JPH04318906A - 磁気特性にすぐれたコモンモードチョーク用複合トロイダルコア - Google Patents
磁気特性にすぐれたコモンモードチョーク用複合トロイダルコアInfo
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- JPH04318906A JPH04318906A JP8557291A JP8557291A JPH04318906A JP H04318906 A JPH04318906 A JP H04318906A JP 8557291 A JP8557291 A JP 8557291A JP 8557291 A JP8557291 A JP 8557291A JP H04318906 A JPH04318906 A JP H04318906A
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はスイッチング電源等に
利用されているコモンモードチョーク等のノイズフィル
ターに使用するノイズ減衰特性、およびパルス減衰特性
にすぐれたコアに関するものである。
利用されているコモンモードチョーク等のノイズフィル
ターに使用するノイズ減衰特性、およびパルス減衰特性
にすぐれたコアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在スイッチング電源関係のＥＭＣ部品
として各種コモンモードチョークが幅広く使用されてい
る。従来このコモンモードチョーク用材料としては、価
格面或いは高周波域までの安定したインピーダンス特性
の為フェライトが用いられていた。
として各種コモンモードチョークが幅広く使用されてい
る。従来このコモンモードチョーク用材料としては、価
格面或いは高周波域までの安定したインピーダンス特性
の為フェライトが用いられていた。
【０００３】しかし、昨今のＥＭＣ規制の低周波域化に
より、通常フェライトのコモンモードチョークは、低周
波用の巻線数の多いコアと、高周波用の巻線数の少いコ
アの２つが、用いられるのが一般的である。ただし、２
つのコアを並べることによる電源回路におけるスペース
が、大きく専有されてしまうことになり、電源の小型化
に大きな障害となっている。
より、通常フェライトのコモンモードチョークは、低周
波用の巻線数の多いコアと、高周波用の巻線数の少いコ
アの２つが、用いられるのが一般的である。ただし、２
つのコアを並べることによる電源回路におけるスペース
が、大きく専有されてしまうことになり、電源の小型化
に大きな障害となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決する為、従来２ケ以上で機能をはたしていたコモンモ
ードなどのチョークコイルの個数を、１個に減少させる
ことにより、省スペースでトータル巻線数の低減をはか
りかつ効率的なインダクタンス特性を有する低周波域か
ら高周波域までを適用範囲とする信頼性の高いコアを提
供するものである。
決する為、従来２ケ以上で機能をはたしていたコモンモ
ードなどのチョークコイルの個数を、１個に減少させる
ことにより、省スペースでトータル巻線数の低減をはか
りかつ効率的なインダクタンス特性を有する低周波域か
ら高周波域までを適用範囲とする信頼性の高いコアを提
供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は磁気特性にお
いて透磁率の周波数特性の異なる少くとも２種類以上の
磁性材料からなるトロイダルコアにおいて、２種類以上
のそれぞれの材料が同心になるように隣接させた構造に
配列したことを特徴とする磁気特性にすぐれたコモンモ
ードチョーク用複合トロイダルコアである。
いて透磁率の周波数特性の異なる少くとも２種類以上の
磁性材料からなるトロイダルコアにおいて、２種類以上
のそれぞれの材料が同心になるように隣接させた構造に
配列したことを特徴とする磁気特性にすぐれたコモンモ
ードチョーク用複合トロイダルコアである。
【０００６】そして、少くとも１種類の磁性材料をＭｎ
−Ｚｎ，Ｎｉ−Ｚｎなどのフェライト、又他の少くとも
１種類の磁性材料をアモルファス、ケイ素鋼、アモルフ
ァス熱処理材などの金属系磁性材料とするか、さらに、
飽和磁束密度の高い方の磁性材料を隣接して内側に配置
することにより、より一層のすぐれた磁気特性を享受で
きる。
−Ｚｎ，Ｎｉ−Ｚｎなどのフェライト、又他の少くとも
１種類の磁性材料をアモルファス、ケイ素鋼、アモルフ
ァス熱処理材などの金属系磁性材料とするか、さらに、
飽和磁束密度の高い方の磁性材料を隣接して内側に配置
することにより、より一層のすぐれた磁気特性を享受で
きる。
【０００７】本発明者らは従来同様の磁気特性、つまり
同様の透磁率の周波数依存性を有するフェライトを巻線
によって低周波用、高周波用とに機能化をはかっていた
のに対して、巻線数を同一にして低周波域用には、フェ
ライトに対して低周波特性のすぐれた鉄系金属磁性材料
を用いることに着眼し、様々な組み合わせを試みた。
同様の透磁率の周波数依存性を有するフェライトを巻線
によって低周波用、高周波用とに機能化をはかっていた
のに対して、巻線数を同一にして低周波域用には、フェ
ライトに対して低周波特性のすぐれた鉄系金属磁性材料
を用いることに着眼し、様々な組み合わせを試みた。
【０００８】一般に、異種のコアを合体させて一個のコ
アとしてあつかえるようにする為には、図１に示すよう
な２種の組み合わせが考えられる。（ａ）は同心になる
ように隣接させた構造（入れ子構造）となるもの、（ｂ
）は同心にかつ積みかさね構造となるもので、材料アと
