DE102013114352A1

DE102013114352A1 - Gleichtaktfilter

Info

Publication number: DE102013114352A1
Application number: DE102013114352.0A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tomonari; Tsutomu Kobayashi; Kazunori Arimitsu; Yuma KOMAYA
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: CN106920627B; KR20140079727A; US20140167903A1; US9659701B2; KR101468821B1; US11636973B2; CN106920627A; US20200185145A1; CN106960715A; DE102013114352B4; CN103887040A; US10600555B2; CN106960715B; US20170221626A1; CN203746604U; CN103887040B

Abstract

Ein Gleichtaktfilter enthält einen ersten und einen zweiten Draht, die in der gleichen Anzahl von Windungen um einen Wickelkernabschnitt herum gewickelt sind. Sowohl der erste als auch der zweite Draht sind in einer Anzahl m1 von Windungen in einem ersten Wickelbereich gewickelt und in einer Anzahl m2 von Windungen in einem zweiten Wickelbereich gewickelt. Eine Distanz D1 zwischen einer n1-ten Windung (1 ≤ n1 ≤ m1 – 1) des zweiten Drahtes und einer n1 + 1-ten Windung des ersten Drahtes ist kürzer als eine Distanz D2 zwischen einer n1-ten Windung des ersten Drahtes und einer n1 + 1-ten Windung des zweiten Drahtes in dem Wickelbereich. Eine Distanz D3 zwischen einer n2-ten Windung (m1 + 1 ≤ n2 ≤ m1 + m2 – 1) des ersten Drahtes und einer n2 + 1-ten Windung des zweiten Drahtes ist kürzer als eine Distanz D4 zwischen einer n2-ten Windung des zweiten Drahtes und einer n2 + 1-ten Windung des ersten Drahtes in dem Wickelbereich.

Description

HINTERGRUND der ERFINDUNG
– Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleichtaktfilter, und betrifft insbesondere eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters.
– Beschreibung des Standes der Technik
Ein Gleichtaktfilter, das durch zwei Induktivitäten gebildet ist, die an jeder von zwei Signalleitungen bereitgestellt sind, die jeweils einen Übertragungsweg bilden, der ein differenzielles Übertragungsverfahren verwendet, und magnetisch miteinander gekoppelt sind, ist bekannt. Durch Einfügen des Gleichtaktfilters in den Übertragungsweg, der ein differenzielles Übertragungsverfahren verwendet, ist es möglich, selektiv nur einen Gleichtakt-Rauschstrom zu unterdrücken.
Es ist bekannt, dass ein toroidaler Kern oder ein Trommelkern als eine spezielle Struktur des Gleichtaktfilters verwendet wird. Die Verwendung des toroidalen Kerns macht es möglich, eine hohe Rauschunterdrückungsleistung zu erhalten, weil sich kein Spalt in dem Kern befindet und er eine hohe effektive magnetische Permeabilität besitzt. Jedoch besteht bei dem toroidalen Kern das Problem starker Schwankungen in der Kennlinie, weil ein automatisches Spulenwickeln nicht durchführbar und manuelles Spulenwickeln zwangsläufig erforderlich ist. Im Gegensatz dazu macht die Verwendung des Trommelkerns es möglich, die Schwankung in den Eigenschaften zu mindern, weil ein automatisches Spulenwickelverfahren verwendet werden kann. Jedoch hat der Trommelkern das Problem, dass es schwierig ist, eine ebenso hohe Rauschunterdrückungsleistung zu erhalten wie mit dem toroidalen Kern. Darüber hinaus eignet sich ein Gleichtaktfilter vom Trommelkerntyp für die Massenproduktion, weil das automatische Spulenwickelverfahren verwendet werden kann.
Jedes der japanischen Patente mit den Nummern 4789076 und 3973028 offenbart ein Beispiel eines Gleichtaktfilters, das unter Verwendung eines Trommelkerns gebildet wird. In dem Beispiel des japanischen Patents Nr. 4789076 werden zwei Drähte, von denen jeder eine Induktivität darstellt, mit einer Doppelschichtstruktur gewickelt. Im Gegensatz dazu werden in dem Beispiel des japanischen Patents Nr. 3973028 zwei Drähte, von denen jeder eine Induktivität darstellt, zusammen als ein Paar von Drähten gewickelt. Im Allgemeinen wird das erstgenannte Wickelverfahren als „Schichtwicklung” bezeichnet, und das letztgenannte Wickelverfahren wird als „bifilares Wickeln” bezeichnet. Des Weiteren offenbart das japanische Patent Nr. 4737268 ein Beispiel einer automatischen Spulenwickelmaschine, die dafür verwendet wird, einen Draht um einen Trommelkern herum zu wickeln.
In den zurückliegenden Jahren ist das Ethernet weithin als ein bordeigenes LAN in Fahrzeugen eingesetzt worden. Ein Gleichtaktfilter, das für ein bordeigenes Ethernet in Fahrzeugen verwendet wird, muss eine stabilere Kennlinie und eine höhere Rauschunterdrückungsleistung aufweisen als je zuvor. In dieser Hinsicht zeichnet sich ein Gleichtaktfilter vom Trommelkerntyp durch die Eigenschaft aus, Schwankungen seiner Kennlinie zu mindern, wie oben beschrieben wurde. Das heißt, wenn die Rauschunterdrückungsleistung des Gleichtaktfilters vom Trommelkerntyp verbessert werden kann, so ist es möglich, ein optimiertes Gleichtaktfilter für ein bordeigenes Ethernet in Fahrzeugen zu erhalten.
Was speziell als hohe Rauschunterdrückungsleistung erforderlich ist, ist die Verminderung der Taktwandlungseigenschaften (Scd), die das Maß einer in ein Gleichtaktfilter eingespeisten differenziellen Signalkomponente angibt, die in ein Gleichtaktrauschen umzuwandeln und auszugeben ist. Im Ergebnis umfangreicher Untersuchungen, die durch die vorliegenden Erfinder mit dem Ziel durchgeführt wurden, die Anforderung zu erfüllen, hat sich herausgestellt, dass ein Gleichgewicht der Kapazitäten, die zwischen verschiedenen Windungen eines Paares von Drähten verursacht wird (im Weiteren „Kapazität zwischen verschiedenen Windungen”), einen engen Bezug zur Verminderung der Taktwandlungseigenschaften in einem Gleichtaktfilter aufweist. Außerdem ist ein hoher Induktivitätswert erforderlich, und dann empfiehlt es sich, die Anzahl der Windungen der Spule für diesen Zweck zu erhöhen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Darum ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleichtaktfilter vom Trommelkerntyp bereitzustellen, das eine hohe Induktivität realisieren kann, während gleichzeitig eine Verminderung der Taktwandlungseigenschaften durch Ausgleichen der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen, die jeweils in jedem Paar Spulen erzeugt werden, erreicht wird.
Um das Problem zu lösen, umfasst ein Gleichtaktfilter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Wickelkernabschnitt mit einem ersten und einem zweiten Wickelbereich in Längsrichtung auf seiner einen Endseite bzw. auf seiner anderen Endseite; eine erste Spule, die aus einem ersten Draht gebildet ist, der um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist; und eine zweite Spule, die aus einem zweiten Draht gebildet ist, der in der gleichen Anzahl von Windungen um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist wie der erste Draht, wobei der erste Draht eine erste Wicklungsstruktur aufweist, die in einer ersten Anzahl m₁ von Windungen in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsstruktur aufweist, die in einer zweiten Anzahl m₂ von Windungen in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, der zweite Draht eine dritte Wicklungsstruktur aufweist, die in der ersten Anzahl m₁ von Windungen in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist, und eine vierte Wicklungsstruktur, die in der zweiten Anzahl m₂ von Windungen in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes kürzer ist als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes in dem ersten Wickelbereich, und eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes kürzer ist als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes in dem zweiten Wickelbereich.
Während eine verteilte Kapazität, die an der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes erzeugt wird, in dem ersten Wickelbereich groß ist, ist eine verteilte Kapazität, die an der n₂-ten Windung des ersten Drahtes und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes erzeugt wird, in dem zweiten Wickelbereich groß. Dementsprechend können Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen gleichmäßig sowohl im ersten als auch im zweiten Draht erzeugt werden, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen zwischen dem ersten und dem zweiten Draht unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung werden der erste und der zweite Draht bevorzugt durch bifilares Wickeln um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass sich gleiche Windungen des ersten und des zweiten Drahtes auf der einen Endseite bzw. auf der anderen Endseite des Wickelkernabschnitts in dem ersten Wickelbereich befinden und dass sich gleiche Windungen des ersten und des zweiten Drahtes auf der anderen Endseite bzw. auf der einen Endseite des Wickelkernabschnitts in dem zweiten Wickelbereich befinden. Mit dieser Konfiguration können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einem Gleichtaktfilter, das die bifilare Wicklung enthält, vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung bilden der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf eine Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist. Es ist bevorzugt, dass in dem ersten Wickelbereich erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass erste bis m₁ – 1-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und dass eine m₁-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁-te Windung des ersten Drahtes angrenzt, und es ist bevorzugt, dass in dem zweiten Wickelbereich m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass eine m₁ + 1-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + 1-te Windung des ersten Drahtes angrenzt, und dass m₁ + 2-te bis m₁ + m₂-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die ersten bis m₁ + 1-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine nächste davon gebildet wird, und dass die m₁ + 2-ten bis m₁ + m₂-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet wird. Mit dieser Konfiguration können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einem Gleichtaktfilter, das eine Doppelschicht-Schichtwicklung aufweist, vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden. Des Weiteren ist bei dieser Konfiguration, weil sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Wicklungsblock die erste Wicklungsschicht überwiegend aus dem ersten Draht gebildet wird und die zweite Wicklungsschicht überwiegend aus dem zweiten Draht gebildet wird, eine Wicklungsstruktur relativ simpel, und der erste und der zweite Draht lassen sich mühelos wickeln.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und es ist bevorzugt, dass in dem ersten Wickelbereich erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass eine erste Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die erste Windung des ersten Drahtes angrenzt, und dass zweite bis m₁-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und es ist bevorzugt, dass in dem zweiten Wickelbereich m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass m₁ + 1-te bis m₁ + m₂ – 1-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und dass eine m₁ + m₂-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + m₂-te Windung des ersten Drahtes angrenzt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die zweiten bis m₁-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet wird, und dass die m₁ + 1-ten bis m₁ + m₂ – 1-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine nächste davon gebildet wird. Mit dieser Konfiguration können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einem Gleichtaktfilter, das die Doppelschicht-Schichtwicklung aufweist, vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden. Des Weiteren ist bei dieser Konfiguration, weil sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Wickelbereich die erste Wicklungsschicht überwiegend aus dem ersten Draht gebildet wird und die zweite Wicklungsschicht überwiegend aus dem zweiten Draht gebildet wird, eine Wicklungsstruktur relativ simpel, und der erste und der zweite Draht lassen sich mühelos wickeln.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und es ist bevorzugt, dass in dem ersten Wickelbereich erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass erste bis m₁ – 1-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und dass eine m₁-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁-te Windung des ersten Drahtes angrenzt, und es ist bevorzugt, dass in dem zweiten Wickelbereich m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, m₁ + 1-te bis m₁ + m₂ – 1-te Windungen des ersten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und dass eine m₁ + m₂-te Windung des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + m₂-te Windung des zweiten Drahtes angrenzt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die ersten bis m₁ – 1-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine nächste davon gebildet wird, und dass die m₁ + 1-ten bis m₁ + m₂-ten Windungen des ersten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des zweiten Drahtes und eine nächste Windung davon gebildet wird. Mit dieser Konfiguration können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einem Gleichtaktfilter, das die Doppelschicht-Schichtwicklung aufweist, vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und es ist bevorzugt, dass in dem ersten Wickelbereich erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass eine erste Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die erste Windung des ersten Drahtes angrenzt, und dass zweite bis m₁-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und es ist bevorzugt, dass in dem zweiten Wickelbereich m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden, dass eine m₁ + 1-te Windung des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + 1-te Windung des zweiten Drahtes angrenzt, und dass m₁ + 2-te bis m₁ + m₂-te Windungen des ersten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die zweiten bis m₁-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet wird, und dass die m₁ + 2-ten bis m₁ + m₂-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet wird. Mit dieser Konfiguration können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einem Gleichtaktfilter, das die Doppelschicht-Schichtwicklung aufweist, vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung enthält der Wickelkernabschnitt bevorzugt des Weiteren einen Raumbereich zwischen dem ersten Wickelbereich und dem zweiten Wickelbereich. Wenn sich ein Raumbereich zwischen dem ersten Wickelbereich und dem zweiten Wickelbereich befindet, so können der erste und der zweite Draht in dem Raumbereich gekreuzt werden. Darum können zwei Wicklungsblöcke mit entgegengesetzten Positionsbeziehungen zwischen dem ersten und dem zweiten Draht problemlos realisiert werden, und ein Einfluss der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen kann hinreichend vermindert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist eine Differenz zwischen der ersten Anzahl m₁ von Windungen und der zweiten Anzahl m₂ von Windungen bevorzugt gleich oder kleiner als ein Viertel einer Gesamtzahl der Windungen des ersten Drahtes oder des zweiten Drahtes. In diesem Fall ist die Differenz zwischen der ersten Anzahl m₁ von Windungen und der zweiten Anzahl m₂ von Windungen bevorzugt gleich oder kleiner als 2, die Differenz zwischen der ersten Anzahl m₁ von Windungen und der zweiten Anzahl m₂ von Windungen ist besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 1, und es ist besonders bevorzugt, dass die erste Anzahl m₁ von Windungen gleich der zweiten Anzahl m₂ von Windungen ist (m₁ = m₂).
