CN113906675A - 噪声滤波器以及电源装置 - Google Patents

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Abstract

噪声滤波器(1)构成为具有：第1汇流条(11)，其是平板的电气布线，具有在第1方向上环绕的第1环绕布线部(11a)、在作为与第1方向相反的方向的第2方向上环绕的第2环绕布线部(11b)、以及将第1环绕布线部(11a)与第2环绕布线部(11b)连接的第1耦合布线部(11c)；第1引出导体(12)，其一端与第1耦合布线部(11c)连接；第1电容器(14)，其一端与第1引出导体(12)的另一端连接，另一端与地线连接；以及磁性体芯(18)，其在中心部分具有开口部(18d)，以第1耦合布线部(11c)穿过开口部(18d)的方式配置。

Description

噪声滤波器以及电源装置
技术领域
本发明涉及具有电容器的噪声滤波器以及电源装置。
背景技术
在以下的专利文献1中，公开有安装有使向电源侧泄漏的电磁噪声减少的噪声滤波器的印刷基板。
专利文献1公开的印刷基板层叠有4层以上的导体层，该4层以上的导体层包含配置有与电路元件的电源端子连接的电源线的导体层、和形成有地线面的导体层。
在专利文献1公开的印刷基板具有的作为导体层之一的第1层中，通过电源线的变形而形成有电抗器。
此外，在专利文献1公开的印刷基板具有的作为导体层之一的第2层中，也通过电源线的变形而形成有电抗器。形成于第1层的电抗器与形成于第2层的电抗器串联连接。
电容器的一端与从形成于第1层的电抗器和形成于第2层的电抗器之间引出的布线连接，电容器的另一端与地线面连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-031965号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如，在如电机驱动用的逆变器装置那样处理大电流的电源装置中，有时使用汇流条作为电源线。
对于使用汇流条作为电源线的电源装置，在为了减少向电源侧泄漏的电磁噪声而应用专利文献1公开的印刷基板那样的构造的情况下，形成于第1层的电抗器和形成于第2层的电抗器分别需要由汇流条形成。另外，从形成于第1层的电抗器与形成于第2层的电抗器之间引出的引出线也需要由汇流条形成。
汇流条通常大多通过金属板等的冲裁或冲压来制造，难以制造具有复杂的立体形状的汇流条。即，对于使用汇流条的电源装置，即使想要应用专利文献1公开的印刷基板那样的构造，由于具有环那样的形状的2个电抗器形成于相互不同的层，且2个电抗器串联连接这样的立体形状的汇流条不是平面构造的汇流条，因此存在难以通过金属板等的冲裁或冲压来制造这样的课题。
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到使用能够通过冲裁或冲压等制造的平面构造的汇流条的噪声滤波器以及电源装置。
用于解决课题的手段
本发明的噪声滤波器具有：第1汇流条，其是平板的电气布线，具有在第1方向上环绕的第1环绕布线部、在作为与第1方向相反的方向的第2方向上环绕的第2环绕布线部、以及将第1环绕布线部与第2环绕布线部连接的第1耦合布线部；第1引出导体，其一端与第1耦合布线部连接；第1电容器，其一端与第1引出导体的另一端连接，另一端与地线连接；以及磁性体芯，其在中心部分具有开口部，以第1耦合布线部穿过开口部的方式配置。
发明的效果
根据本发明，可实现使用能够通过冲裁或冲压等制造的平面构造的第1汇流条的噪声滤波器。
附图说明
[图1]是表示具有实施方式1的噪声滤波器1的电源装置的结构图。
[图2]是表示实施方式1的噪声滤波器1的立体图。
[图3]是从+Z方向观察图2所示的噪声滤波器1的俯视图。
[图4]是从-Y方向观察图3所示的A1-A2截面的剖视图。
[图5]是从+X方向观察图2所示的噪声滤波器1的YZ面图。
[图6]图6A是表示图2所示的噪声滤波器1中的磁性体芯18的构造的立体图，图6B是表示图2所示的噪声滤波器1中的第1汇流条11的构造的立体图。
[图7]是表示图2所示的噪声滤波器1中的第1引出导体12的制造工序的说明图。
[图8]图8A是表示流过第1汇流条11的噪声电流Inoise的说明图，图8B是表示由流过第1汇流条11的噪声电流Inoise产生的磁通Φa、Φb的说明图。
[图9]是图2所示的噪声滤波器1的等效电路。
[图10]是对图9所示的等效电路进行等效电路转换后的电路。
[图11]是表示实施方式1的噪声滤波器1的噪声抑制效果的说明图。
[图12]是表示代替第1汇流条11而使用直线状的汇流条11’且未配置磁性体芯18的噪声滤波器的立体图。