イとはそれぞれ異なる磁気特性をもつ材質を有する。本
発明者らは、前者の方が飽和磁束密度の有効活用の観点
から実用上著しく優れているという知見を実験的に見い
出し、発明を完成させた。
アとしてあつかえるようにする為には、図１に示すよう
な２種の組み合わせが考えられる。（ａ）は同心になる
ように隣接させた構造（入れ子構造）となるもの、（ｂ
）は同心にかつ積みかさね構造となるもので、材料アと
イとはそれぞれ異なる磁気特性をもつ材質を有する。本
発明者らは、前者の方が飽和磁束密度の有効活用の観点
から実用上著しく優れているという知見を実験的に見い
出し、発明を完成させた。
【０００９】本発明が提示するコアの複合化法を採用す
ることにより、２種類の異なる磁気特性、例えば、透磁
率を実用上最も好ましい周波数特性に調整可能である。 すなわち、μ（ｆ）はμ１ （ｆ）とμ２ （ｆ）の線
型結合として表わされ、 μ（ｆ）＝ａ・μ１ （ｆ）＋ｂ・μ２ （ｆ）ここで
μ（ｆ）：複合コアの透磁率の周波数特性、ｆ：周波数 μ１ （ｆ）：材料１の透磁率 μ２ （ｆ）：材料２の透磁率 ａ，ｂはコイルの内外径比によってきまる定数で、図２
のようにｒ１ ，ｒ２ ，ｒ３ を定義し、材料１を同
心の内側、材料２を同心の外側に配置すると、ａ＝ｌｎ
（ｒ２ ／ｒ１ ）／ｌｎ（ｒ３ ／ｒ１ ）ｂ＝ｌｎ
（ｒ３ ／ｒ２ ）／ｌｎ（ｒ３ ／ｒ１ ）となる。 つまり、内外径比ｒ１ ，ｒ２ ，ｒ３ を選択するこ
とにより任意のａ，ｂを取ることができ、μ（ｆ）を周
波数ｆに応じて最適に選ぶことができる。
ることにより、２種類の異なる磁気特性、例えば、透磁
率を実用上最も好ましい周波数特性に調整可能である。 すなわち、μ（ｆ）はμ１ （ｆ）とμ２ （ｆ）の線
型結合として表わされ、 μ（ｆ）＝ａ・μ１ （ｆ）＋ｂ・μ２ （ｆ）ここで
μ（ｆ）：複合コアの透磁率の周波数特性、ｆ：周波数 μ１ （ｆ）：材料１の透磁率 μ２ （ｆ）：材料２の透磁率 ａ，ｂはコイルの内外径比によってきまる定数で、図２
のようにｒ１ ，ｒ２ ，ｒ３ を定義し、材料１を同
心の内側、材料２を同心の外側に配置すると、ａ＝ｌｎ
（ｒ２ ／ｒ１ ）／ｌｎ（ｒ３ ／ｒ１ ）ｂ＝ｌｎ
（ｒ３ ／ｒ２ ）／ｌｎ（ｒ３ ／ｒ１ ）となる。 つまり、内外径比ｒ１ ，ｒ２ ，ｒ３ を選択するこ
とにより任意のａ，ｂを取ることができ、μ（ｆ）を周
波数ｆに応じて最適に選ぶことができる。
【００１０】上記のような利点は、図１（ｂ）に示すよ
うな積み重ね方式の複合コアによっても達成できる。し
かし、図１（ａ）の入れ子方式が図１（ｂ）の積み重ね
方式に比べて磁束分布において著しく優れている。
うな積み重ね方式の複合コアによっても達成できる。し
かし、図１（ａ）の入れ子方式が図１（ｂ）の積み重ね
方式に比べて磁束分布において著しく優れている。
【００１１】トロイダルコアにおける磁束分布は半径方
向に均一ではなく、磁束密度がコアの内側ほど磁束密度
が高くなる。つまり、鉄系金属磁性材料のような飽和磁
束密度の高い材料をコアの内側に配置することは、その
材料の特性を充分に利用できることにつながる。仮に、
積み重ね方式にした場合、折角高い磁束密度を持ってい
る材料の特性を、半分程度しか発揮できなくなってしま
う。
向に均一ではなく、磁束密度がコアの内側ほど磁束密度
が高くなる。つまり、鉄系金属磁性材料のような飽和磁
束密度の高い材料をコアの内側に配置することは、その
材料の特性を充分に利用できることにつながる。仮に、
積み重ね方式にした場合、折角高い磁束密度を持ってい
る材料の特性を、半分程度しか発揮できなくなってしま
う。
【００１２】つまり、透磁率μ（ｆ）を自由度高く設計
できかつ、飽和磁束密度特性を最大限利用できる複合コ
アの組み合わせは入れ子方式のみになる。
できかつ、飽和磁束密度特性を最大限利用できる複合コ
アの組み合わせは入れ子方式のみになる。
【００１３】
【作用】本発明により、磁気特性の異なる２種類以上の
磁性材料からなる複合トロイダルコアにおいて、透磁率
の自由度と磁束密度分布の観点から材料の特性を最大限
に活用した組み合わせを実現できる。
磁性材料からなる複合トロイダルコアにおいて、透磁率
の自由度と磁束密度分布の観点から材料の特性を最大限
に活用した組み合わせを実現できる。
【００１４】
【実施例】図２に示した寸法において、ｒ１ ＝１０ｍ
ｍ，ｒ２ ＝１５ｍｍ，ｒ３ ＝２０ｍｍ，ｔ＝１０ｍ
ｍとし、フェライトを外側に鉄系アモルファス熱処理磁
性材料を内側に配置した。フェライトの飽和磁束密度０
．５１Ｔ、透磁率５０００（ａｔ１ｋＨｚ）鉄系アモル
ファス熱処理磁性材料の飽和磁束密度１．３５Ｔ、透磁
率２００００（ａｔ１ｋＨｚ）である。
ｍ，ｒ２ ＝１５ｍｍ，ｒ３ ＝２０ｍｍ，ｔ＝１０ｍ
ｍとし、フェライトを外側に鉄系アモルファス熱処理磁
性材料を内側に配置した。フェライトの飽和磁束密度０
．５１Ｔ、透磁率５０００（ａｔ１ｋＨｚ）鉄系アモル
ファス熱処理磁性材料の飽和磁束密度１．３５Ｔ、透磁
率２００００（ａｔ１ｋＨｚ）である。
【００１５】巻線数は１２ターンとして、ノイズ減衰特
性は従来のフェライトコア２個分とほぼ同等の減衰量が
１０ｋＨｚ 〜１０ＭＨｚ の範囲で得られた。つまり
従来の半分のスペースで、同等の特性を得ることができ
た。さらにパルス減衰特性は、従来のフェライトコア２
個分よりも向上し、入力パルス電圧の飽和開始点が１０
０Ｖから３００Ｖ程度へと向上した。さらに加えてトー
タルコアの巻線数は、従来のフェライトコア２個分の場
合の２４＋１２＝３６巻線より、６６％減の１２巻線と
なり、工数の大きな低減へとつながった。
性は従来のフェライトコア２個分とほぼ同等の減衰量が