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste und die dritte Wicklungsstruktur einen ersten Wicklungsblock bilden, die zweite und die vierte Wicklungsstruktur einen zweiten Wicklungsblock bilden, und dass mehrere Einheitswicklungsstrukturen, die jeweils durch eine Kombination des ersten und des zweiten Wicklungsblocks gebildet sind, an dem Wickelkernabschnitt bereitgestellt sind. Wenn die Anzahl der Windungen des ersten und des zweiten Drahtes recht groß ist, so kann ein Gleichgewicht der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen in einem Fall, wo die Windungen fein geteilt sind, im Vergleich zu einem Fall verbessert werden, wo die Windungen grob geteilt sind. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste und die dritte Wicklungsstruktur einen ersten Wicklungsblock und einen dritten Wicklungsblock bilden, der näher an der Mitte des Wickelkernabschnitts in einer axialen Richtung angeordnet ist als der erste Wicklungsblock und eine andere Wicklungsstruktur besitzt als der erste Wicklungsblock, dass die zweite und die vierte Wicklungsstruktur einen zweiten Wicklungsblock und einen vierten Wicklungsblock bilden näher an der Mitte des Wickelkernabschnitts in der axialen Richtung angeordnet ist als der zweite Wicklungsblock und eine andere Wicklungsstruktur besitzt als der zweite Wicklungsblock, dass der erste und der zweite Wicklungsblock jeweils Doppelschicht-Schichtwicklungsstrukturen aufweisen, dass der dritte und der vierte Wicklungsblock jeweils bifilare Einzelschicht-Wicklungsstrukturen aufweisen, dass der erste und der dritte Wicklungsblock durch einen ersten Unterraum voneinander getrennt sind, und dass der zweite und der vierte Wicklungsblock durch einen zweiten Unterraum voneinander getrennt sind. Mit dieser Struktur können mehr Räume zwischen dem ersten und dem zweiten Wicklungsblock in kleineren Intervallen bereitgestellt werden, und wenn der erste und der zweite Draht an einer Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich gekreuzt werden, so kann eine Wegstrecke einer Windung vor dem Kreuzen bis zu einer Windung nach dem Kreuzen reduziert werden. Das heißt, die Breite eines Raumes zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich kann vermindert werden, und Schwankungen bei den Wicklungsanfangspositionen von Windungen, unmittelbar nachdem der erste und der zweite Draht während des Drahtwickelns gekreuzt werden, können verringert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass mindestens ein Paar benachbarter Windungen in dem dritten Wicklungsblock durch einen dritten Unterraum voneinander getrennt sind und dass mindestens ein Paar benachbarter Windungen in dem vierten Wicklungsblock durch einen vierten Unterraum voneinander getrennt sind. Mit dieser Struktur können mehr Räume zwischen dem ersten und dem zweiten Wicklungsblock in kleineren Intervallen angeordnet werden, und wenn der erste und der zweite Draht an einer Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich gekreuzt werden, so kann die Wegstrecke einer Windung vor dem Kreuzen bis zu einer Windung nach dem Kreuzen weiter verringert werden. Das heißt, die Breite eines Raumes zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich kann weiter verringert werden, und die Schwankungen bei den Wicklungsanfangspositionen von Windungen, unmittelbar nachdem der erste und der zweite Draht während des Drahtwickelns gekreuzt werden, können weiter verringert werden.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst ein Gleichtaktfilter gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Wickelkernabschnitt mit einem ersten und einem zweiten Wickelbereich in Längsrichtung auf seiner einen Endseite bzw. auf seiner anderen Endseite; eine erste Spule, die aus einem ersten Draht gebildet ist, der um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist; und eine zweite Spule, die aus einem zweiten Draht gebildet ist, der in der gleichen Anzahl von Windungen um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist wie der erste Draht, wobei der erste Draht eine erste Wicklungsstruktur aufweist, die in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsstruktur aufweist, die in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, der zweite Draht eine dritte Wicklungsstruktur aufweist, die in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist, und eine vierte Wicklungsstruktur aufweist, die in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, wobei eine Wicklungsstruktur eines ersten Wicklungsblocks, die durch die erste und die dritte Wicklungsstruktur gebildet ist, und eine Wicklungsstruktur eines zweiten Wicklungsblocks, die durch die zweite und die vierte Wicklungsstruktur gebildet ist, relativ zu einer Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich zueinander symmetrisch sind, Positionen in der Längsrichtung von gleichen Windungen der ersten und der dritten Wicklungsstruktur voneinander verschieden sind, und Positionen in der Längsrichtung von gleichen Windungen der zweiten und der vierten Wicklungsstruktur voneinander verschieden sind.
Wenn Wicklungsstrukturen, die durch den ersten und den zweiten Draht gebildet sind, einschließlich Positionsbeziehungen der Drähte, zweiseitig symmetrisch zueinander sind, so treten gleichmäßige Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Draht ein, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen des ersten und des zweiten Drahtes unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung enthält der Wickelkernabschnitt bevorzugt des Weiteren einen Raumbereich zwischen dem ersten Wickelbereich und dem zweiten Wickelbereich. Wenn sich ein Raumbereich zwischen dem ersten Wickelbereich und dem zweiten Wickelbereich befindet, so kann eine zweiseitig-symmetrische Struktur relativ zu einer Grenze zwischen den zwei Wickelbereichen problemlos realisiert werden, und ein Einfluss von Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen kann hinreichend vermindert werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd hinreichend vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der erste Draht in einer ersten Schicht auf den Wickelkernabschnitt gewickelt ist und dass der zweite Draht in einer zweiten Schicht auf die erste Schicht gewickelt ist. Mit dieser Struktur können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einer Wicklungsstruktur, die mittels der sogenannten Schichtwicklung gebildet wird, vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In dem Gleichtaktfilter gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Anzahl der Windungen in jeder der ersten bis vierten Wicklungsstrukturen n ist, ist es bevorzugt, dass in dem ersten Wickelbereich n Windungen der ersten Wicklungsstruktur und eine Windung der dritten Wicklungsstruktur in der ersten Schicht gewickelt sind und dass n – 1 Windungen der dritten Wicklungsstruktur in der zweiten Schicht gewickelt sind, und es ist bevorzugt, dass in dem zweiten Wickelbereich n Windungen der zweiten Wicklungsstruktur und eine Windung der vierten Wicklungsstruktur in der ersten Schicht gewickelt sind und dass n – 1 Windungen der vierten Wicklungsstruktur in der zweiten Schicht gewickelt sind. Mit dieser Struktur kann eine zweiseitige Symmetrie in einer realistischen Wicklungsstruktur erreicht werden, die davor in der zweiten Schicht um einen Wicklungskollaps korrigiert wurde. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die eine Windung der dritten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der ersten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht in dem ersten Wickelbereich, dem einen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist, und dass die eine Windung der vierten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der zweiten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs, dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist. Mit dieser Struktur können fallende Abschnitte des zweiten Drahtes von der zweiten Schicht zu der ersten Schicht jeweils an beiden Enden des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung bereitgestellt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die eine Windung der dritten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der ersten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs, dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist, und dass die eine Windung der vierten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der zweiten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs, dem einen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist. Mit dieser Struktur können fallende Abschnitte des zweiten Drahtes von der zweiten Schicht zu der ersten Schicht in einem mittleren Abschnitt des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung angeordnet werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Draht bevorzugt abwechselnd auf den Wickelkernabschnitt in der Längsrichtung gewickelt. Mit dieser Struktur können die Taktwandlungseigenschaften Scd in einer Wicklungsstruktur vermindert werden, die durch die sogenannte bifilare Wicklung gebildet wird, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Wickelkernabschnitt des Weiteren einen dritten Wickelbereich enthält, der von dem ersten und dem zweiten Wickelbereich verschieden ist, dass der erste Draht des Weiteren eine fünfte Wicklungsstruktur enthält, die in dem dritten Wickelbereich gewickelt ist, und dass der zweite Draht des Weiteren eine sechste Wicklungsstruktur enthält, die in dem dritten Wickelbereich gewickelt ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Anzahl der Windungen in der fünften Wicklungsstruktur gleich oder kleiner als die Hälfte der Anzahl der Windungen in der ersten Wicklungsstruktur ist und dass die Anzahl der Windungen in der sechsten Wicklungsstruktur gleich oder kleiner als die Hälfte der Anzahl der Windungen in der dritten Wicklungsstruktur ist. Alternativ ist jede der Anzahl von Windungen in der fünften und der sechsten Wicklungsstruktur bevorzugt gleich oder kleiner als 2.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Gleichtaktfilter bereitgestellt werden, das eine hohe Induktivität realisieren kann, während es eine Verminderung der Taktwandlungseigenschaften erlaubt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden unter Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen ist, besser verstanden, wobei in diesen Zeichnungen Folgendes dargestellt ist:
