽和するという難点も少な−。
以上のように本発明のチョークコイルは小形で整流効果
が高くかつ高周波リップルに対しても発熱が少なく、優
れたインダクタンス直流重畳特性を有するもので、特に
スイッチング電源、Ｄ Ｃ−］） Ｕコンバータなど寛
子弐電諒装置の出力整流回路に用いるチョークコイルと
し実用的価値は高い。
が高くかつ高周波リップルに対しても発熱が少なく、優
れたインダクタンス直流重畳特性を有するもので、特に
スイッチング電源、Ｄ Ｃ−］） Ｕコンバータなど寛
子弐電諒装置の出力整流回路に用いるチョークコイルと
し実用的価値は高い。
第１図は従来のチョークコイルの構成を示す説明図、第
２図は本発明のチョークコイルの構成の一例を示す説明
図、第３図は本発明の他の適用例を示す説明図、第４図
は直流重畳特性を示すクラ７である。 １：磁心、２：空隙、３：永久磁石。 代理人弁理士 則 近 慝 佑（ばか１名）第 １ 図 第２ 回 箭３目
２図は本発明のチョークコイルの構成の一例を示す説明
図、第３図は本発明の他の適用例を示す説明図、第４図
は直流重畳特性を示すクラ７である。 １：磁心、２：空隙、３：永久磁石。 代理人弁理士 則 近 慝 佑（ばか１名）第 １ 図 第２ 回 箭３目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 空隙が設けられ、非晶質磁性合金からなる磁心を
有するチョークコイルにおいて、上記空隙に永久磁石を
挿入したことを特徴とするチョークコイル。 ２、非晶質磁性合金が次の組成を有する特許請求の範囲
第１項記載のチョークコイル。 （Ｆｅ、−ａＭａ）ＸＹｔｏｏ−ｘ ここでＭ ： Ｔ １ ＋ Ｖ ＋ Ｏｒ ＋ Ｍ ｎ
＋ ｋ’ ｅ ｒＮ ｉ 、 Ｚ ｒ ＊ Ｎ ｂ
、 Ｍ ｏ 、 Ｒｕ 。 Ｈｒ ｒ ｉ’ ａ 、 Ｖｖ 、 ｋＬ ｅおよび希
土類元素のうち少なくとも１種以上 Ｙ：Ｓｉ、Ｂ、Ｐ、Ｏのうち少なくと も１種以上 ０≦ａ≦０．１２ （原子比） ７６≦Ｘ≦８５（原子％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034157A JPS60178610A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | チヨ−クコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034157A JPS60178610A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | チヨ−クコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60178610A true JPS60178610A (ja) | 1985-09-12 |
Family
ID=12406365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59034157A Pending JPS60178610A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | チヨ−クコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60178610A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1202295A2 (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Tokin Corporation | Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same |
| JP2003068535A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Nec Tokin Corp | インダクタンス部品 |
| CN104764800A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-08 | 武汉华宇一目检测装备有限公司 | 一种基于串联闭合式磁化的活塞环剩磁探伤方法及装置 |
-
1984
- 1984-02-27 JP JP59034157A patent/JPS60178610A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1202295A2 (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Tokin Corporation | Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same |
| EP1202295A3 (en) * | 2000-10-25 | 2003-10-15 | NEC TOKIN Corporation | Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same |
| JP2003068535A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Nec Tokin Corp | インダクタンス部品 |
| CN104764800A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-08 | 武汉华宇一目检测装备有限公司 | 一种基于串联闭合式磁化的活塞环剩磁探伤方法及装置 |
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