１０ｋＨｚ 〜１０ＭＨｚ の範囲で得られた。つまり
従来の半分のスペースで、同等の特性を得ることができ
た。さらにパルス減衰特性は、従来のフェライトコア２
個分よりも向上し、入力パルス電圧の飽和開始点が１０
０Ｖから３００Ｖ程度へと向上した。さらに加えてトー
タルコアの巻線数は、従来のフェライトコア２個分の場
合の２４＋１２＝３６巻線より、６６％減の１２巻線と
なり、工数の大きな低減へとつながった。
【００１６】
【発明の効果】本発明により例えばＥＭＣ用コモンモー
ドチョークにおいては、従来２個のコアを並べて特性を
確保していたものが半分のスペースでかつ、パルス減衰
特性にすぐれたものが製造可能となり、スイッチング電
源等の小型化および巻線工程の工数減によるコアの低コ
スト化に多大の貢献をする。
ドチョークにおいては、従来２個のコアを並べて特性を
確保していたものが半分のスペースでかつ、パルス減衰
特性にすぐれたものが製造可能となり、スイッチング電
源等の小型化および巻線工程の工数減によるコアの低コ
スト化に多大の貢献をする。
【図１】複合トロイダルコアの組み合わせ説明図を示し
、（ａ）は同心になるように隣接させた構造（入れ子構
造）（ｂ）は積み重ね方式を示す。
、（ａ）は同心になるように隣接させた構造（入れ子構
造）（ｂ）は積み重ね方式を示す。
【図２】（ａ）は入れ子方式複合トロイダルコアにおけ
る各部寸法を示す平面図、（ｂ）は正面図である。
る各部寸法を示す平面図、（ｂ）は正面図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 透磁率の周波数特性の異なる少くとも
２種類以上の磁性材料からなるトロイダルコアにおいて
、２種類以上のそれぞれの材料が同心になるように隣接
させた構造に配列したことを特徴とする磁気特性にすぐ
れたコモンモードチョーク用複合トロイダルコア。 - 【請求項２】 少くとも１種類の磁性材料をＭｎ−Ｚ
ｎ，Ｎｉ−Ｚｎなどのフェライト、又他の少くとも１種
類の磁性材料をアモルファス、ケイ素鋼、アモルファス
熱処理材などの金属系磁性材料とすることを特徴とする
請求項１記載のコモンモードチョーク用複合トロイダル
コア。 - 【請求項３】 コアの飽和磁束密度の高さの順に入れ
子の内側から外側に配列することを特徴とする請求項１
または２記載のコモンモードチョーク用複合トロイダル
コア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8557291A JPH04318906A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 磁気特性にすぐれたコモンモードチョーク用複合トロイダルコア |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8557291A JPH04318906A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 磁気特性にすぐれたコモンモードチョーク用複合トロイダルコア |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318906A true JPH04318906A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13862529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8557291A Withdrawn JPH04318906A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 磁気特性にすぐれたコモンモードチョーク用複合トロイダルコア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318906A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817647A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-01-19 | I Kiyuu For:Kk | トランス |
| US6335483B1 (en) | 1997-07-29 | 2002-01-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Noise-suppressing component |
| FR2906944A1 (fr) * | 2006-10-06 | 2008-04-11 | Schneider Toshiba Inverter | Dispositif de filtrage de mode commun et variateur de vitesse comportant un tel dispositif |
| US7612640B2 (en) * | 2006-07-26 | 2009-11-03 | Sumida Corporation | Magnetic element |
| CN102610371A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-25 | 天通控股股份有限公司 | 一种pfc电感用复合软磁磁心 |
| CN103617868A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 宁波南车时代传感技术有限公司 | 一种磁调制电压传感器的磁路部件 |