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer äußeren Struktur eines oberflächenmontierten Gleichtaktfilters 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Schaubild, das einen grundlegenden elektrischen Schaltkreis des Gleichtaktfilters 1 zeigt;
3A und 3B sind detailliertere Ersatzschaubilder des in 2 gezeigten Gleichtaktfilters 1;
4A und 4B sind schematische Schaubilder zum Erläutern einer verteilten Kapazität zwischen einem Paar Drähte;
5A und 5B sind Ersatzschaubilder, die ein Generierungsmodell von verteilten Kapazitäten in einem Gleichtaktfilter zeigen;
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 1 zeigt;
7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8A bis 8D sind Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 2, wobei die 8A bis 8C Schaubilder sind, die Positionsbeziehungen zwischen den benachbarten Windungen eines Paares von Drähten zeigen, und wobei 8D ein Schaubild zum Erläutern einer Kapazität zwischen verschiedenen Windungen ist;
9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A bis 10D sind Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 3, wobei die 10A bis 10C Schaubilder sind, die Positionsbeziehungen zwischen den benachbarten Windungen eines Paares von Drähten zeigen, wobei 10D ein Schaubild zum Erläutern einer Kapazität zwischen verschiedenen Windungen ist;
11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 4 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12A bis 12D sind schematische Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 4, wobei die 12A bis 12C Schaubilder sind, die Positionsbeziehungen zwischen den benachbarten Windungen eines Paares von Drähten zeigen, wobei 12D ein Schaubild zum Erläutern einer Kapazität zwischen verschiedenen Windungen ist;
13 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 5 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14A bis 14D sind schematische Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 5, wobei die 14A bis 14C Schaubilder sind, die Positionsbeziehungen zwischen den benachbarten Windungen eines Paares Drähte zeigen, wobei 14D ein Schaubild zum Erläutern einer Kapazität zwischen verschiedenen Windungen ist;
15A und 15B sind eine schematische Querschnittsansicht zum Erläutern einer Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 6 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die 15A eine Querschnittsansicht sind, die die Wicklungsstruktur zeigt, wobei 15B ein Schaubild zum Erläutern einer Kapazität zwischen verschiedenen Windungen ist;
16 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 7 gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 8 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 9 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 21 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
20A und 20B sind schematische Querschnittsansichten des in 19 gezeigten Gleichtaktfilters 21, wobei 20A eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₁-A₁' ist, wobei 20B eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₂-A₂' ist;
21 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 22 gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 23 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
23 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 24 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
24A und 24B sind schematische Querschnittsansichten des in 23 gezeigten Gleichtaktfilters 24, wobei 24A eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₁-A₁' ist, wobei 24B eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₂-A₂' ist;
25 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 25 gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
26A und 26B sind schematische Querschnittsansichten des in 25 gezeigten Gleichtaktfilters 25, wobei 26A eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₁-A₁' ist, wobei 26B eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₂-A₂' ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer äußeren Struktur eines oberflächenmontierten Gleichtaktfilters 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den vorliegenden Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt, wird eine Richtung, in der ein Paar Flanschabschnitte 11b und 11c (die später beschrieben werden) einander gegenüberliegen, als „y-Richtung” bezeichnet, eine Richtung senkrecht zur y-Richtung in einer Ebene von Oberseiten 11bs und 11cs (die später beschrieben werden) wird als „x-Richtung” bezeichnet, und eine Richtung senkrecht sowohl zur x-Richtung als auch zur y-Richtung wird als „z-Richtung” bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 1 durch einen Trommelkern 11, den Plattenkern 12, der an dem Trommelkern 11 angebracht ist, und Drähte W1 und W2 (erster und zweiter Draht), die um den Trommelkern 11 herum gewickelt sind, gebildet. Der Trommelkern 11 enthält einen stabförmigen Wickelkernabschnitt 11a, der einen rechteckigen Querschnitt hat, und die Flanschabschnitte 11b und 11c, die an beiden Enden des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet sind. Der Trommelkern 11 hat eine Struktur, bei der der Wickelkernabschnitt 11a und die Flanschabschnitte 11b und 11c miteinander integriert sind. Der Plattenkern 12 ist fest an Unterseiten der Flanschabschnitte 11b und 11c (gegenüberliegende Flächen zu den Oberseiten 11bs und 11cs) angebracht. Das Gleichtaktfilter 1 ist auf einem Substrat in einem Zustand oberflächenmontiert, in dem die Oberseiten 11bs und 11cs der Flanschabschnitte 11b und 11c des Trommelkerns 11 dem Substrat gegenüberliegen.
Der Trommelkern 11 und der Plattenkern 12 werden durch Sintern eines magnetischen Materials mit relativ hoher Permeabilität gebildet, wie zum Beispiel Ni-Zn-basiertes Ferrit oder Mn-Zn-basiertes Ferrit. Das hoch-permeable magnetische Material, wie zum Beispiel Mn-Zn-basiertes Ferrit, ist normalerweise leitfähig und hat einen geringen spezifischen Widerstand.
Zwei Anschlusselektroden E1 und E2 sind auf der Oberseite 11bs des Flanschabschnitts 11b ausgebildet. Zwei Anschlusselektroden E3 und E4 sind auf der Oberseite 11cs des Flanschabschnitts 11c ausgebildet. Die Anschlusselektroden E1 und E2 sind in dieser Reihenfolge von einer Endseite aus in der x-Richtung angeordnet. Gleichermaßen sind auch die Anschlusselektroden E3 und E4 in dieser Reihenfolge von einer Endseite aus in der x-Richtung angeordnet. Jeweilige Enden der Drähte W1 und W2 sind mit den Anschlusselektroden E1 bis E4 durch Thermokompressionsbonden verbunden.
Die Drähte W1 und W2 sind beschichtete leitfähige Drähte und sind beide in derselben Wickelrichtung um den Wickelkernabschnitt 11a herum gewickelt, um einen Spulenleiter zu bilden. Die Anzahl der Windungen des Drahtes W1 und die Anzahl der Windungen des Drahtes W2 sind ebenfalls gleich. In der ersten Ausführungsform sind die Drähte W1 und W2 durch bifilares Wickeln zu einer Einzelschichtstruktur gewickelt. Ein Raum ist zwischen benachbarten Paar-Drähten angeordnet und befindet sich in der Mitte des Wickelkernabschnitts 11a, wodurch ein Raumbereich S1 gebildet wird. Dieser Punkt wird später noch einmal ausführlich erläutert. In einem Bereich außer dem Raumbereich S1 sind die Drähte W1 und W2 mit benachbarten Paar-Drähten in engem Kontakt miteinander gewickelt. Ein Ende W1a des Drahtes W1 (ein Ende auf der Seite des Flanschabschnitts 11b) und das andere Ende W1b (ein Ende auf der Seite des Flanschabschnitts 11c) sind jeweils mit den Anschlusselektroden E1 und E3 verbunden. Ein Ende W2a des Drahtes W2 (ein Ende auf der Seite des Flanschabschnitts 11b) und das andere Ende W2b (ein Ende auf der Seite des Flanschabschnitts 11c) sind jeweils mit den Anschlusselektroden E2 und E4 verbunden.
2 ist ein Schaubild, das einen grundlegenden elektrischen Schaltkreis des Gleichtaktfilters 1 zeigt.
Wie in 2 gezeigt, hat das Gleichtaktfilter 1 eine Konfiguration, bei der eine Spule 10a, die zwischen den Anschlusselektroden E1 und E3 verbunden ist, und eine Spule 10b, die zwischen den Anschlusselektroden E2 und E4 verbunden ist, magnetisch miteinander gekoppelt sind. Die Spulen 10a und 10b werden durch die Drähte W1 bzw. W2 gebildet. Mit dieser Konfiguration wird – wenn die Anschlusselektroden E1 und E2 als ein Eingangsanschluss verwendet werden und die Anschlusselektroden E3 und E4 als ein Ausgangsanschluss verwendet werden – durch das Gleichtaktfilter 1 kaum ein Differenzsignaleingang in den Eingangsanschluss bewirkt und wird über den Ausgangsanschluss ausgegeben. Im Gegensatz dazu wird ein Gleichtaktrauschen, das in den Eingangsanschluss eingespeist wird, zu einem großen Teil durch das Gleichtaktfilter 1 gedämpft und wird kaum über den Ausgangsanschluss ausgegeben.
Ein Gleichtaktfilter besitzt allgemein die Eigenschaften, einen Teil eines Differenzsignals, das in einen Eingangsanschluss des Gleichtaktfilters eingespeist wird, in ein Gleichtaktrauschen umzuwandeln und das Gleichtaktrauschen über einen Ausgangsanschluss auszugeben. Weil diese Eigenschaften gewiss nicht wünschenswert sind, ist es notwendig, die Rate des Differenzsignals, das in das Gleichtaktrauschen umzuwandeln ist (die oben beschriebene Taktwandlungseigenschaften Scd), auf einen bestimmten Wert oder weniger zu verringern. Abgesehen davon, ist es ebenfalls notwendig, dass für das Gleichtaktfilter die Anzahl der Wicklungen eines Drahtes so weit wie möglich erhöht wird, um eine erforderliche Induktivität auch aus einer geringen Größe zu erhalten. In dem Gleichtaktfilter 1 gemäß der ersten Ausführungsform werden die Positionsbeziehungen zwischen den Drähten W1 und W2 im Wesentlichen an einem Mittelpunkt in den Wickelrichtungen umgekehrt, um eine Verzerrung bei den Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen zu beseitigen, wodurch das oben beschriebene Problem beseitigt wird. Diese Lösung wird weiter unten ausführlich erläutert.
3A und 3B sind detailliertere Ersatzschaubilder des in 2 gezeigten Gleichtaktfilters 1.
Wie in 3A gezeigt, weist das Gleichtaktfilter 1 zusätzlich zu den ursprünglichen Induktivitäten L noch Widerstände R₀ und Kapazitäten Co parallel zu den Induktivitäten L auf. Das Gleichtaktfilter 1 weist außerdem verteilte Kapazitäten C1 auf, die durch die Drähte W1 und W2 an einem Paar die Induktivitäten L und L erzeugt werden. 3B zeigt das in 3A gezeigte Gleichtaktfilter 1 aus Gründen der verständlicheren Erklärung in zwei Blöcke geteilt, in denen die geteilten Induktivitäten jeweils L/2 sind. Parallele Widerstände davon sind jeweils R₀/2, und parallele Kapazitäten davon sind jeweils 2C₀.
4A und 4B sind Schaubilder zum Erläutern einer verteilten Kapazität zwischen einem Paar Drähte.
Wie in 4A gezeigt, tritt eine verteilte Kapazität C₁ zwischen selben Windungen eines Paares Drähte auf, die zum Beispiel durch das bifilare Wickeln gewickelt sind, und wenn eine Distanz d zwischen benachbarten Windungen groß ist, so tritt keine verteilte Kapazität dazwischen auf. Andererseits, wie in 4B gezeigt, tritt eine verteilte Kapazität (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen) C₂, die an benachbarten Windungen verteilt ist, auf, wenn eine Distanz d zwischen benachbarten Windungen klein ist. Das heißt, beide verteilten Kapazitäten C₁ und C₂ treten zwischen einem Paar Drähte auf.
5A und 5B sind Ersatzschaubilder, die ein Generierungsmodell von verteilten Kapazitäten in einem Gleichtaktfilter zeigen.
Wie in 5A gezeigt, entspricht – wenn ein Paar Spulen (eine Induktivität L) in einem Gleichtaktfilter, das ein Paar Drähte W1 und W2 enthält, die mittels des allgemeinen bifilaren Wickelns gewickelt sind, an einer Zwischenposition halbiert wird – jede der Spulen einer Reihenschaltung von zwei Induktivitäten L/2. In dem Paar Spulen tritt eine verteilte Kapazität C₁ zwischen gleichen Windungen und eine verteilte Kapazität C₂ zwischen benachbarten Windungen auf (siehe 4B). Mit einer Teilung der Spulen verknüpft, kann die verteilte Kapazität C₂ in eine verteilte Kapazität C₂₁ eines von Blöcken und eine verteilte Kapazität C₂₂ des anderen Blocks geteilt werden. Diese beiden verteilten Kapazitäten C₂₁ und C₂₂ treten parallel zu der Spule auf der Seite des Drahtes W2 auf, wodurch sich nur ein Resonanzpunkt eines LC-Schaltkreises, der durch den Draht W2 gebildet wird, ändert und auch die Taktwandlungseigenschaften Scd zunehmen.
Andererseits, wenn die Wicklungsreihenfolge eines Paares Drähte W1 und W2, die durch das bifilare Wickeln gewickelt sind, an einer Zwischenposition umgekehrt wird, wie in 5B gezeigt, so tritt die verteilte Kapazität C₂₁ eines der Blöcke parallel zu einer Spule auf der Seite des Drahtes W2 auf, und die verteilte Kapazität C₂₂ des anderen Blocks tritt parallel zu einer Spule auf der Seite des Drahtes W1 auf. Während dies sowohl einen Resonanzpunkt in einem LC-Schaltkreis, der durch den Draht W1 gebildet wird, als auch einen Resonanzpunkt in einem LC-Schaltkreis, der durch den Draht W2 gebildet wird, ändert, ändert sich ein Gleichgewicht zwischen den zwei Resonanzpunkten nicht. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden. Des Weiteren kann eine Distanz d zwischen benachbarten Windungen verkürzt werden, und somit kann die Anzahl der Windungen erhöht werden, wodurch die Induktivität vergrößert wird. Das liegt daran, dass die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden können, wie oben beschrieben wurde, selbst wenn die verteilte Kapazität C₂ zwischen benachbarten Windungen durch Verkürzen der Distanz d zwischen den benachbarten Windungen erzeugt wird.
Obgleich oben ein Fall erläutert wurde, wo zwei Drähte durch das bifilare Wickeln gewickelt sind, gilt das Gleiche auch für einen Fall, wo die Drähte durch die Schichtwicklung gewickelt sind. Als Nächstes wird eine Struktur des Gleichtaktfilters 1 im Detail erläutert.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 1 zeigt. Weil 6 ein Schaubild ist, unterscheiden sich Form und Struktur des Gleichtaktfilters 1, die Positionen von Windungen und dergleichen hier und da von den realen Ausführungen.
Wie in 6 gezeigt, enthält das Gleichtaktfilter 1 ein Paar Drähte W1 und W2, die durch das bifilare Wickeln um den Wickelkernabschnitt 11a des Trommelkerns 11 herum gewickelt sind. Das bifilare Wickeln ist ein Wickelverfahren, mit dem der erste und der zweite Draht W1 und W2 wechselseitig nacheinander angeordnet werden, und das bevorzugt verwendet wird, wenn primäre und sekundäre enge Kopplungen erforderlich sind.
Der erste Draht W1 wird sequenziell von einem der Enden in einer Längsrichtung des Verdrahtungskernabschnitts 11a zum anderen Ende in der Längsrichtung gewickelt, um eine erste Spule zu bilden, und der zweite Draht W2 wird sequenziell parallel zu dem ersten Draht W1 von dem einen Ende in der Längsrichtung des Verdrahtungskernabschnitts 11a zum anderen Ende in der Längsrichtung gewickelt, um eine zweite Spule zu bilden, die eine magnetische Kopplung zur ersten Spule hat. Weil die Wickelrichtungen der ersten und der zweiten Spule gleich sind, sind eine Richtung des Magnetflusses, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die erste Spule fließt, und eine Richtung des Magnetflusses, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die zweite Spule fließt, gleich, was den gesamten Magnetfluss verstärkt. Mit dieser Konfiguration bilden die erste und die zweite Spule das Gleichtaktfilter 1.
Es ist bevorzugt, dass der erste Draht W1 und der zweite Draht W2 im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Windungen haben und beide eine gerade Anzahl von Windungen haben. In der ersten Ausführungsform haben die Drähte W1 und W2 beide sechs Windungen. Die Drähte W1 und W2 haben zweckmäßigerweise so viele Windungen wie möglich, um die Induktivität zu verstärken.
Das Paar Drähte W1 und W2 bildet einen ersten Wicklungsblock BK1, der in einem ersten Wickelbereich AR1 auf der Seite des einen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a bereitgestellt ist, und einen zweiten Wicklungsblock BK2, der in einem zweiten Wickelbereich AR2 auf der Seite des anderen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a bereitgestellt ist. Ein Raumbereich S1 ist zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 bereitgestellt, und der erste Wicklungsblock BK1 und der zweite Wicklungsblock BK2 sind voneinander durch den Raumbereich S1 getrennt.
Der erste Wicklungsblock BK1 ist durch eine Kombination einer ersten Wicklungsstruktur WP1, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer ersten Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = 3) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, und einer dritten Wicklungsstruktur WP3, die den zweiten Draht W2 enthält, der in ähnlicher Weise in der ersten Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = 3) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, gebildet. Der zweite Wicklungsblock BK2 ist durch eine Kombination einer zweiten Wicklungsstruktur WP2, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer zweiten Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = 3) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, und eine vierte Wicklungsstruktur WP4, die den zweiten Draht W2 enthält, der in ähnlicher Weise in der zweiten Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = 3) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, gebildet. Das heißt, erste bis dritte Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 bilden den ersten Wicklungsblock BK1, und vierte bis sechste Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 bilden den zweiten Wicklungsblock BK2.
Wie in 6 gezeigt, befinden sich die Drähte W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 auf der linken bzw. rechten Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um diese Positionsbeziehungen beizubehalten. In dem zweiten Wicklungsblock BK2 ist die Positionsbeziehung umgekehrt, und die Drähte W1 und W2 befinden sich auf der rechten bzw. linken Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um die umgekehrte Positionsbeziehung beizubehalten.
Das heißt, die Positionen der ersten, zweiten und dritten Windungen des ersten Drahtes W1, der den ersten Wicklungsblock BK1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung bildet, befinden sich auf der linken Seite (näher zu dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der ersten, zweiten bzw. dritten Windungen des zweiten Drahtes W2, während sich die Positionen der vierten, fünften und sechsten Windungen des ersten Drahtes W1, der den zweiten Wicklungsblock BK2 in der Wicklungskern-Axialrichtung bildet, auf der rechten Seite (näher zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der vierten, fünften bzw. sechsten Windungen des zweiten Drahtes W2 befinden.
Um die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 umzukehren, wie oben erwähnt, müssen die Drähte W1 und W2 im Prozess des Übergangs von dem ersten Wickelbereich AR1 zum zweiten Wickelbereich AR2 miteinander gekreuzt werden. Der Raumbereich S1 wird zum Kreuzen der Drähte W1 und W2 verwendet. Wenn der erste und der zweite Draht W1 und W2 auf diese Weise miteinander gekreuzt werden, wird eine Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 an den Anschlüssen im Vergleich zum Anfangszustand umgekehrt, so dass die Drähte W1 und W2 mitunter nicht mit den entsprechenden Anschlusselektroden E3 und E4 verbunden werden können (siehe 1), so wie sie sind. In einem solchen Fall reicht es aus, die Anschlüsse der Drähte W1 und W2 noch einmal zu kreuzen, um die Positionsbeziehung an jene anzugleichen (parallel zu schalten), die zwischen den Anfängen der Drähte W1 und W2 bestehen, die mit den Anschlusselektroden E1 bzw. E2 verbunden sind. Dieser Punkt ist auch in anderen Ausführungsformen, die unten beschrieben werden, der gleiche.
In der ersten Ausführungsform ist eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes W2 und einer n₁ + 1-te Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-te Windung des ersten Drahtes W1 und einer n₁ + 1-te Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wickelbereich AR1. Eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes W1 und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 ist kürzer als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und einen n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wickelbereich AR2. In diesem Fall ist eine „Zwischen-Draht-Distanz” eine Distanz zwischen den Mitten (ein Mittenabstand) zweier paralleler Drähte. Die Zwischen-Draht-Distanzen D₁ und D₃ sind gleich einer Zwischen-Draht-Distanz zwischen gleichen Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2.
Zum Beispiel steht in dem ersten Wickelbereich AR1 die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt mit der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, während die erste Windung des ersten Drahtes W1 nicht mit der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt steht. Darum ist die erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als die zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen der ersten Windung des ersten Drahtes W1 und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der zweiten und der dritten Windung der Drähte W1 und W2.
Andererseits steht in dem ersten Wickelbereich AR2 die vierte Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt mit der fünften Windung des zweiten Drahtes W2, während die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 nicht mit der fünften Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt steht. Darum ist die dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen der vierten Windung des ersten Drahtes W1 und der fünften Windung des zweiten Drahtes W2 kürzer als die vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen der vierten Windung des zweiten Drahtes W2 und der fünften Windung des ersten Drahtes W1. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der fünften und der sechsten Windung der Drähte W1 und W2.
Wie oben beschrieben, besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1, und die verteilte Kapazität C₂₁ in dem ersten Wickelbereich AR1 ist groß. Andererseits besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₂-ten Windung des ersten Drahtes W1 und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2, und die verteilte Kapazität C₂₂ in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist groß. Das heißt, eine verteilte Kapazität, die an verschiedenen Windungen erzeugt wird (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen), tritt gleichmäßig sowohl an den Drähten W1 und W2 auf, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen der Drähte W1 und W2 unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8A bis 8D sind Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 2.
Wie in 7 gezeigt, enthält das Gleichtaktfilter 2 ein Paar Drähte W1 und W2, die mittels Doppelschicht-Schichtwickeln um den Wickelkernabschnitt 11a des Trommelkerns 11 herum gewickelt sind. Der erste Draht W1 wird sequenziell von dem einen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a zu dem anderen Ende in der Längsrichtung gewickelt, um eine erste Spule zu bilden, und der zweite Draht W2 wird ebenfalls sequenziell von dem einen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a zu dem anderen Ende in der Längsrichtung gewickelt, um eine zweite Spule zu bilden, die magnetisch mit der ersten Spule gekoppelt ist. Weil die Wickelrichtungen der ersten und der zweiten Spule gleich sind, sind eine Richtung des Magnetflusses, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die erste Spule fließt, und eine Richtung des Magnetflusses, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die zweite Spule fließt, gleich, was den gesamten Magnetfluss verstärkt. Mit dieser Konfiguration bilden die erste und die zweite Spule ein Gleichtaktfilter.
Es ist bevorzugt, dass der erste Draht W1 und der zweite Draht W2 im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Windungen haben und beide eine gerade Anzahl von Windungen haben. In der zweiten Ausführungsform haben die Drähte W1 und W2 beide acht Windungen. Die Drähte W1 und W2 haben zweckmäßigerweise so viele Windungen wie möglich, um die Induktivität zu verstärken.
Das Paar Drähte W1 und W2 bildet einen ersten Wicklungsblock BK1, der in einem ersten Wickelbereich AR1 auf der Seite des einen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a bereitgestellt ist, und einen zweiten Wicklungsblock BK2, der in einem zweiten Wickelbereich AR2 auf der Seite des anderen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a bereitgestellt ist. Ein Raumbereich S1 ist zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 bereitgestellt, und der erste Wicklungsblock BK1 und der zweite Wicklungsblock BK2 sind durch den Raumbereich S1 voneinander getrennt.
Der erste Wicklungsblock BK1 ist durch eine Kombination einer ersten Wicklungsstruktur WP1, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer ersten Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = 4) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, und einer dritten Wicklungsstruktur WP3, die den zweiten Draht W2 enthält, der in ähnlicher Weise in der ersten Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = 4) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, gebildet. Der zweite Wicklungsblock BK2 ist durch eine Kombination einer zweiten Wicklungsstruktur WP2, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer zweiten Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = 4) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, und eine vierte Wicklungsstruktur WP4, die den zweiten Draht W2 enthält, der in ähnlicher Weise in der ersten Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = 4) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, gebildet. Das heißt, erste bis vierte Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 bilden den ersten Wicklungsblock BK1, und fünfte bis achte Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 bilden den zweiten Wicklungsblock BK2.
In dem ersten Wicklungsblock BK1 bilden die ersten bis vierten Windungen des ersten Drahtes W1 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die ersten bis dritten Windungen des zweiten Drahtes W2 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, die zweite Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der zweiten und der dritten Windung des ersten Drahtes W1, und die dritte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der dritten und der vierten Windung des ersten Drahtes W1. Auf diese Weise stimmen die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des zweiten Drahtes W2 jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des ersten Drahtes W1 überein.
Die vierte und die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 sind überzählige Windungen, die nicht in der zweiten Schicht gewickelt werden können und direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt werden, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 ist benachbart zu der vierten Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt, um einen Teil des ersten Wicklungsblocks BK1 zu bilden. Die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 ist benachbart zu der fünften Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt, um einen Teil des zweiten Wicklungsblocks BK2 zu bilden.
Die vierte und die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 sind idealerweise in der zweiten Schicht auszubilden. Wenn jedoch die Windungen der zweiten Schicht in Tälern zwischen benachbarten Windungen der ersten Schicht angeordnet sind, so fehlt jeder der überzähligen Windungen des zweiten Drahtes W2 eine von zwei Windungen des ersten Drahtes W1, welche die überzählige Windung stützen, und kann somit keine Position in der zweiten Schicht halten. Dementsprechend wird ein Zustand einer ursprünglich kollabierten Wicklung als eine realistische Struktur für die vierte und die fünfte Windung verwendet.
In dem zweiten Wicklungsblock BK2 bilden die fünften bis achten Windungen des ersten Drahtes W1 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die sechsten bis achten Windungen des zweiten Drahtes W2 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die sechste Windung des zweiten Drahtes W2 in einem Tal zwischen der fünften und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1, die siebente Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der sechsten und der siebenten Windung des ersten Drahtes W1, und die achte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der siebenten und der achten Windung des ersten Drahtes W1. Das heißt, die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des zweiten Drahtes W2 stimmen jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des ersten Drahtes W überein.
Wie in 7 gezeigt, befinden sich die Drähte W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 auf der linken bzw. rechten Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um diese Positionsbeziehung beizubehalten. In dem zweiten Wicklungsblock BK2 ist die Positionsbeziehung umgekehrt, und die Drähte W1 und W2 befinden sich auf der rechten bzw. linken Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um die umgekehrte Positionsbeziehung beizubehalten.
Das heißt, die Positionen der ersten, zweiten, dritten und vierten Windungen des ersten Drahtes W1, der den ersten Wicklungsblock BK1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung bildet, befinden sich auf der linken Seite (näher zu dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Windungen des zweiten Drahtes W2, während sich die Positionen der fünften, sechsten, siebenten und achten Windungen des ersten Drahtes W1, der den zweiten Wicklungsblock BK2 in der Wicklungskern-Axialrichtung bildet, auf der rechten Seite (näher zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der fünften, sechsten, siebenten bzw. achten Windungen des zweiten Drahtes W2 befinden.
Um die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 umzukehren, wie oben erwähnt, müssen die Drähte W1 und W2 im Prozess des Übergangs von dem ersten Wickelbereich AR1 zu dem zweiten Wickelbereich AR2 miteinander gekreuzt werden. Der Raumbereich S1 wird zum Kreuzen der Drähte W1 und W2 verwendet.
In der zweiten Ausführungsform ist eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes W2 und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes W1 und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wickelbereich AR1. Eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes W1 und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 ist kürzer als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wickelbereich AR2.
Zum Beispiel steht, wie in 8A gezeigt, in dem ersten Wickelbereich AR1 die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt mit der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, während die erste Windung des ersten Drahtes W1 nicht mit der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt steht. Darum ist die erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als die zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen der ersten Windung des ersten Drahtes W1 und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der zweiten und der dritten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der dritten und der vierten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 8B und 8C gezeigt.
Andererseits steht in dem zweiten Wickelbereich AR2 die fünfte Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt mit der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2, während die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 nicht mit der sechsten Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt steht. Darum ist die dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen der fünften Windung des ersten Drahtes W1 und der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2 kürzer als die vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen der fünften Windung des zweiten Drahtes W2 und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der sechsten und der siebenten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der siebenten und der achten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 8B und 8C gezeigt.
Infolge dessen, wie in 8D gezeigt, besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1, und die verteilte Kapazität C₂₁ in dem ersten Wickelbereich AR1 ist groß. Andererseits besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₂-ten Windung des ersten Drahtes W1 und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2, und die verteilte Kapazität C₂₂ in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist groß. Das heißt, eine verteilte Kapazität, die an verschiedenen Windungen erzeugt wird (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen), tritt gleichmäßig an beiden Drähten W1 und W2 auf, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen der Drähte W1 und W2 unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
Während die überzähligen Windungen des zweiten Drahtes W2, der auf die erste Wicklungsschicht zu wickeln ist, in der zweiten Ausführungsform auf der Seite des Raumbereichs S1 zwischen dem ersten und dem zweiten Wicklungsblock (auf der inneren Seite) fallen, können die überzähligen Windungen jeweils auf beiden Endseiten (auf Außenseiten) des Wickelkernabschnitts 11a fallen.
9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 10A bis 10D sind schematische Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 3.
Wie in 9 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 3 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Draht W2 eine erste Wicklungsschicht bildet, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und dass der erste Draht W1 auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, um eine zweite Wicklungsschicht zu bilden, während überzählige Windungen des ersten Drahtes W1, die nicht auf die erste Wicklungsschicht gewickelt werden können, jeweils auf beide Endseiten des Wickelkernabschnitts 11a fallen. Wie in der zweiten Ausführungsform gilt auch hier: m₁ = m₂ = 4. Ein Grund dafür, warum eine vertikale Beziehung zwischen dem ersten und dem zweitem Draht W1 und W2 im Vergleich zur zweiten Ausführungsform umgekehrt ist, besteht darin, die endgültigen Beziehungen der Zwischen-Draht-Distanzen D₁ bis D₄ mit denen der zweiten Ausführungsform abzugleichen und die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen. Die Beziehung zwischen dem ersten und dem zweitem Draht W1 und W2 ist relativ. Wenn zum Beispiel die vertikale Beziehung zwischen dem ersten und dem zweitem Draht W1 und W2 die gleiche ist wie die in der zweiten Ausführungsform, so werden die Beziehungen der Zwischen-Draht-Distanzen D₁ bis D₄, die später noch erläutert werden, umgekehrt; jedoch ändert diese Umkehr die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.
In dem ersten Wicklungsblock BK1 bilden die ersten bis vierten Windungen des zweiten Drahtes W2 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die zweiten bis vierten Windungen des ersten Drahtes W1 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des zweiten Drahtes W2 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die zweite Windung des ersten Drahtes W1 in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2, die dritte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der zweiten und der dritten Windung des zweiten Drahtes W2, und die vierte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der dritten und der vierten Windung des zweiten Drahtes W2. Das heißt, die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des ersten Drahtes W1 stimmen jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des zweiten Drahtes W2 überein.
Die erste und die achte Windung des ersten Drahtes W1 sind überzählige Windungen, die nicht in der zweiten Schicht gewickelt werden können und direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt werden, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die erste Windung des ersten Drahtes W1 ist benachbart zu der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 gewickelt, um einen Teil des ersten Wicklungsblocks BK1 zu bilden. Die achte Windung des ersten Drahtes W1 ist benachbart zu der achten Windung des zweiten Drahtes W2 gewickelt, um einen Teil des zweiten Wicklungsblocks BK2 zu bilden.
Die erste und die achte Windung des ersten Drahtes W1 sind idealerweise in der zweiten Schicht auszubilden. Wenn jedoch die Windungen der zweiten Schicht in Tälern zwischen benachbarten Windungen der ersten Schicht angeordnet sind, so fehlt jeder der überzählige Windungen des ersten Drahtes W1 eine von zwei Windungen des zweiten Drahtes W2, welche die überzählige Windung stützen, und kann somit keine Position in der zweiten Schicht halten. Dementsprechend wird ein Zustand einer ursprünglich kollabierten Wicklung als eine realistische Struktur für die erste und die achte Windung verwendet.
In dem zweiten Wicklungsblock BK2 bilden die fünften bis achten Windungen des zweiten Drahtes W2 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die fünften bis siebenten Windungen des ersten Drahtes W1 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des zweiten Drahtes W2 eingepasst sind. Genauer gesagt, befindet sich die fünfte Windung des ersten Drahtes W1 in einem Tal zwischen der fünften und der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2, die sechste Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der sechsten und der siebenten Windung des zweiten Drahtes W2, und die siebente Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der siebenten und der achten Windung des zweiten Drahtes W2. Auf diese Weise stimmen die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des ersten Drahtes W1 jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des zweiten Drahtes W2 überein.
Wie in 9 gezeigt, befinden sich die Drähte W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 auf der linken bzw. rechten Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um diese Positionsbeziehung beizubehalten. In dem zweiten Wicklungsblock BK2 ist die Positionsbeziehung umgekehrt, und die Drähte W1 und W2 befinden sich auf der rechten bzw. linken Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um die umgekehrte Positionsbeziehung beizubehalten.
Das heißt, die Positionen der ersten, zweiten, dritten und vierten Windungen des ersten Drahtes W1, der den ersten Wicklungsblock BK1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung bildet, befinden sich auf der linken Seite (näher zu dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Windungen des zweiten Drahtes W2, während sich die Positionen der fünften, sechsten, siebenten und achten Windungen des ersten Drahtes W1, der den zweiten Wicklungsblock BK2 in der Wicklungskern-Axialrichtung bildet, auf der rechten Seite (näher zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der fünften, sechsten, siebenten bzw. achten Windungen des zweiten Drahtes W2 befinden.
Um die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 umzukehren, wie oben erwähnt, müssen die Drähte W1 und W2 im Prozess des Übergangs von dem ersten Wickelbereich AR1 zu dem zweiten Wickelbereich AR2 miteinander gekreuzt werden. Der Raumbereich S1 wird zum Kreuzen der Drähte W1 und W2 verwendet.
In der dritten Ausführungsform ist eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes W2 und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes W1 und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wickelbereich AR1. Eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes W1 und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 ist kürzer als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wickelbereich AR2.
Zum Beispiel steht, wie in 10A gezeigt, in dem ersten Wickelbereich AR1 die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt mit der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, während die erste Windung des ersten Drahtes W1 nicht mit der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt steht. Darum ist die erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als die zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen der ersten Windung des ersten Drahtes W1 und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der zweiten und der dritten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der dritten und der vierten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 10B und 10C gezeigt.
Andererseits steht, wie in 10A gezeigt, in dem zweiten Wickelbereich AR2 die fünfte Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt mit der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2, während die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 nicht mit der sechsten Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt steht. Darum ist die dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen der fünften Windung des ersten Drahtes W1 und der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2 kürzer als die vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen der fünften Windung des zweiten Drahtes W2 und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der sechsten und der siebenten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der siebenten und der achten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 10B und 10C gezeigt.
Infolgedessen, wie in 10B gezeigt, besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1, und die verteilte Kapazität C₂₁ in dem ersten Wickelbereich AR1 ist groß. Andererseits besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₂-ten Windung des ersten Drahtes W1 und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2, und die verteilte Kapazität C₂₂ in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist groß. Das heißt, eine verteilte Kapazität, die an verschiedenen Windungen erzeugt wird (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen), tritt gleichmäßig an beiden Drähten W1 und W2 auf, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen der Drähte W1 und W2 unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
In den Gleichtaktfiltern 1 bis 3 gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen sind eine Wicklungsstruktur in dem ersten Wicklungsblock BK1 und eine Wicklungsstruktur in dem zweiten Wicklungsblock BK2, einschließlich der Positionsbeziehungen zwischen den Drähten W1 und W2, relativ zu einer Grenzlinie B im Wesentlichen symmetrisch. Jedoch ist eine Symmetrie der Wicklungsstrukturen, einschließlich der Positionsbeziehungen zwischen den Drähten W1 und W2, in der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, wie unten noch beschrieben wird.
11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 4 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 12A bis 12D sind Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 4.
Wie in 11 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 4 dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Draht W1 und W2 für die erste bzw. die zweite Schicht des ersten Wicklungsblocks BK1 verwendet werden, dass der zweite und der erste Draht W2 und W1 für die erste bzw. die zweite Schicht des zweiten Wicklungsblocks BK2 verwendet werden, und dass eine Positionsbeziehung der Drähte W1 und W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2 im Vergleich zu der des ersten Wicklungsblocks BK1 vertikal umgekehrt ist. Sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Wicklungsblock BK1 und BK2 lässt man eine letzte Windung des Drahtes in der zweiten Schicht als eine überzählige Wicklung auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a fallen. Das heißt, das Gleichtaktfilter 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wicklungsstruktur aufweist, die dadurch erhalten wird, dass man den ersten Wicklungsblock BK1 in dem Gleichtaktfilter 2 gemäß der zweiten Ausführungsform mit dem zweiten Wicklungsblock BK2 in dem Gleichtaktfilter 3 gemäß der dritten Ausführungsform kombiniert. Auch in der vierten Ausführungsform gilt m₁ = m₂ = 4.
Ein Raumbereich S1 ist zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 angeordnet, und der erste Wicklungsblock BK1 und der zweite Wicklungsblock BK2 sind durch den Raumbereich S1 voneinander getrennt.
In dem ersten Wicklungsblock BK1 bilden die ersten bis vierten Windungen des ersten Drahtes W1 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die ersten bis dritten Windungen des zweiten Drahtes W2 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, die zweite Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der zweiten und der dritten Windung des ersten Drahtes W1, und die dritte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der dritten und der vierten Windung des ersten Drahtes W1. Auf diese Weise stimmen die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des zweiten Drahtes W2 jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des ersten Drahtes W1 überein.
Die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 ist direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 ist benachbart zu der vierten Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt und bildet einen Teil des ersten Wicklungsblocks BK1.
Die achte Windung des ersten Drahtes W1 ist direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die achte Windung des ersten Drahtes W1 ist benachbart zu der achten Windung des zweiten Drahtes W2 gewickelt und bildet einen Teil des zweiten Wicklungsblocks BK2.
Die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 und die achte Windung des ersten Drahtes W1 sind idealerweise in der zweiten Schicht auszubilden. Wenn jedoch die Windungen der zweiten Schicht in Tälern zwischen benachbarten Windungen der ersten Schicht angeordnet sind, so wird eine Wicklung der zweiten Schicht zu einer überzähligen Wicklung. Und jeder der überzähligen Windungen fehlt eine von zwei Windungen der ersten Schicht, welche die überzählige Windung stützen, und kann somit keine Position in der zweiten Schicht halten. Dementsprechend wird ein Zustand einer ursprünglich kollabierten Wicklung als eine realistische Struktur für die vierte und die achte Windung verwendet.
In dem zweiten Wicklungsblock BK2 bilden die fünften bis achten Windungen des zweiten Drahtes W2 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Raum zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die fünften bis siebenten Windungen des ersten Drahtes W1 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des zweiten Drahtes W2 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die fünfte Windung des ersten Drahtes W1 in einem Tal zwischen der fünften und der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2, die sechste Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der sechsten und der siebenten Windung des zweiten Drahtes W2, und die siebente Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der siebenten und der achten Windung des zweiten Drahtes W2. Auf diese Weise stimmen die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des ersten Drahtes W1 jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des zweiten Drahtes W2 überein.
Wie in 11 gezeigt, befinden sich die Drähte W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 auf der linken bzw. rechten Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um diese Positionsbeziehung beizubehalten. In dem zweiten Wicklungsblock BK2 ist die Positionsbeziehung umgekehrt, und die Drähte W1 und W2 befinden sich auf der rechten bzw. linken Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um die umgekehrte Positionsbeziehung beizubehalten.
Das heißt, die Positionen der ersten, zweiten, dritten und vierten Windungen des ersten Drahtes W1, der den ersten Wicklungsblock BK1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung bildet, befinden sich auf der linken Seite (näher zu dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Windungen des zweiten Drahtes W2, während sich die Positionen der fünften, sechsten, siebenten und achten Windungen des ersten Drahtes W1, der den zweiten Wicklungsblock BK2 in der Wicklungskern-Axialrichtung bildet, auf der rechten Seite (näher zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der fünften, sechsten, siebenten bzw. achten Windungen des zweiten Drahtes W2 befinden.
Um die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 umzukehren, wie oben erwähnt, müssen die Drähte W1 und W2 im Prozess des Übergangs von dem ersten Wickelbereich AR1 zu dem zweiten Wickelbereich AR2 miteinander gekreuzt werden. Der Raumbereich S1 wird zum Kreuzen der Drähte W1 und W2 verwendet.
In der vierten Ausführungsform ist eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes W2 und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes W1 und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wickelbereich AR1. Eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes W1 und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 ist kürzer als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wickelbereich AR2.
Zum Beispiel steht, wie in 12A gezeigt, in dem ersten Wickelbereich AR1 die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt mit der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, während die erste Windung des ersten Drahtes W1 nicht mit der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt steht. Darum ist die erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als die zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen der ersten Windung des ersten Drahtes W1 und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der zweiten und der dritten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der dritten und der vierten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 12B und 12C gezeigt.
Andererseits steht, wie in 12A gezeigt, in dem zweiten Wickelbereich AR2 die fünfte Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt mit der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2, während die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 nicht mit der sechsten Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt steht. Darum ist die dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen der fünften Windung des ersten Drahtes W1 und der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2 kürzer als die vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen der fünften Windung des zweiten Drahtes W2 und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der sechsten und der siebenten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der siebenten und der achten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 12B und 12C gezeigt.
Infolgedessen, wie in 12D gezeigt, besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1, und die verteilte Kapazität C₂₁ in dem ersten Wickelbereich AR1 ist groß. Andererseits besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₂-ten Windung des ersten Drahtes W1 und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2, und die verteilte Kapazität C₂₂ in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist groß. Das heißt, eine verteilte Kapazität, die an verschiedenen Windungen erzeugt wird (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen), tritt gleichmäßig an beiden Drähten W1 und W2 auf, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen der Drähte W1 und W2 unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
13 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 5 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 14A bis 14D sind schematische Schaubilder zum Erläutern der Wicklungsstruktur des Gleichtaktfilters 5.
Wie in 13 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 5 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der erste Draht W2 und W1 für die erste bzw. die zweite Schicht des ersten Wicklungsblocks BK1 verwendet werden, dass der erste und der zweite Draht W1 und W2 für die erste bzw. die zweite Schicht der zweite Wicklungsblock BK2 verwendet werden, und dass eine Positionsbeziehung der Drähte W1 und W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2 im Vergleich zu der des ersten Wicklungsblocks BK1 vertikal umgekehrt ist. Sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Wicklungsblock BK1 und BK2 lässt man eine Anfangswindung des Drahtes in der zweiten Schicht als eine überzählige Wicklung auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a fallen. Das heißt, das Gleichtaktfilter 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wicklungsstruktur aufweist, die dadurch erhalten wird, dass man den ersten Wicklungsblock BK1 in dem Gleichtaktfilter 3 gemäß der dritten Ausführungsform und den zweiten Wicklungsblock BK2 in dem Gleichtaktfilter 2 gemäß der zweiten Ausführungsform kombiniert. Auch in der vierten Ausführungsform gilt: m₁ = m₂ = 4.
Ein Raumbereich S1 ist zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 angeordnet, und der erste Wicklungsblock BK1 und der zweite Wicklungsblock BK2 sind durch den Raumbereich S1 voneinander getrennt.
In dem ersten Wicklungsblock BK1 bilden die ersten bis vierten Windungen des zweiten Drahtes W2 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die zweiten bis vierten Windungen des ersten Drahtes W1 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des zweiten Drahtes W2 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die zweite Windung des ersten Drahtes W1 in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2, die dritte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der zweiten und der dritten Windung des zweiten Drahtes W2, und die vierte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der dritten und der vierten Windung des zweiten Drahtes W2. Auf diese Weise stimmen die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des zweiten Drahtes W2 jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des ersten Drahtes W1 überein.
