JPH07183113A - スイッチング回路用リアクトルの製造方法 - Google Patents

スイッチング回路用リアクトルの製造方法

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JPH07183113A
JPH07183113A JP6283951A JP28395194A JPH07183113A JP H07183113 A JPH07183113 A JP H07183113A JP 6283951 A JP6283951 A JP 6283951A JP 28395194 A JP28395194 A JP 28395194A JP H07183113 A JPH07183113 A JP H07183113A
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reactor
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circuit
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Yorio Hirose
順夫 広瀬
Yasuaki Sakamizu
康晋 坂水
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • H01F41/0226Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズを発生する原因である電流スパイクや
リンギングを有効に防止することのできるスイッチング
回路用リアクトルの製造方法を提供する。 【構成】 一般式、CoaMbM´cYd(但し、式
中、MはFeおよびMnから選ばれた1種の元素を、M
´はFeおよびMn以外の遷移金属から選ばれた1種ま
たは2種以上の元素を、YはSi,B,PおよびCから
選ばれた1種または2種以上の元素を示し、a,b,
c,dは下記式を満足する原子%である。a+b+c+d=100
,50≦a≦80, 0≦b≦10, 0≦c≦10)よりなる非
晶質磁性合金リボンを巻回または積層してトロイダルコ
アに形成し、前記コアを熱処理することにより100kHzに
おいて、B1 ≧6kG,保磁力(Hc)≦ 0.5(Oe),角形
比(Br/B1 )≧0.8 の特性を持つコアを製造し、前
記コアと導体とを組合せてなり、前記コアを制御する制
御回路を配置することなく半導体素子に直列に挿入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電流スパイクなどを抑
制するためのコアを制御する制御回路を配置することな
く半導体素子に直列に挿入されることを特徴とするスイ
ッチング回路用リアクトルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高周波領域で大電流の抑制を
行う、例えばスイッチング電源などのスイッチング回路
においては、半導体自身の性質や他の回路的要因によ
り、電流スパイクやリンキングが発生しやすいという問
題があった。
【0003】これらの現象は回路動作の正常化を妨げ、
ついには半導体を破壊してしまう恐れがあった。さら
に、このような急激な電流変化は機器のノイズの最大の
原因となっていた。
【0004】一般に、ダイオードのような半導体装置に
印加される電圧の極性を急激に反転させると、ダイオー
ドは一瞬ダイオードとしての機能を失い、逆方向に電流
が流れる。短時間(リカバリータイム)後にダイオード
はその機能を回復し、逆方向の電流は流れなくなるが、
この逆方向電流、すなわち電流スパイクが大きい場合に
は、ダイオードが破壊されてしまうことがある。
【0005】また、このような電流スパイクが発生した
回路にコイルとコンデンサのような共振要素が存在する
と、電流スパイクが長く尾を引くリンギングとなる。電
流スパイクやリンギングは、当然ながら回路の正常な動
作を失わせる。
【0006】さらに、これらが出力に含まれるノイズ成
分として働くほか、電流の急激な反転によって電磁波ノ
イズが生じる。つまり、ノイズを電波の形で空間に輻射
してしまう。
【0007】これら、電流スパイク,リンギング,電磁
波ノイズなどの問題は、高周波領域で大電流の制御を行
う、例えばスイッチング電源などのスイッチング回路に
おいて特に問題となってきている。
【0008】近年、このようなノイズ障害に対する国際
的な対策強化の要請により、半導体使用機器の発生ノイ
ズを防止する対策が強化されつつあり、ノイズの防止が
重要な問題となってきている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような電流スパイ
クやリンギングを抑制するため、半導体回路にスイッチ
ング回路用リアクトルを配置することが行われている。
【0010】しかし、従来のスイッチング回路リアクト
ルのコアは、フェライトやパーマロイなどで形成されて
いるため、十分な抑制を行うことができなかった。
【0011】すなわち、フェライト製のコアを使用した
場合には、角形比(Br/B1 )および飽和磁束密度が
小さいため抑制効果が小さく、有効にするためにはコア
の形状を大きくする必要がある。また、パーマロイ製の
コアを使用した場合には、保磁力(Hc)が大きくて高
周波化に対応できないという問題があった。
【0012】本発明は、このような問題を解消するため
になされたもので、ノイズを発生する原因である電流ス
パイクやリンギングを有効に防止することのできるスイ
ッチング回路用リアクトルの製造方法を提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段と作用】本発明のスイッチ
ング回路用リアクトルの製造方法は、一般式、 Coa
MbM´cYd (但し、式中、MはFeおよびMnか
ら選ばれた1種の元素を、M´はFeおよびMn以外の
遷移金属から選ばれた1種または2種以上の元素を、Y
はSi,B,PおよびCから選ばれた1種または2種以
上の元素を示し、a,b,c,dは下記式を満足する原
子%である。a+b+c+d=100,50≦a≦8
0,0≦b≦10,0≦c≦10)よりなる非晶質磁性
合金リボンを巻回または積層してトロイダルコアに形成
し、前記コアを熱処理することにより100kHz におい
て、B1 ≧6kG,保磁力(Hc)≦0.5エルステッド
(Oe),角形比(Br/B1 )≧0.8の特性を持つ
コアを製造し、前記コアと導体とを組合せてなり、前記
コアを制御する制御回路を配置することなく半導体素子
に直列に挿入されることを特徴としている。
【0014】本発明に使用するコアの材料である非晶質
磁性合金としては、100kHz において、B1 (1Oe
の磁場における磁束密度)が6kG以上で、保磁力(H
c)が0.5Oe以下、さらに角形比(Br/B1 、B
r:残留磁束密度)が0.8以上の特性を持つ、 Co
aMbM´cYd (但し、式中、MはFeおよびMn
から選ばれた1種の元素を、M´はFeおよびMn以外
の遷移金属から選ばれた1種または2種以上の元素を、
YはSi,B,PおよびCから選ばれた1種または2種
以上の元素を示し、a,b,c,dは下記式を満足する
原子%である。a+b+c+d=100,50≦a≦8
0,0≦b≦10,0≦c≦10)よりなる非晶質磁性
合金である。
【0015】好ましくは、M´はCr,Ni,Nb,M
o,W,Zr,Ti,V,Ta,Hf,Re,Cu,Y
である。
【0016】非晶質磁性合金の特性を上述のように限定
した理由は、本発明の効果を得るために1Oeにおける
磁束密度B1 に初めて着目し、本発明における100kH
z における磁束密度B1 ,保磁力(Hc)および角形比
(Br/B1 )という特性を限定することにより、他の
周波数におても十分な特性を有することを本発明者らは
初めて見出したことによる。
【0017】本発明においては、非晶質磁性合金を単ロ
ール法によりリボン状にして巻回することによりトロイ
ダルコアを形成、あるいはリボン上に打抜いたものを積
層してトロイダルコアを形成し、このコアにコアを熱処
理した後、複数回の巻線を施すことによりスイッチング
回路用リアクトルが得られる。本発明において規定する
特性は非晶質磁性合金リボンの板厚、熱処理条件等を変
更することにより得ることができる。
【0018】このスイッチング回路用リアクトルを前記
リアクトルを制御する制御回路を配置することなく半導
体素子に直列に挿入することにより、スイッチング回路
の電流スパイクやリンギングを抑制することができる。
【0019】
【実施例】 実施例1 単ロール法により、Co−Fe−Cr−Si−Bからな
る非晶質磁性合金リボンを得た。これに酸化マグネシウ
ム粉末を塗布して層間絶縁し、直径6mmの石英管に20
回巻き、その後、この石英管を抜取ってコアを作成し
た。このコアに熱処理を行った後、エポキシ樹脂で被覆
して絶縁し、これに絶縁された導線を4回巻いて、本発
明のリアクトルを得た。
【0020】第1図に示すように、このようにして得た
リアクトル2をスイッチング電源回路中のダイオード1
に直列に挿入し、100kHz における効率(スイッチン
グ電源からの出力/回路中のトランスへの入力、%),
電流スパイクの大きさ(A),リンギングの程度および
高周波ノイズ(リアクトルを用いない回路のノイズをO
dbとした場合の比較)を測定した。
【0021】さらに、上述のコアに2本の絶縁された導
線を巻き、外部磁場1Oe下で交流磁場測定装置を用い
て100kHz における交流ヒステリシス曲線を求め、こ
の曲線から1Oeにおける磁束密度B1 ,保磁力(H
c)および角形比(Br/B1)を求めた。
【0022】また、本発明との比較のため、フェライト
またはパーマロイからなるコアを有するリアクトルにつ
いて同様の試験を行った。さらにリアクトルを用いない
回路についても電流スパイクの大きさ,リンギングの程
度および高周波ノイズを測定した。
【0023】これらの結果を併せて表1に示す。
【0024】
【表1】 上記表1より明らかなように、本発明のスイッチング回
路用リアクトルは従来に比し、電流スパイクを低減する
ことができ、リンギングも発生せず、高周波ノイズも極
めて低減することができた。
【0025】実施例2 表2に示す各組成の非晶質磁性合金について単ロール法
により非晶質磁性合金リボンを得た。これに酸化マグネ
シウム粉末を塗布して層間絶縁し、このリボンを外径7
mm×内径6mm×高さ4mmのトロイダル状コアにそれぞれ
巻回した後、熱処理を行ってコアを得た。
【0026】さらに、上述のコアに2本の絶縁された導
線を巻き、外部磁場1Oe下で交流磁場測定装置を用い
て100kHz における交流ヒステリシス曲線を求め、こ
の曲線から1Oeにおける磁束密度B1 ,保磁力(H
c)および角形比(Br/B1)を求めた。
【0027】これらの結果を併せて表2に示す。
【0028】
【表2】 上記表2より明らかなように、全ての試料について、B
1 ≧6kG,Br/B1≧80%、Hc≦0.5Oeを満
足していることがわかる。
【0029】これらの試料について、すべて実施例1と
同様にフライホイールダイオードに直列に挿入してスイ
ッチング電源とし、100kHz における効率(出力/入
力)を求めたところ、すべて78〜80%であった。
【0030】また、このスイッチング回路においては、
電流スパイクやリンギングは見られず、回路動作を正常
化するこどができた。
【0031】
【発明の効果】本発明のスイッチング回路用リアクトル
の製造方法によれば、ノイズを発生する原因である電流
スパイクやリンギングを有効に防止することのでき、回
路動作を正常化し、半導体を保護することが可能となる
スイッチング回路用リアクトルを製造することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリアクトルの性能試験に用いた回路を
示す図である。
【符号の説明】
1…ダイオード 2…リアクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 37/00 A 9375−5E M 9375−5E

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式、 CoaMbM´cYd (但
    し、式中、MはFeおよびMnから選ばれた1種の元素
    を、M´はFeおよびMn以外の遷移金属から選ばれた
    1種または2種以上の元素を、YはSi,B,Pおよび
    Cから選ばれた1種または2種以上の元素を示し、a,
    b,c,dは下記式を満足する原子%である。a+b+
    c+d=100,50≦a≦80,0≦b≦10,0≦
    c≦10)よりなる非晶質磁性合金リボンを巻回または
    積層してトロイダルコアに形成し、前記コアを熱処理す
    ることにより100kHz において、B1 ≧6kG,保磁力
    (Hc)≦0.5エルステッド,角形比(Br/B1
    ≧0.8の特性を持つコアを製造し、前記コアと導体と
    を組合せてなり、前記コアを制御する制御回路を配置す
    ることなく半導体素子に直列に挿入されることを特徴と
    するスイッチング回路用リアクトルの製造方法。
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