[图13]是表示具有第1环绕布线部11a和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕四分之三周，具有第2环绕布线部11b和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕四分之三周的例子的说明图。
[图14]是表示实施方式2的噪声滤波器1的立体图。
[图15]是从+X方向观察图14所示的噪声滤波器1的YZ面图。
[图16]是图14所示的噪声滤波器1的等效电路。
[图17]是表示实施方式2的噪声滤波器1的噪声抑制效果的说明图。
[图18]是表示代替第1汇流条11而使用直线状的汇流条11’，代替第2汇流条21而使用直线状的汇流条21’且未配置磁性体芯18的噪声滤波器的立体图。
[图19]是从+X方向观察实施方式3的噪声滤波器1的YZ面图。
[图20]图20A是表示磁隙的大小与互感M的对应关系的说明图，图20B是表示频率f与噪声透过量的对应关系的说明图，图20C是表示磁隙的大小与频率f处的噪声透过量的对应关系的说明图。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，按照附图说明用于实施本发明的方式。
实施方式1
图1是表示具有实施方式1的噪声滤波器1的电源装置的结构图。
电源装置例如像电机驱动用的逆变器装置那样，是处理大电流的电力电气设备。但是，电源装置不限于电机驱动用的逆变器装置，例如也可以是开关调节器等DC-DC转换器。
电源装置使用第1汇流条11作为电源线，在第1汇流条11中插入有噪声滤波器1。
噪声滤波器1为了抑制在第1汇流条11中传播的电磁噪声而插入到第1汇流条11中，噪声滤波器1包含第1汇流条11的一部分。
图2是表示实施方式1的噪声滤波器1的立体图。
图3是从+Z方向观察图2所示的噪声滤波器1的俯视图。
图4是从-Y方向观察图3所示的A1-A2截面的剖视图。
图5是从+X方向观察图2所示的噪声滤波器1的YZ面图。
图6A是表示图2所示的噪声滤波器1中的磁性体芯18的构造的立体图。
图6B是表示图2所示的噪声滤波器1中的第1汇流条11的构造的立体图。
在图2～图6中，噪声滤波器1设置于由X轴、Y轴以及Z轴定义的三维空间的与包含X轴和Y轴的平面平行的任意平面。以下，将任意平面称作XY面。
另外，将与X轴平行的方向称作X方向，将与Y轴平行的方向称作Y方向，将与Z轴平行的方向称作Z方向。
Z方向是与相对于印刷基板13的表面的法线平行的方向。
X方向是与印刷基板13的表面平行的方向。Y方向是与印刷基板13的表面平行的方向，并且是与X方向垂直的方向。
第1汇流条11设置于XY面。
第1汇流条11是平板的电气布线，第1汇流条11的一端例如与连接于电源中的电压输出端子的连接器连接，第1汇流条11的另一端例如与电机驱动用的电路连接。
第1汇流条11具有在第1方向上环绕的第1环绕布线部11a、和在作为与第1方向相反的方向的第2方向上环绕的第2环绕布线部11b。
如图3所示，在从+Z方向观察第1汇流条11时，第1方向是以与连接器连接的一侧为起点的顺时针方向。如图3所示，在从+Z方向观察第1汇流条11时，第2方向是以与连接器连接的一侧为起点的逆时针方向。
另外，第1汇流条11具有将第1环绕布线部11a与第2环绕布线部11b连接的第1耦合布线部11c。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1环绕布线部11a、第2环绕布线部11b和第1耦合布线部11c一体地形成。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1方向是顺时针方向，第2方向是逆时针方向。但是，这只不过是一个例子，也可以设第1方向是逆时针方向，第2方向是顺时针方向。即，第1汇流条11也可以具有逆时针环绕的第1环绕布线部11a和顺时针环绕的第2环绕布线部11b。
第1引出导体12是平板的电气布线，第1引出导体12的一端与第1耦合布线部11c连接，第1引出导体12的另一端与施加于印刷基板13的布线图案13b连接。
印刷基板13设置于XY面。
在印刷基板13上安装有第1电容器14。
绝缘体13a是印刷基板13的绝缘层。
布线图案13b是导电性的电气布线，分别与第1引出导体12的另一端和第1电容器14的一端连接。
地线图案13c是导电性的电气布线，与第1电容器14的另一端连接。
第1电容器14的一端经由布线图案13b而与第1引出导体12的另一端连接。
第1电容器14的另一端与地线图案13c连接。
螺钉15由导电性的部件形成。
螺钉15将印刷基板13固定于间隔件16，以将施加于印刷基板13的地线图案13c与间隔件16电连接。
间隔件16由导电性的部件形成。
间隔件16固定于壳体17，与地线图案13c和壳体17分别电连接。
壳体17由导电性的部件形成，与未图示的地线连接。
磁性体芯18由磁性体材料形成，在中心部分具有开口部18d。
磁性体芯18以第1耦合布线部11c穿过开口部18d的方式配置。