| JP2018152551A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-09-27 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド | 可変透磁率コアを有するインダクタ |
| JP2020503676A (ja) * | 2017-01-03 | 2020-01-30 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | インダクタ及びこれを含むｅｍｉフィルター |
| CN115250073A (zh) * | 2021-04-28 | 2022-10-28 | 日本电产艾莱希斯株式会社 | 线束单元和包括该线束单元的逆变器装置 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8557291A patent/JPH04318906A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817647A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-01-19 | I Kiyuu For:Kk | トランス |
| US6335483B1 (en) | 1997-07-29 | 2002-01-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Noise-suppressing component |
| US7868730B2 (en) | 2006-06-10 | 2011-01-11 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | Common-mode filtering device and speed variator comprising such a device |
| US7612640B2 (en) * | 2006-07-26 | 2009-11-03 | Sumida Corporation | Magnetic element |
| FR2906944A1 (fr) * | 2006-10-06 | 2008-04-11 | Schneider Toshiba Inverter | Dispositif de filtrage de mode commun et variateur de vitesse comportant un tel dispositif |
| JP2008103716A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-05-01 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | コモンモードフィルタ装置およびこのフィルタ装置を備えた可変速駆動装置 |
| CN102610371A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-25 | 天通控股股份有限公司 | 一种pfc电感用复合软磁磁心 |
| CN103617868A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 宁波南车时代传感技术有限公司 | 一种磁调制电压传感器的磁路部件 |
| JP2020503676A (ja) * | 2017-01-03 | 2020-01-30 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | インダクタ及びこれを含むｅｍｉフィルター |
| US11289252B2 (en) | 2017-01-03 | 2022-03-29 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inductor and EMI filter including the same |
| JP2022174101A (ja) * | 2017-01-03 | 2022-11-22 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | インダクタ及びこれを含むｅｍｉフィルター |
| US11955262B2 (en) | 2017-01-03 | 2024-04-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inductor and EMI filter including the same |
| US12482586B2 (en) | 2017-01-03 | 2025-11-25 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inductor and EMI filter including the same |
| JP2018152551A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-09-27 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド | 可変透磁率コアを有するインダクタ |
| CN115250073A (zh) * | 2021-04-28 | 2022-10-28 | 日本电产艾莱希斯株式会社 | 线束单元和包括该线束单元的逆变器装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |