JPH10172841A - チョークコイルおよびそれを用いたノイズフィルタ - Google Patents

チョークコイルおよびそれを用いたノイズフィルタ

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JPH10172841A
JPH10172841A JP8326556A JP32655696A JPH10172841A JP H10172841 A JPH10172841 A JP H10172841A JP 8326556 A JP8326556 A JP 8326556A JP 32655696 A JP32655696 A JP 32655696A JP H10172841 A JPH10172841 A JP H10172841A
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JP
Japan
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choke coil
winding
wire
magnetic core
noise filter
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JP8326556A
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English (en)
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Tsugio Ogawa
次夫 小川
Takashi Ochiai
孝志 落合
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Neomax Kiko Co Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Hitachi Metals Kiko Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
    • H02M1/126Arrangements for reducing harmonics from AC input or output using passive filters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock

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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化され巻線スペースの小さい環状形の大容
量チョークコイル用磁心に効率よく巻線することは困難
であった。 【解決手段】 超微細結晶軟磁性合金で形成し表面に絶
縁処理を施した環状形磁心に、仕切板を設けずに、複数
の可とう性電気絶縁電線を巻線して形成してなり、前記
電線1条当たりの導体の断面積が1.25mm2以上であ
ることを特徴とするチョークコイル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電源ラインと電子・
電気装置間に挿入されるEMI(Electro-Magnetic-Int
erference)対策用のライン・ノイズ・フィルタに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体スイッチング素子の高性能化の進
展に伴い、スイッチング電源やインバータ装置が急速に
普及している。特にIGBTに代表される高周波化対応
の大出力用半導体スイッチング素子の開発により、スイ
ッチング周波数を可聴周波数帯の上限以上とした低騒音
インバータ装置をはじめとして、大容量インバータ装置
の高周波化が急速に図られつつある。しかし、このよう
なスイッチング電源と高周波インバータ装置の普及にと
もない、これらの装置の半導体スイッチング素子のスイ
ッチング動作により発生する高周波ノイズが電源ライン
を介して同一の電源ラインに接続される他の電子機器に
障害を与えてしまう問題がある。このため、このような
スイッチング動作を行う装置から電源ライン側に伝搬さ
れる高周波ノイズを抑制するため、従来、例えば図5に
示すような回路構成のノイズフィルタが前記のスイッチ
ング動作を行う装置と電源ライン間に挿入される。ま
た、これらのノイズフィルタは電源ラインから装置に高
周波ノイズが進入し装置が誤動作するのを防ぐ機能も付
加されている。
【0003】図5は単相用のノイズフィルタの回路構成
であり、同図で31と32は電源ラインに接続される入
力端子、33と35は電源ライン間コンデンサ、34は
コモンモードチョークコイル、36と37はそれぞれ電
源ラインとアース間のコンデンサ、38は電源ライン間
抵抗、39と40は装置に接続される出力端子である。
用途によっては入力と出力とを逆に接続して使うことも
可能である。
【0004】上記のコモンモードチョークコイルは環状
形の磁心に単相若しくは三相の導線を巻いて形成したも
のである(図5は単相巻の例である)。そして、従来、
上記磁心はMn−Znフェライト、圧粉鉄心、Fe基ア
モルファス合金、Co基アモルファス合金等によって形
成されていた。コモンモードチョークコイルに用いる磁
心は比透磁率と飽和磁束密度とが共に高いことが望まし
いが、上記の材質はその点で必ずしも満足のいくもので
はなかった。従って、この様な材質を磁心に用いたコモ
ンモードチョークコイルを有するノイズフィルタは、そ
の特性において十分なものではなく、多段接続で使用さ
れるため大型化するなどして今日要求されている高周波
化や小型化が十分に図られなかった。
【0005】近年、上記材質に変わりうるものとして日
立金属株式会社が開発した合金であるファインメット
(商品名)を磁心に用いることで高い比透磁率と飽和磁