磁性体芯18具有第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c。
第1磁芯18a是将磁性体材料成型为三边框状而得到的。
如图6A所示，第1磁芯18a的一端18a1分别与第2磁芯18b的一端18b1和第3磁芯18c的一端18c1连接。另外，第1磁芯18a的另一端18a2分别与第2磁芯18b的另一端18b2和第3磁芯18c的另一端18c2连接。
第2磁芯18b是将磁性体材料成型为棱柱状而得到的。
第2磁芯18b的一端18b1与第1磁芯18a的一端18a1连接，第2磁芯18b的另一端18b2与第1磁芯18a的另一端18a2连接。
第3磁芯18c是将磁性体材料成型为棱柱状而得到的。
第3磁芯18c的一端18c1与第1磁芯18a的一端18a1连接，第3磁芯18c的另一端18c2与第1磁芯18a的另一端18a2连接。
开口部18d是由第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c围成的空间，供第1耦合布线部11c插入。
图7是表示图2所示的噪声滤波器1中的第1引出导体12的制造工序的说明图。
通过金属板的冲裁或冲压等，一体地形成具有图7所示的平面形状的第1汇流条11和第1引出导体12。
弯折部位19表示在第1汇流条11和第1引出导体12一体地形成之后第1引出导体12被弯折的位置。
通过在弯折部位19弯折第1引出导体12，制作具有图6B所示的形状的第1汇流条11和第1引出导体12。
在组装噪声滤波器1时，以使图6B所示的第1汇流条11的第1耦合布线部11c位于磁性体芯18的开口部18d的方式，例如使第1磁芯18a从第1汇流条11的+Z方向朝-Z方向降下。
接着例如，使第2磁芯18b从第1汇流条11的-Y方向朝+Y方向移动。然后，在第2磁芯18b的一端18b1与第1磁芯18a的一端18a1接触、第2磁芯18b的另一端18b2与第1磁芯18a的另一端18a2接触的位置处，将第2磁芯18b固定于第1磁芯18a。
接着例如，使第3磁芯18c从第1汇流条11的-Y方向朝+Y方向移动。然后，在第3磁芯18c的一端18c1与第1磁芯18a的一端18a1接触、第3磁芯18c的另一端18c2与第1磁芯18a的另一端18a2接触的位置处，将第3磁芯18c固定于第1磁芯18a。
此时，在图3所示的A1-A2截面中，如图4所示，第2磁芯18b位于第1引出导体12的图中左侧，第3磁芯18c位于第1引出导体12的图中右侧。
接着，对图2所示的噪声滤波器1的动作进行说明。
图8A是表示流过第1汇流条11的噪声电流Inoise的说明图。
图8B是表示由流过第1汇流条11的噪声电流Inoise产生的磁通Φa、Φb的说明图。
第1汇流条11中的第1环绕布线部11a顺时针环绕，如图9所示，形成电抗器L1。
第1汇流条11中的第2环绕布线部11b逆时针环绕，如图9所示，形成电抗器L2。
在图8A中，示出噪声电流Inoise从电路侧朝向连接器侧流过第1汇流条11的例子。
噪声电流Inoise从电路侧朝向连接器侧流过第1汇流条11，由此，在存在于第1环绕布线部11a形成的电抗器L1的内侧的磁性体芯18中，如图8A所示，产生朝向+Z方向的磁通Φa。
另外，噪声电流Inoise从电路侧朝向连接器侧流过第1汇流条11，由此，在存在于第2环绕布线部11b形成的电抗器L2的内侧的磁性体芯18中，如图8A所示，产生朝向-Z方向的磁通Φb。
此时，在磁性体芯18内，磁通Φa和磁通Φb各自朝向的方向如图8B所示是相同的方向，磁通Φa和磁通Φb相互增强。
磁通Φa和磁通Φb共享磁路，因此，在电抗器L1与电抗器L2之间存在互感M。
图9是图2所示的噪声滤波器1的等效电路。
在图9中，Lwire是第1引出导体12具有的电感分量，C是第1电容器14具有的静电电容，Lc是第1电容器14具有的电感分量，Lpattern是布线图案13b具有的电感分量与地线图案13c具有的电感分量的合计。
Lspacer是间隔件16具有的电感分量，M是电抗器L1与电抗器L2之间的互感。
图10是对图9所示的等效电路进行等效电路转换后的电路。
在图10中，ESL表示电感分量Lwire、电感分量Lc、电感分量Lpattern、电感分量Lspacer的合计。
在图2所示的噪声滤波器1中，如图10所示，ESL与第1电容器14具有的静电电容C串联连接，-M的电感分量与静电电容C串联连接。
ESL和-M的电感分量串联连接的电感分量表示成ESL-M。因此，在图2所示的噪声滤波器1中，能够将ESL抵消互感M的量。
在存在电感的情况下，通常频率越高，阻抗越高，因此，对于存在图10所示的ESL的情况，也是频率越高，阻抗越高。
因此，图10所示的ESL以使流过第1汇流条11的高频的噪声电流Inoise不流向壳体17的方式发挥作用。ESL以使噪声电流Inoise不流向壳体17的方式发挥作用，导致高频噪声的抑制效果恶化。