Die erste Windung des ersten Drahtes W1 ist direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die erste Windung des ersten Drahtes W1 ist benachbart zu der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 gewickelt und bildet einen Teil des ersten Wicklungsblocks BK1.
Die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 ist direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 wird benachbart zu der fünften Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt und bildet einen Teil des zweiten Wicklungsblocks BK2.
Die erste Windung des ersten Drahtes W1 und die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 sind idealerweise in der zweiten Schicht auszubilden. Wenn jedoch die Windungen der zweiten Schicht in Tälern zwischen benachbarten Windungen der ersten Schicht angeordnet sind, so wird eine Wicklung der zweiten Schicht zu einer überzähligen Wicklung. Und jeder der überzähligen Windungen fehlt eine von zwei Windungen der ersten Schicht, welche die überzählige Windung stützen, und kann somit keine Position in der zweiten Schicht halten. Dementsprechend wird ein Zustand einer ursprünglich kollabierten Wicklung als eine realistische Struktur für die erste und die fünfte Windung verwendet.
In dem zweiten Wicklungsblock BK2 bilden die fünften bis achten Windungen des ersten Drahtes W1 eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Räume zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die sechsten bis achten Windungen des zweiten Drahtes W2 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 eingepasst sind. Zum Beispiel befindet sich die sechste Windung des zweiten Drahtes W2 in einem Tal zwischen der fünften und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1, die siebente Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der sechsten und der siebenten Windung des ersten Drahtes W1, und die achte Windung davon befindet sich in einem Tal zwischen der siebenten und der achten Windung des ersten Drahtes W1. Auf diese Weise stimmen die Positionen in einer axialen Richtung (der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a) der Windungen des ersten Drahtes W1 jeweils nicht mit den Positionen der gleichen Windungen des zweiten Drahtes W2 überein.
Wie in 13 gezeigt, befinden sich die Drähte W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 auf der linken bzw. rechten Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um diese Positionsbeziehung beizubehalten. In dem zweiten Wicklungsblock BK2 ist die Positionsbeziehung umgekehrt, und die Drähte W1 und W2 befinden sich auf der rechten bzw. linken Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um die umgekehrte Positionsbeziehung beizubehalten.
Das heißt, die Positionen der ersten, zweiten, dritten und vierten Windungen des ersten Drahtes W1, der den ersten Wicklungsblock BK1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung bildet, befinden sich auf der linken Seite (näher zu dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Windungen des zweiten Drahtes W2, während sich die Positionen der fünften, sechsten, siebenten und achten Windungen des ersten Drahtes W1, der den zweiten Wicklungsblock BK2 in der Wicklungskern-Axialrichtung bildet, auf der rechten Seite (näher zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der fünften, sechsten, siebenten bzw. achten Windungen des zweiten Drahtes W2 befinden.
Um die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 umzukehren, wie oben erwähnt, müssen die Drähte W1 und W2 im Prozess des Übergangs von dem ersten Wickelbereich AR1 zu dem zweiten Wickelbereich AR2 miteinander gekreuzt werden. Der Raumbereich S1 wird zum Kreuzen der Drähte W1 und W2 verwendet.
In der fünften Ausführungsform ist eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes W2 und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes W1 und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wickelbereich AR1. Eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes W1 und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 ist kürzer als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wickelbereich AR2.
Zum Beispiel steht, wie in 14A gezeigt, in dem ersten Wickelbereich AR1 die erste Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt mit der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, während die erste Windung des ersten Drahtes W1 nicht mit der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2 in Kontakt steht. Darum ist die erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als die zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen der ersten Windung des ersten Drahtes W1 und der zweiten Windung des zweiten Drahtes W2. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der zweiten und der dritten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der dritten und der vierten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 14B und 14C gezeigt.
Andererseits steht, wie in 14A gezeigt, in dem zweiten Wickelbereich AR2 die fünfte Windung des ersten Drahtes W1 in Kontakt mit der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2, während die fünfte Windung des zweiten Drahtes W2 nicht in Kontakt mit der sechsten Windung des ersten Drahtes W1 steht. Darum ist die dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen der fünften Windung des ersten Drahtes W1 und der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2 kürzer als die vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen der fünften Windung des zweiten Drahtes W2 und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1. Diese Beziehung gilt für das Verhältnis zwischen der sechsten und der siebenten Windung der Drähte W1 und W2 und zwischen der siebenten und der achten Windung der Drähte W1 und W2, wie in den 14B und 14C gezeigt.
Infolgedessen, wie in 14D gezeigt, besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1, und die verteilte Kapazität C₂₁ in dem ersten Wickelbereich AR1 ist groß. Andererseits besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₂-ten Windung des ersten Drahtes W1 und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2, und die verteilte Kapazität C₂₂ in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist groß. Das heißt, eine verteilte Kapazität, die an verschiedenen Windungen erzeugt wird (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen), tritt gleichmäßig an beiden Drähten W1 und W2 auf, und somit kann ein Ungleichgewicht der Impedanzen der Drähte W1 und W2 unterdrückt werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
15A und 15B sind Querschnittsansichten, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 6 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Das in 15A gezeigte Gleichtaktfilter 6 ist eine Modifizierung des Gleichtaktfilters 2 gemäß der zweiten Ausführungsform und ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Draht W1 und W2 eine ungerade Anzahl von Windungen aufweisen (neun Windungen in diesem Fall). Dementsprechend ist der erste Wicklungsblock BK1 durch eine Kombination einer ersten Wicklungsstruktur, die den ersten Draht W1 enthält, der in der ersten Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = 4) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, und einer dritten Wicklungsstruktur, die den zweiten Draht W2 enthält, der in ähnlicher Weise in der ersten Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = 4) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, gebildet. Außerdem ist der zweite Wicklungsblock BK2 durch eine Kombination einer zweiten Wicklungsstruktur, die den ersten Draht W1 enthält, der in der zweiten Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = 5) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, und eine vierte Wicklungsstruktur, die den zweiten Draht W2 enthält, der in ähnlicher Weise in der ersten Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = 5) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, gebildet.
In der sechsten Ausführungsform hat der zweite Wicklungsblock BK2 eine Windung mehr als der erste Wicklungsblock BK1, weshalb ein Gleichgewicht der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen geringfügig schlechter ist als in der ersten Ausführungsform. Jedoch kann das Gleichgewicht der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen relativ zur konventionellen Wicklungsstruktur, in der kein Gleichgewicht erreicht wird, deutlich verbessert werden, und der Effekt ist signifikant. Besonders dann, wenn die Anzahl der Windungen eines jeden der Drähte W1 und W2 weiter erhöht wird, wird der Effekt des Gleichgewichts der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen weiter erhöht, weshalb der Einfluss der Differenz einer einzelnen Windung gedämpft wird und im Wesentlichen vernachlässigt werden kann.
Es ist bevorzugt, dass eine Differenz |m₁ – m₂| zwischen der Anzahl m₁ von Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 und die Anzahl m₂ von Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2 gleich oder kleiner als ein Viertel der Gesamtzahl der Windungen des ersten Drahtes W1 (oder des zweiten Drahtes W2) ist. Wenn zum Beispiel die Gesamtzahl (m₁ + m₂) der Windungen des ersten Drahtes W1 und die Gesamtzahl (m₁ + m₂) der Windungen des zweiten Drahtes W2 beide 10 sind, so ist die Differenz (|m₁ – m₂|) der Anzahl der Windungen bevorzugt gleich oder kleiner als 2,5 Windungen (oder genauer gesagt: gleich oder kleiner als zwei Windungen). Wenn die Differenz der Anzahl der Windungen ein Viertel der Gesamtzahl der Windungen des Drahtes überschreitet, so kann der Einfluss nicht ignoriert werden, und der Rauschunterdrückungseffekt ist unzureichend. Wenn jedoch die Differenz gleich oder kleiner als ein Viertel der Gesamtzahl der Windungen ist, so ist ein Ungleichgewicht der Impedanzen der beiden Wicklungen relativ klein und verursacht in der Praxis kein Problem.
Des Weiteren ist die Differenz (|m₁ – m₂|) in der Anzahl der Windungen bevorzugt gleich oder kleiner als zwei Windungen, und zwar ungeachtet der Gesamtzahl der Windungen des ersten Drahtes W1 (oder des zweiten Drahtes W2), und es ist besonders bevorzugt, dass die Differenz gleich oder kleiner als eine Windung ist. Sofern die Differenz in der Anzahl der Windungen nicht absichtlich erhöht wird, wird in Betracht gezogen, dass die Differenz in der Anzahl der Windungen in den meisten Fällen innerhalb von maximal zwei Windungen gehalten werden kann, in der Regel innerhalb einer einzelnen Windung. Innerhalb dieses Bereichs ist der Einfluss eines Ungleichgewichts der Impedanzen recht gering und ist fast der gleiche wie in dem Fall, wo keine Differenz in der Anzahl der Windungen besteht.
Obgleich die sechste Ausführungsform eine Modifizierung in dem Fall ist, wo die Anzahl der Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem Gleichtaktfilter 2 gemäß der zweiten Ausführungsform zu einer ungeraden Anzahl geändert wird, kann die Anzahl der Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in den Gleichtaktfiltern 3 bis 5 gemäß den dritten bis fünften Ausführungsformen auch zu einer ungeraden Anzahl geändert werden.
16 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 7 gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 16 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 7 dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren einen dritten Wicklungsblock BK3 enthält, der näher an der Mitte in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet ist als der erste Wicklungsblock BK1, und einen vierten Wicklungsblock BK4 enthält, der näher an der Mitte in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet ist als der zweite Wicklungsblock BK2, dass der dritte und der vierte Wicklungsblock BK3 und BK4 jeweils einen bifilare Einzelschicht-Wicklungsstruktur aufweisen, dass der erste Wicklungsblock BK1 und der dritte Wicklungsblock BK3 durch einen ersten Unterraum SS1 voneinander getrennt sind, und dass der zweite Wicklungsblock BK2 und der vierte Wicklungsblock BK4 durch einen zweiten Unterraum SS2 voneinander getrennt sind. Dieses Merkmal wird unten im Detail erläutert.
Das Gleichtaktfilter 7 gemäß der siebenten Ausführungsform enthält, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, ein Paar Drähte W1 und W2, die um den Wickelkernabschnitt 11a des Trommelkerns 11 herum gewickelt sind. Der erste Draht W1 wird sequenziell von dem einen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a zu dem anderen Ende in der Längsrichtung gewickelt, um eine erste Spule zu bilden, und der zweite Draht W2 wird ebenfalls sequenziell von dem einen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a zu dem anderen Ende in der Längsrichtung gewickelt, um eine zweite Spule zu bilden, die magnetisch mit der ersten Spule gekoppelt ist. Weil die Wickelrichtungen der ersten und der zweiten Spule gleich sind, sind eine Richtung des Magnetflusses, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die erste Spule fließt, und eine Richtung des Magnetflusses, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die zweite Spule fließt, gleich, was den gesamten Magnetfluss verstärkt. Mit dieser Konfiguration bilden die erste und die zweite Spule ein Gleichtaktfilter.