束密度が得られ、コモンモードチョークコイルおよびノ
イズフィルタの高周波化や小型化が可能となった。ファ
インメットは組織の体積全体の50%以上を粒径500
オングストローム以下の結晶粒が占める超微細結晶軟磁
性合金である。これはFe、Co、Niから選ばれる少
なくとも1種の元素を主成分とし、結晶粒微細化や磁気
特性改善のための元素を添加したもので、液体急冷法に
より非晶質合金とし、これを熱処理により結晶化して製
造する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ファインメットを環状
形の磁心に用いた従来のチョークコイルを図6に示す。
45はファインメットからなる磁心であり、通常は樹脂
製のケースに入れて導線46との絶縁を図る。導線46
にはポリウレタン被覆銅線(一般的にはマグネットワイ
ヤと呼ばれる)が用いられている。マグネットワイヤの
被覆は環状形の磁心に巻く際にキズが発生しやすいので
図6に示すように相単位で別々に離して巻き、絶縁性樹
脂の仕切板47を巻線スペース48に導線46を相単位
で仕切るように装着し、導線46間のレアショートを防
ぐ。マグネットワイヤの巻線作業は手作業で行われ、比
較的細いものは巻きやすいが大きい電流を流すには太い
線径にしなければならない。マグネットワイヤは基本的
には可とう性に乏しいため太い線径のマグネットワイヤ
ほど巻線の作業効率が悪くなる。その場合、細い導体を
用いた導線を複数本並列巻きすることが一般的であるが
巻きにくく作業工数増となり、やはり作業効率が悪い。
また、仕切板のスペースを残さなければならず、環状形
磁心の内径側のスペースを巻線用のスペースとして有効
に利用することができない。即ち、ファインメットを磁
心に使用して磁心の小型化は可能となっても巻線の作業
効率が悪くなる。巻線の作業効率を確保しようとすれば
巻線スペース48をある程度大きくせざるを得ず、環状
形の磁心(チョークコイル)の小型化は十分に達成でき
ないという問題点があった。
【0007】本発明の目的は、小型化され巻線スペース
の小さい環状形の大容量チョークコイル用磁心を用いて
も効率よく巻線作業ができ、小型化できる環状形チョー
クコイルを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、超微細結
晶軟磁性合金で形成し表面に絶縁処理を施した環状形磁
心に、仕切板を設けずに、複数の可とう性電気絶縁電線
を巻線して形成してなり、前記電線1条当たりの導体の
断面積が1.25mm2以上であることを特徴とするチョ
ークコイルである。環状形磁心は前述の組成のものを液
体急冷法により非晶質軟磁性合金薄帯とし、この薄帯を
巻いて環状形にする。これを熱処理により超微細結晶軟
磁性合金として環状形磁心を製造する。超微細結晶軟磁
性合金を粉体にして環状形磁心を形成してもよい。環状
形磁心の表面の絶縁処理は樹脂などの絶縁物を塗布若し
くはモールドするか、又は絶縁物で形成したケースに環
状形磁心を入れてもよい。可とう性電気絶縁電線は導体
と電気絶縁被覆体とを有するがその何れについても可と
う性が必要である。可とう性を与えるには一条の導体
は、より線構造であることが好ましく、より線の材質は
例えば銀メッキ軟銅線、すずメッキ軟銅線などが好適で
ある。導体の線径は流す電流値から求めることができ
る。電気絶縁被覆体の材質は例えばポリテトラフルオロ
エチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ
化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂が好
適である。電気絶縁被覆体は十分な絶縁性を確保するた
めに0.4mm以上の厚さを有することが好ましい。この
様な可とう性電気絶縁電線を用いることで、環状形磁心
の内径側のスペースが小さくても巻線作業がしやすくな
るのである。また、従来のマグネットワイヤに比べレア
ショートを起こしにくくなるので仕切板を省くことがで
きる。よって、環状形磁心の内径側のスペースを巻線用
のスペースとして有効に利用することができる。図6に
示す従来のチョークコイルの巻線作業工数(時間)に対
する本願第一の発明のチョークコイルの巻線作業工数の
比は、電線1条当たりの導体の断面積が1.25mm2
約0.5、5.5mm2で約0.3であり導体の断面積が
大きくなるほど巻線作業工数の比は小さくなる。また、
環状形磁心に複数の巻線を施す場合、複数の電線はそれ
ぞれが別々であっても、それらを束ねることで巻線作業
の工数を更に抑えることができる。
【0009】第二の発明は、超微細結晶軟磁性合金で形
成し表面に絶縁処理を施した環状形磁心に、仕切板を設
けずに、複数の導体を有する可とう性電気絶縁電線を巻
線して形成してなり、前記導体1条当たりの断面積が
1.25mm2以上であることを特徴とするチョークコイ
ルである。第二の発明において、可とう性電気絶縁電線
は互いに電気絶縁された複数の導体を有する構造であ
る。可とう性電気絶縁電線の導体と電気絶縁被覆体に必
要な特性は第一の発明のものと同様であり、同様のもの
を使用しうる。環状形磁心に複数の巻線を施す場合、そ
れらの導線が互いの絶縁状態を維持しつつ一体構造とな
り一本の電線を形成することで巻線作業の工数増加を抑
えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明による実施例について説明
する。図1において環状形磁心は液体急冷法により非晶
質軟磁性合金薄帯とし、この薄帯を巻いて環状形にし、
これを熱処理により超微細結晶軟磁性合金とし、この環
状形磁心をポリブチレンテレフタレート製のケース11
にいれた後、可とう性電気絶縁電線12に日立電線株式
会社製フロンレックス電線(商品名)(導体はより線構
造で、すずメッキ軟銅線、電気絶縁被覆体はポリテトラ
フルオロエチレン)2本を束ねて4ターン巻線し、チョ