在图2所示的噪声滤波器1中，能够将ESL抵消互感M的量，因此，能够与互感M相应地改善高频噪声的抑制效果。
在图2所示的噪声滤波器1中，以得到ESL-M＝0的互感M的方式，决定第1环绕布线部11a、第2环绕布线部11b以及第1耦合布线部11c各自的尺寸、磁性体芯18的磁性体材料以及磁性体芯18的尺寸，由此高频噪声的抑制效果最佳。第1环绕布线部11a、第2环绕布线部11b以及第1耦合布线部11c各自的尺寸主要是电抗器L1的内径尺寸和电抗器L2的内径尺寸。
此外，想要抵消的ESL的值能够通过执行基于第1引出导体12、布线图案13b以及间隔件16各自的构造的电磁场分析等求出。
因此，重要的是通过执行电磁场分析等，选定使得互感M尽可能接近ESL的尺寸及磁性体材料。
图11是表示实施方式1的噪声滤波器1的噪声抑制效果的说明图。
在图11所示的曲线图中，横轴表示频率，纵轴表示电路侧与连接器侧之间的噪声透过量。噪声透过量越低，噪声滤波器1的噪声抑制效果越好。
在图11中，“有构造”的噪声滤波器是以M＝ESL的方式决定尺寸等的图2所示的噪声滤波器1。
如图12所示，“无构造”的噪声滤波器是代替第1汇流条11而使用直线状的汇流条11’且未配置磁性体芯18的构造的噪声滤波器。
图12是表示代替第1汇流条11而使用直线状的汇流条11’且未配置磁性体芯18的噪声滤波器的立体图。
在由ESL和第1电容器14具有的静电电容C的值决定的频率fr附近，与“有构造”的噪声滤波器相比，“无构造”的噪声滤波器的噪声抑制效果更好。
但是，在比频率fr高一定程度的频率处，“无构造”的噪声滤波器的噪声抑制效果劣化。因此，在比频率fr高一定程度的频率处，与“无构造”的噪声滤波器相比，“有构造”的噪声滤波器的噪声抑制效果更好。
另外，即使“有构造”的噪声滤波器具有的互感M与ESL不一致，只要“有构造”的噪声滤波器具有满足0＜M＜2×ESL的互感M，则在比频率fr高一定程度的频率处，噪声抑制效果也比“无构造”的噪声滤波器好。比频率fr高一定程度的频率处的噪声透过量处于“无构造”的噪声滤波器的噪声透过量与M＝ESL的噪声滤波器的噪声透过量之间。
在以上的实施方式1中，噪声滤波器1构成为具有：第1汇流条11，其是平板的电气布线，具有在第1方向上环绕的第1环绕布线部11a、在作为与第1方向相反的方向的第2方向上环绕的第2环绕布线部11b、以及将第1环绕布线部11a与第2环绕布线部11b连接的第1耦合布线部11c；第1引出导体12，其一端与第1耦合布线部11c连接；第1电容器14，其一端与第1引出导体12的另一端连接，另一端与地线连接；以及磁性体芯18，其在中心部分具有开口部18d，以第1耦合布线部11c穿过开口部18d的方式配置。因此，可实现使用能够通过冲裁或冲压等制造的平面构造的第1汇流条11的噪声滤波器1。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1环绕布线部11a顺时针环绕，第2环绕布线部11b逆时针环绕。
为了得到期望的磁通Φa，第1汇流条11中的具有第1环绕布线部11a和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕大概四分之三周以上即可。另外，为了得到期望的磁通Φb，第1汇流条11中的具有第2环绕布线部11b和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕大概四分之三周以上即可。
图13是表示具有第1环绕布线部11a和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕四分之三周，具有第2环绕布线部11b和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕四分之三周的例子的说明图。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1汇流条11的一端与连接器连接，第1汇流条11的另一端与电机驱动用的电路连接。但是，这只不过是一个例子，也可以是第1汇流条11的一端与电机驱动用的电路连接，第1汇流条11的另一端与连接器连接。
在图2所示的噪声滤波器1中，在第1汇流条11和第1引出导体12一体地形成之后，第1引出导体12在弯折部位19处被弯折。
但是，这只不过是一个例子，作为第1引出导体12，例如也可以使用线缆，线缆的一端与第1耦合布线部11c连接，线缆的另一端与布线图案13b连接。
线缆的一端与第1耦合布线部11c的连接以及线缆的另一端与布线图案13b的连接可以分别是软钎焊，也可以分别是螺纹紧固。另外，也可以是，线缆的一端与第1耦合布线部11c的连接为软钎焊，线缆的另一端与布线图案13b的连接为螺纹紧固，还可以是，线缆的一端与第1耦合布线部11c的连接为螺纹紧固，线缆的另一端与布线图案13b的连接为软钎焊。
另外，作为第1引出导体12，例如也可以使用具有弹性的导电性材料。
另外，第1引出导体12与布线图案13b的连接只要能够电连接即可，也可以是螺纹固定、基于弹性的导电性材料的接触、基于导电性粘接材料的粘接或焊接等。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c分别由磁性体材料制作。第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c分别是磁性体即可，也可以由铁、铁氧体、非晶类的合金等制作。
在图2所示的噪声滤波器1中，在组装时将第2磁芯18b和第3磁芯18c分别固定于第1磁芯18a。
但是，只要能够以第1耦合布线部11c穿过开口部18d的方式配置磁性体芯18即可，第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c的整体或者一部分也可以一体成型。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1磁芯18a成型为三边框状，第2磁芯18b和第3磁芯18c分别成型为棱柱状。
但是，只要能够以第1耦合布线部11c穿过开口部18d的方式配置磁性体芯18即可，第1磁芯18a的形状例如可以是弯曲状，第2磁芯18b和第3磁芯18c各自的形状例如也可以是弯曲状。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c分别由某种部件保持。此时，只要能够以第1耦合布线部11c穿过开口部18d的方式配置磁性体芯18即可，假设通过树脂等非导电性的部件分别保持第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c。
具体而言，假设通过一端固定于第1汇流条11的非导电性的支承部件来分别保持第1磁芯18a、第2磁芯18b以及第3磁芯18c。
在图2所示的噪声滤波器1中，布线图案13b和地线图案13c分别施加于印刷基板13。
但是，这只不过是一个例子，印刷基板13也可以是多层基板，布线图案13b和地线图案13c也可以施加于多层基板的不同层。
在图2所示的噪声滤波器1中，第1电容器14安装于印刷基板13。第1电容器14只要具有静电电容C即可，可以是表面安装型的电容器，也可以是引线型的电容器。
在图2所示的噪声滤波器1中，螺钉15将地线图案13c与间隔件电连接。但是，这只不过是一个例子，也可以通过软钎焊、焊接或者基于弹簧制部件的嵌入，将地线图案13c与间隔件电连接。
在图2所示的噪声滤波器1中，间隔件16将地线图案13c与壳体17电连接。但是，这只不过是一个例子，也可以将壳体17成型为间隔件状，使成型为间隔件状的壳体17与地线图案13c电连接。
在图2所示的噪声滤波器1中，间隔件16与连接于未图示的地线的壳体17连接。但是，这只不过是一个例子，间隔件16也可以与未图示的地线连接。
实施方式2
在实施方式2中，对具有第1汇流条11和第2汇流条21的噪声滤波器1进行说明。
图14是表示实施方式2的噪声滤波器1的立体图。
图15是从+X方向观察图14所示的噪声滤波器1的YZ面图。
在图14和图15中，与图2～图6相同的标号表示相同或相应的部分，因此省略说明。
第2汇流条21设置于XY面。
第2汇流条21是与第1汇流条11相同形状的平板的电气布线。这里的相同形状不限于严格相同的形状，在实用上没有问题的范围内，第1汇流条11和第2汇流条21的形状也可以不同。
第2汇流条21的一端例如与连接于直流电源中的负电极的电压输出端子的连接器连接，第2汇流条21的另一端例如与电机驱动用的电路连接。
在图14所示的噪声滤波器1中，第1汇流条11的一端例如与连接于直流电源中的正电极的电压输出端子的连接器连接。
第1汇流条11和第2汇流条21在保持电绝缘的状态下平行地配置。但是，第1汇流条11和第2汇流条21的配置不限于严格地平行，在实用上没有问题的范围内，也可以保持大致平行。
第2汇流条21具有在第1方向上环绕的第3环绕布线部21a和在第2方向上环绕的第4环绕布线部21b。
第1方向是从+Z方向观察第2汇流条21时，以与连接器连接的一侧为起点的顺时针方向。第2方向是从+Z方向观察第2汇流条21时，以与连接器连接的一侧为起点的逆时针方向。
另外，第2汇流条21具有将第3环绕布线部21a和第4环绕布线部21b连接的第2耦合布线部21c。
在图14所示的噪声滤波器1中，第3环绕布线部21a、第4环绕布线部21b和第2耦合布线部21c一体地形成。
在图14所示的噪声滤波器1中，第1方向是顺时针方向，第2方向是逆时针方向。但是，这只不过是一个例子，也可以设第1方向是逆时针方向，第2方向是顺时针方向。即，也可以是，第1汇流条11具有逆时针环绕的第1环绕布线部11a和顺时针环绕的第2环绕布线部11b，第2汇流条21具有逆时针环绕的第3环绕布线部21a和顺时针环绕的第4环绕布线部21b。