ークコイル10とした例である。本実施例以外の巻数、
材質であっても同様の構成を採れば効果は同様である。
【0011】次に巻線作業工数について説明する。ま
ず、超微細結晶軟磁性合金をポリブチレンテレフタレー
ト製のケースにいれ内径20mm、外径40mm、厚さ(高
さ)40mmの環状形磁心を作製した。この環状形磁心に
マグネットワイヤを用いて図6の如く巻線する従来のチ
ョークコイル、2本の線を別々に巻線する本発明のチョ
ークコイルおよび図1の如く2本の線を束ねて巻線する
本発明のチョークコイルを作製した。本発明のチョーク
コイルに用いた線は前述の日立電線株式会社製フロンレ
ックス電線、それぞれ4ターンの巻線を手作業で行っ
た。作業工数を図2に示す。横軸は電線の1条当たりの
導体の断面積を表し、縦軸は各断面積における(本発明
のチョークコイルの巻線時間)/(従来のチョークコイ
ルの巻線時間)を表す。aは2本の線を別々に巻線する
本発明のチョークコイル、bは2本の線を束ねて巻線す
る本発明のチョークコイルである。aでは導体の断面積
が1.25mm2以上で急激に巻線作業の効率がよくな
り、1.25mm2で従来の50%程度、5.5mm2で従来
の30%程度になる。bではaのさらに1/2程度にな
る。
【0012】このチョークコイル10をコモンモードチ
ョーコイルとして単相用のノイズフィルタに組み込んだ
例を図3に示す。同図で21と22は電源ラインに接続
される入力端子、23と25は電源ライン間コンデン
サ、10はコモンモードチョークコイル、26と27は
それぞれ電源ラインとアース間のコンデンサ、28は電
源ライン間放電用抵抗、29と30は装置に接続される
出力端子である。
【0013】実施例ではコモンモードチョークコイルを
1つ使う1段のノイズフィルタを示したが、ノイズを除
去しきれない場合は図4に示すようにコモンモードチョ
ークコイルを2つ使う2段のノイズフィルタとすること
もできる。図3と同一部材のものには同一符号を付し
た。この場合、何れも本発明のチョークコイルとすると
きは勿論のこと、1つだけ本発明のチョークコイルとし
てもノイズフィルタの小型化に寄与する。更に段数が増
えても同様の効果が得られる。
【0014】
【発明の効果】本発明のチョークコイルは、小型化され
巻線スペースの小さい環状形の大容量チョークコイル用
磁心を用いても効率よく巻線作業ができる。また、チョ
ークコイルの小型化、更にはそれを用いるノイズフィル
タの小型化を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチョークコイルの一例。
【図2】従来のチョークコイルの巻線作業工数に対する
本発明のチョークコイルの巻線作業工数の比。
【図3】本発明のチョークコイルを用いたノイズフィル
タ回路の一例。
【図4】本発明のチョークコイルを2つ用いたノイズフ
ィルタ回路の一例。
【図5】従来のチョークコイルを用いたノイズフィルタ
回路の一例。
【図6】従来のチョークコイル。
【符号の説明】
10 チョークコイル、11 ケース(環状形磁心) 12 可とう性電気絶縁電線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超微細結晶軟磁性合金で形成し表面に絶
    縁処理を施した環状形磁心に、仕切板を設けずに、複数
    の可とう性電気絶縁電線を巻線して形成してなり、前記
    電線1条当たりの導体の断面積が1.25mm2以上であ
    ることを特徴とするチョークコイル。
  2. 【請求項2】 可とう性電気絶縁電線の電気絶縁被覆体
    は0.4mm以上の厚さを有することを特徴とする請求項
    1に記載のチョークコイル。
  3. 【請求項3】 超微細結晶軟磁性合金で形成し表面に絶
    縁処理を施した環状形磁心に、仕切板を設けずに、複数
    の導体を有する可とう性電気絶縁電線を巻線して形成し
    てなり、前記導体1条当たりの断面積が1.25mm2
    上であることを特徴とするチョークコイル。
  4. 【請求項4】 可とう性電気絶縁電線の電気絶縁被覆体
    は0.4mm以上の厚さを有することを特徴とする請求項
    3に記載のチョークコイル。
  5. 【請求項5】 コモンモードチョークコイルを備えてな
    るノイズフィルタにおいて、コモンモードチョークコイ
    ルに請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のチョーク
    コイルを少なくとも1つ用いたことを特徴とするノイズ
    フィルタ。
JP8326556A 1996-12-06 1996-12-06 チョークコイルおよびそれを用いたノイズフィルタ Pending JPH10172841A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000027017A1 (de) * 1998-11-04 2000-05-11 Vacuumschmelze Gmbh Frequenzumrichter mit bedämpftem gleichspannungszwischenkreis
KR101199325B1 (ko) 2011-03-15 2012-11-09 (주)모토닉 스위칭 노이즈 제거장치
JP2013106475A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Toshiba Corp 系統連系インバータ
JP2019021918A (ja) * 2017-07-11 2019-02-07 プレモ・エセ・アPremo, S.A. 中空トロイダル磁気パワーユニット
JPWO2018179326A1 (ja) * 2017-03-31 2019-12-12 三菱電機株式会社 ノイズフィルタおよび電力変換装置

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