第2引出导体22是平板的电气布线，第2引出导体22的一端与第2耦合布线部21c连接，第2引出导体22的另一端与施加于印刷基板13的布线图案13d连接。
第2引出导体22通过与第1引出导体12同样的方法制造。
在印刷基板13上分别安装有第1电容器14和第2电容器23。
布线图案13d是导电性的电气布线，分别与第2引出导体22的另一端和第2电容器23的一端连接。
地线图案13e是导电性的电气布线，分别与第1电容器14的另一端和第2电容器23的另一端连接。
第2电容器23的一端经由布线图案13d而与第2引出导体22的另一端连接。
第2电容器23的另一端与地线图案13e连接。
磁性体芯18以第1耦合布线部11c和第2耦合布线部21c分别穿过开口部18d的方式配置。
图16是图14所示的噪声滤波器1的等效电路。在图16中，为了简化说明，省略ESL和互感M的记载。
第2汇流条21中的第3环绕布线部21a顺时针环绕，形成电抗器L3。
第2汇流条21中的第4环绕布线部21b逆时针环绕，形成电抗器L4。
在图16中，B所示的实线表示电抗器L1、L2和电抗器L3、L4被磁性体芯18磁场耦合。
接着，对图14所示的噪声滤波器1的动作进行说明。
作为分别流过第1汇流条11和第2汇流条21的噪声电流，存在常模电流和共模电流。
常模电流流过第1汇流条11的方向与流过第2汇流条21的方向为相反方向。
共模电流流过第1汇流条11的方向与流过第2汇流条21的方向为相同方向。
无论是常模电流还是共模电流，流过第1汇流条11的电流的量与流过第2汇流条21的电流的量都相同。
在电机驱动用的逆变器装置等使用汇流条的设备中，常模电流大多为几十安培以上的大电流。当由几十安培以上的大电流产生的磁通通过磁性体时，有时磁性体引起磁饱和。在磁饱和的状态下，磁性体的相对磁导率接近1，作为磁性体芯的作用几乎消失。
在图14所示的噪声滤波器1中，即使常模电流分别流过第1汇流条11和第2汇流条21，流过第1汇流条11的电流与流过第2汇流条21的电流也是反向且相同的量。
由于流过第1汇流条11的电流与流过第2汇流条21的电流是反向且相同的量，因此，因常模电流流过第1汇流条11而产生的磁通Φa与因常模电流流过第2汇流条21而产生的磁通Φa’相互抵消。另外，因常模电流流过第1汇流条11而产生的磁通Φb与因常模电流流过第2汇流条21而产生的磁通Φb’相互抵消。
因此，在图14所示的噪声滤波器1中，即使常模电流分别流过第1汇流条11和第2汇流条21，磁性体芯18也几乎不会引起磁饱和。
在共模电流中，如上所述，流过第1汇流条11的电流与流过第2汇流条21的电流为相同方向且为相同的量。
因此，因共模电流流过第1汇流条11而产生的磁通Φa与因共模电流流过第2汇流条21而产生的磁通Φa’不会相互抵消。另外，因共模电流流过第1汇流条11而产生的磁通Φb与因共模电流流过第2汇流条21而产生的磁通Φb’不会相互抵消。
在共模电流分别流过第1汇流条11和第2汇流条21时，磁通Φa和磁通Φa’不会被抵消，且磁通Φb和磁通Φb’不会被抵消，因此产生互感M。
在图14所示的噪声滤波器1中，为了抵消作为由共模电流导致的高频噪声(以下，称作“共模噪声”)的抑制效果恶化的主要原因的ESL，利用互感M。
在图14所示的噪声滤波器1中，以得到ESL-M＝0的互感M的方式，决定第1环绕布线部11a、第2环绕布线部11b以及第1耦合布线部11c各自的尺寸。另外，决定第3环绕布线部21a、第4环绕布线部21b以及第2耦合布线部21c各自的尺寸、磁性体芯18的磁性体材料以及磁性体芯18的尺寸。
如上所述，通过确定尺寸及磁性体材料，共模噪声的抑制效果最佳。
第1环绕布线部11a、第2环绕布线部11b以及第1耦合布线部11c各自的尺寸主要是电抗器L1的内径尺寸和电抗器L2的内径尺寸。第3环绕布线部21a、第4环绕布线部21b以及第2耦合布线部21c各自的尺寸主要是电抗器L3的内径尺寸和电抗器L4的内径尺寸。
此外，想要抵消的ESL的值能够通过执行基于第1引出导体12、第2引出导体22、布线图案13b、13d以及间隔件16各自的构造的电磁场分析等求出。
因此，重要的是通过执行电磁场分析等，选定使得互感M尽可能接近ESL的尺寸及磁性体材料。
图17是表示实施方式2的噪声滤波器1的噪声抑制效果的说明图。
在图17所示的曲线图中，横轴表示频率，纵轴表示电路侧与连接器侧之间的噪声透过量。噪声透过量越低，噪声滤波器1的噪声抑制效果越好。
在图17中，“有构造”的噪声滤波器是以M＝ESL的方式决定尺寸等的图14所示的噪声滤波器1。
如图18所示，“无构造”的噪声滤波器是如下构造的噪声滤波器：代替第1汇流条11而使用直线状的汇流条11’，代替第2汇流条21而使用直线状的汇流条21’且未配置磁性体芯18。
图18是表示代替第1汇流条11而使用直线状的汇流条11’，代替第2汇流条21而使用直线状的汇流条21’且未配置磁性体芯18的噪声滤波器的立体图。
在由ESL、第1电容器14具有的静电电容C和第2电容器23具有的静电电容C的值决定的频率fr’附近，与“有构造”的噪声滤波器相比，“无构造”的噪声滤波器的噪声抑制效果更好。
但是，在比频率fr’高一定程度的频率处，“无构造”的噪声滤波器的噪声抑制效果劣化。因此，在比频率fr’高一定程度的频率处，与“无构造”的噪声滤波器相比，“有构造”的噪声滤波器的噪声抑制效果更好。
另外，即使“有构造”的噪声滤波器具有的互感M与ESL不一致，只要“有构造”的噪声滤波器具有满足0＜M＜2×ESL的互感M，则在比频率fr’高一定程度的频率处，噪声抑制效果也比“无构造”的噪声滤波器好。比频率fr’高一定程度的频率处的噪声透过量处于“无构造”的噪声滤波器的噪声透过量与M＝ESL的噪声滤波器的噪声透过量之间。
在以上的实施方式2中，噪声滤波器1构成为具有：第2汇流条21，其是与第1汇流条11相同形状的平板的电气布线，具有在第1方向上环绕的第3环绕布线部21a、在作为与第1方向相反的方向的第2方向上环绕的第4环绕布线部21b、以及将第3环绕布线部21a与第4环绕布线部21b连接的第2耦合布线部21c；第2引出导体22，其一端与第2耦合布线部21c连接；以及第2电容器23，其一端与第2引出导体22的另一端连接，另一端与地线连接。另外，在噪声滤波器1中，第1汇流条11和第2汇流条21在保持电绝缘的状态下平行地配置，磁性体芯18以第1耦合布线部11c和第2耦合布线部21c分别穿过开口部18d的方式配置。因此，可实现分别使用能够通过冲裁或冲压等制造的平面构造的第1汇流条11和第2汇流条21的噪声滤波器1。另外，噪声滤波器1能够防止产生由常模电流引起的磁饱和。
在图14所示的噪声滤波器1中，第1环绕布线部11a顺时针环绕，第2环绕布线部11b逆时针环绕。另外，第3环绕布线部21a顺时针环绕，第4环绕布线部21b逆时针环绕。
为了得到期望的磁通Φa，第1汇流条11中的具有第1环绕布线部11a和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕大概四分之三周以上即可。另外，为了得到期望的磁通Φb，第1汇流条11中的具有第2环绕布线部11b和第1耦合布线部11c的部分相对于磁性体芯18环绕大概四分之三周以上即可。
为了得到期望的磁通Φa’，第2汇流条21中的具有第3环绕布线部21a和第2耦合布线部21c的部分相对于磁性体芯18环绕大概四分之三周以上即可。另外，为了得到期望的磁通Φb’，第2汇流条21中的具有第4环绕布线部21b和第2耦合布线部21c的部分相对于磁性体芯18环绕大概四分之三周以上即可。
在图14所示的噪声滤波器1中，第1汇流条11的一端与连接于直流电源中的正电极的电压输出端子的连接器连接，第2汇流条21的一端与连接于直流电源中的负电极的电压输出端子的连接器连接。但是，这只不过是一个例子，也可以是，第1汇流条11的一端与连接于直流电源中的负电极的电压输出端子的连接器连接，第2汇流条21的一端与连接于直流电源中的正电极的电压输出端子的连接器连接。
另外，也可以是，第1汇流条11的一端与连接于单相交流的2条线中的一条线路的连接器连接，第2汇流条21的一端与连接于单相交流的2条线中的另一条线路的连接器连接。
另外，也可以是，多个汇流条的一端分别与三相交流的3条线或三相交流的4条线中的任意一条线路连接。在多个汇流条的一端分别与三相交流的3条线中的任意一条线路连接的情况下，汇流条、引出导体以及电容器的组合计为3组。另外，在多个汇流条的一端分别与三相交流的4条线中的任意一条线路连接的情况下，汇流条、引出导体以及电容器的组合计为4组。
实施方式3
在实施方式3中，对具有如下的磁性体芯18的噪声滤波器1进行说明，该磁性体芯18在磁性体的一部分插入有作为非磁性体的间隔件40。
图19是从+X方向观察实施方式3的噪声滤波器1的YZ面图。在图19中，与图2和图5相同的标号表示相同或相应的部分，因此省略说明。
间隔件40是由非磁性体材料成型而得到的。
间隔件40被夹在第1磁芯18a的一端18a1与第2磁芯18b的一端18b1和第3磁芯18c1的一端各自之间。
另外，间隔件40被夹在第1磁芯18a的另一端18a2与第2磁芯18b的另一端18b2和第3磁芯18c的另一端18c2各自之间。
此外，间隔件40只要是非磁性体即可，也可以由树脂或金属成型而得到。另外，间隔件40也可以是空气。
接着，对图19所示的噪声滤波器1的动作进行说明。
在图2所示的噪声滤波器1中，磁性体芯18不具有间隔件40，在第1磁芯18a与第2磁芯18b和第3磁芯18c各自之间没有磁隙。
如果没有磁隙，则如图8B所示，几乎没有从磁性体芯18泄漏磁通Φa以及从磁性体芯18泄漏磁通Φb。
在图19所示的噪声滤波器1中，磁性体芯18具有间隔件40，在第1磁芯18a与第2磁芯18b和第3磁芯18c各自之间设置有磁隙。
通过设置磁隙，磁通Φa的一部分从磁隙泄漏，磁通Φb的一部分从磁隙泄漏。因此，在设置有磁隙的情况下，与没有设置磁隙的情况相比，电抗器L1与电抗器L2之间的磁场耦合变弱，互感M减小。
另外，磁隙的大小越大，互感M的减小量越大。
在图19所示的噪声滤波器1中，通过调整间隔件40的厚度，能够改变磁隙的大小，能够调整互感M。
因此，通过执行电磁场分析等，在选定使得互感M尽可能接近ESL的尺寸及磁性体材料时，间隔件40的厚度成为互感M的调整参数之一。
图20A是表示磁隙的大小与互感M的对应关系的说明图。
图20B是表示频率f与噪声透过量的对应关系的说明图。
图20C是表示磁隙的大小与频率f处的噪声透过量的对应关系的说明图。
如图20A所示，磁隙的大小越大，互感M越小。
若噪声电流Inoise的频率变高，噪声电流Inoise的频率成为f，则如图20B和图20C所示，在M＝ESL时，与M＜ESL以及M＞ESL时相比，噪声透过量减小，噪声的抑制效果变好。
在以上的实施方式3中，以具有在磁性体的一部分插入有作为非磁性体的间隔件40的磁性体芯18的方式，构成图19所示的噪声滤波器1。因此，图19所示的噪声滤波器1与图2所示的噪声滤波器1同样地，使用能够通过冲裁或冲压等制造的平面构造的第1汇流条11来实现。另外，图19所示的噪声滤波器1能够不改变第1汇流条11的尺寸、磁性体芯18的尺寸以及材质地调整噪声的抑制效果。
在图19所示的噪声滤波器1中，间隔件40被夹在第1磁芯18a与第2磁芯18b之间，并且，间隔件40被夹在第1磁芯18a与第3磁芯18c之间。
但是，这只不过是一个例子，间隔件40也可以仅被夹在第1磁芯18a与第2磁芯18b之间，间隔件40还可以仅被夹在第1磁芯18a与第3磁芯18c之间。
另外，被夹在第1磁芯18a与第2磁芯18b之间的间隔件40的厚度和被夹在第1磁芯18a与第3磁芯18c之间的间隔件40的厚度也可以不同。
另外，本申请在其发明的范围内，能够实现各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形或各实施方式中的任意结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明适用于具有电容器的噪声滤波器以及电源装置。
标号说明
1：噪声滤波器；11：第1汇流条；11a：第1环绕布线部；11b：第2环绕布线部；11c：第1耦合布线部；11’：汇流条；12：第1引出导体；13：印刷基板；13a：绝缘体；13b：布线图案；13c：地线图案；13d：布线图案；13e：地线图案；14：第1电容器；15：螺钉；16：间隔件；17：壳体；18：磁性体芯；18a：第1磁芯；18a1：一端；18a2：另一端；18b：第2磁芯；18b1：一端；18b2：另一端；18c：第3磁芯；18c1：一端；18c2：另一端；18d：开口部；19：弯折部位；21：第2汇流条；21a：第3环绕布线部；21b：第4环绕布线部；21c：第2耦合布线部；21’：汇流条；22：第2引出导体；23：第2电容器；40：间隔件。

Claims (4)

1.一种噪声滤波器，其中，该噪声滤波器具有：
第1汇流条，其是平板的电气布线，具有在第1方向上环绕的第1环绕布线部、在作为与所述第1方向相反的方向的第2方向上环绕的第2环绕布线部、以及将所述第1环绕布线部与所述第2环绕布线部连接的第1耦合布线部；
第1引出导体，其一端与所述第1耦合布线部连接；
第1电容器，其一端与所述第1引出导体的另一端连接，另一端与地线连接；以及
磁性体芯，其在中心部分具有开口部，以所述第1耦合布线部穿过所述开口部的方式配置。
2.根据权利要求1所述的噪声滤波器，其特征在于，该噪声滤波器具有：
第2汇流条，其是与所述第1汇流条相同形状的平板的电气布线，具有在所述第1方向上环绕的第3环绕布线部、在所述第2方向上环绕的第4环绕布线部、以及将所述第3环绕布线部与所述第4环绕布线部连接的第2耦合布线部；
第2引出导体，其一端与所述第2耦合布线部连接；以及
第2电容器，其一端与所述第2引出导体的另一端连接，另一端与地线连接，
所述第1汇流条和所述第2汇流条以保持电绝缘的状态平行地配置，
所述磁性体芯以所述第1耦合布线部和所述第2耦合布线部分别穿过所述开口部的方式配置。
3.根据权利要求1所述的噪声滤波器，其特征在于，
所述磁性体芯在磁性体的一部分插入有作为非磁性体的间隔件。
4.一种电源装置，其特征在于，该电源装置具有权利要求1～3中的任意一项所述的噪声滤波器。
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