Es ist bevorzugt, dass der erste Draht W1 und der zweite Draht W2 im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Windungen haben und beide eine gerade Anzahl von Windungen haben. In der siebenten Ausführungsform haben die Drähte W1 und W2 beide zwölf Windungen. Die Drähte W1 und W2 haben zweckmäßigerweise so viele Windungen wie möglich, um die Induktivität zu verstärken.
Das Paar Drähte W1 und W2 bildet einen ersten Wicklungsblock BK1, der in einem ersten Wickelbereich AR1 auf der Seite des einen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet ist, einen dritten Wicklungsblock BK3, der ebenfalls in dem ersten Wickelbereich AR1 angeordnet ist, einen zweiten Wicklungsblock BK2, der in einem zweiten Wickelbereich AR2 auf der Seite des anderen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet ist, und einen vierten Wicklungsblock BK4, der ebenfalls in dem zweiten Wickelbereich AR2 angeordnet ist.
In der siebenten Ausführungsform sind die Anzahlen von Windungen von Teilen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2, wodurch der erste und der zweite Wicklungsblock BK1 und BK2 gebildet sind, beide vier, und die Anzahlen von Windungen von Teilen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2, wodurch der dritte und der vierte Wicklungsblock BK3 und BK4 gebildet sind, sind beide zwei.
Der erste Wicklungsblock BK1 befindet sich näher an einem Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a als der dritte Wicklungsblock BK3, und der dritte Wicklungsblock BK3 befindet sich näher an der Mitte des Wickelkernabschnitts 11a als der erste Wicklungsblock BK1. Gleichermaßen befindet sich der zweite Wicklungsblock BK2 näher an dem anderen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a als der vierte Wicklungsblock BK4, und der vierte Wicklungsblock BK4 befindet sich näher an der Mitte des Wickelkernabschnitts 11a als der zweite Wicklungsblock BK2. Der erste Wicklungsblock BK1, der zweite Wicklungsblock BK2, der dritte Wicklungsblock BK3 und der vierte Wicklungsblock BK4 sind in dieser Reihenfolge von einem Ende zum anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet.
Der Raumbereich S1 ist zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 angeordnet, und der dritte und der vierte Wicklungsblock BK3 und BK4, die zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich AR1 und AR2 benachbart zueinander sind, sind durch den Raumbereich S1 voneinander getrennt. Des Weiteren ist in dem ersten Wickelbereich AR1 der erste Unterraum SS1 zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem dritten Wicklungsblock BK3 bereitgestellt, und der erste und der dritte Wicklungsblock BK1 und BK3 sind durch den ersten Unterraum SS1 voneinander getrennt. Gleichermaßen ist in dem zweiten Wickelbereich AR2 der zweite Unterraum SS2 zwischen dem zweiten Wicklungsblock BK2 und dem vierten Wicklungsblock BK4 bereitgestellt, und der zweite und der vierte Wicklungsblock BK2 und BK4 sind durch den zweiten Unterraum SS2 voneinander getrennt.
Der erste Wicklungsblock BK1 ist durch eine Kombination einer Wicklungsstruktur, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer Anzahl m₁₁ von Windungen (m₁₁ = 4) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, und einer Wicklungsstruktur, die den zweiten Draht W2 enthält, der gleichermaßen in der Anzahl m₁₁ von Windungen (m₁₁ = 4) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, gebildet.
Die ersten bis vierten Windungen des ersten Drahtes W1, die den ersten Wicklungsblock BK1 bilden, bilden eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Raum zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die ersten bis dritten Windungen des zweiten Drahtes W2 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 eingepasst sind. Die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 ist eine überzählige Windung, die nicht in der zweiten Schicht gewickelt werden kann und direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt wird, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die vierte Windung des zweiten Drahtes W2 ist benachbart zu der vierten Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt, um einen Teil des ersten Wicklungsblocks BK1 zu bilden.
Der zweite Wicklungsblock BK2 ist durch eine Kombination einer Wicklungsstruktur, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer Anzahl m₂₁ von Windungen (m₁₁ = 4) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, und einer Wicklungsstruktur, die den zweiten Draht W2 enthält, der gleichermaßen in der Anzahl m₂₁ von Windungen (m₂₁ = 4) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, gebildet.
Die neunten bis zwölften Windungen des ersten Drahtes W1, die den zweiten Wicklungsblock BK2 bilden, bilden eine erste Wicklungsschicht, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Raum zwischen den Windungen dicht gewickelt. Die zehnten bis zwölften Windungen des zweiten Drahtes W2 bilden eine zweite Wicklungsschicht, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, und sind insbesondere so gewickelt, dass sie jeweils in Täler zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 eingepasst sind. Die neunte Windung des zweiten Drahtes W2 ist eine überzählige Windung, die nicht in der zweiten Schicht gewickelt werden kann und direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, um die erste Wicklungsschicht zu bilden. Die neunte Windung des zweiten Drahtes W2 ist benachbart zu der neunten Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt, um einen Teil des zweiten Wicklungsblocks BK2 zu bilden.
Die vierte und die neunte Windung des zweiten Drahtes W2 sind idealerweise in der zweiten Schicht auszubilden. Wenn jedoch die Windungen der zweiten Schicht in Tälern zwischen benachbarten Windungen der ersten Schicht angeordnet sind, so fehlt jeder der überzähligen Windungen des zweiten Drahtes W2 eine von zwei Windungen des ersten Drahtes W1, welche die überzählige Windung stützen, und kann somit keine Position in der zweiten Schicht halten. Dementsprechend wird ein Zustand einer ursprünglich kollabierten Wicklung als eine realistische Struktur für die vierte und die neunte Windung verwendet.
Obgleich die Wicklungsstrukturen des ersten und des zweiten Wicklungsblocks BK1 und BK2 gemäß der siebenten Ausführungsform die in 7 gezeigten Doppelschicht-Schichtwicklungsstrukturen sind, können alternativ auch andere Doppelschicht-Schichtwicklungsstrukturen, wie in den 9, 11 und 13 gezeigt, verwendet werden.
Als Nächstes werden der dritte und der vierte Wicklungsblock BK3 und BK4 erläutert.
In der siebenten Ausführungsform sind – während der erste und der zweite Wicklungsblock BK1 und BK2 mittels Doppelschicht-Schichtwickeln hergestellt sind – der dritte und der vierte Wicklungsblock BK3 und BK4 durch das bifilare Einzelschichtwickeln hergestellt. Der erste Wicklungsblock BK1 und der dritte Wicklungsblock BK3 sind durch den ersten Unterraum SS1 voneinander getrennt, und auch der zweite Wicklungsblock BK2 und der vierte Wicklungsblock BK4 sind durch den zweiten Unterraum SS2 voneinander getrennt.
Der dritte Wicklungsblock BK3 ist durch eine Kombination einer Wicklungsstruktur, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer Anzahl m₁₂ von Windungen (m₁₂ = 2) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, und einer Wicklungsstruktur, die den zweiten Draht W2 enthält, der gleichermaßen in der Anzahl m₁₂ von Windungen (m₁₂ = 2) in dem ersten Wickelbereich AR1 gewickelt ist, gebildet. Eine fünfte und eine sechste Windung des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2, die den dritten Wicklungsblock BK3 bilden, bilden eine bifilare Einzelschichtwicklung, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Raum zwischen den Windungen dicht gewickelt.
Der vierte Wicklungsblock BK4 ist durch eine Kombination einer Wicklungsstruktur, die den ersten Draht W1 enthält, der in einer Anzahl m₂₂ von Windungen (m₂₂ = 2) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, und einer Wicklungsstruktur, die den zweiten Draht W2 enthält, der gleichermaßen in der Anzahl m₂₂ von Windungen (m₂₂ = 2) in dem zweiten Wickelbereich AR2 gewickelt ist, gebildet. Eine siebente und eine achte Windung des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2, die den vierten Wicklungsblock BK4 bilden, bilden eine bifilare Einzelschichtwicklung, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, und sind ohne Raum zwischen den Windungen dicht gewickelt.
Darum bildet, wie in 16 gezeigt, der erste Draht W1 eine erste Wicklungsstruktur WP1, die die erste Anzahl m₁ von Windungen (m₁ = m₁₁ + m₁₂) in dem ersten Wickelbereich AR1 enthält, und bildet eine zweite Wicklungsstruktur WP2, die die zweite Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = m₂₁ + m₂₂) in dem zweiten Wickelbereich AR2 enthält. Gleichermaßen bildet der zweite Draht W2 eine dritte Wicklungsstruktur WP3, die die erste Anzahl m₁ von Windungen in dem ersten Wickelbereich AR1 enthält, und bildet eine vierte Wicklungsstruktur WP4, die die zweite Anzahl m₂ von Windungen (m₂ = m₂₁ + m₂₂) in dem zweiten Wickelbereich AR2 enthält.
Auch in der siebenten Ausführungsform befinden sich die Drähte W1 und W2 in dem ersten und dem dritten Wicklungsblock BK1 und BK3 auf der linken bzw. rechten Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um diese Positionsbeziehung beizubehalten. In dem zweiten und dem vierten Wicklungsblock BK2 und BK4 ist die Positionsbeziehung umgekehrt, und die Drähte W1 und W2 befinden sich auf der rechten bzw. linken Seite in jedem Paar gleicher Windungen und sind dicht gewickelt, um die umgekehrte Positionsbeziehung beizubehalten.
Das heißt, die Positionen der ersten, zweiten, dritten und vierten Windungen des ersten Drahtes W1, der den ersten Wicklungsblock BK1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung bildet, befinden sich auf der linken Seite (näher zu dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Windungen des zweiten Drahtes W2. Die Positionen der fünften und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung befinden sich ebenfalls auf der linken Seite der fünften bzw. der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2.
Andererseits befinden sich die Positionen der neunten, zehnten, elften und zwölften Windungen des ersten Drahtes W1, der den zweiten Wicklungsblock BK2 in der Wicklungskern-Axialrichtung bildet, auf der rechten Seite (näher zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a) der neunten, zehnten, elften bzw. zwölften Windungen des zweiten Drahtes W2. Die Positionen der siebenten und der achten Windung des ersten Drahtes W1 in einer Wicklungskern-Axialrichtung befinden sich auch auf der rechten Seite der siebenten bzw. der achten Windung des zweiten Drahtes W2.
Um die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 umzukehren, wie oben erwähnt, müssen die Drähte W1 und W2 im Prozess des Übergangs von dem ersten Wickelbereich AR1 zu dem zweiten Wickelbereich AR2 miteinander gekreuzt werden. Der Raumbereich S1 wird zum Kreuzen der Drähte W1 und W2 verwendet.
In der siebenten Ausführungsform ist eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes W2 und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 kürzer als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes W1 und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wickelbereich AR1. Diese Beziehung gilt nicht nur für den ersten Wicklungsblock BK1, sondern auch für den dritten Wicklungsblock BK3 und die Grenze dieser Blöcke. Eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes W1 und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2 ist kürzer als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wickelbereich AR2. Diese Beziehung gilt nicht nur für den zweiten Wicklungsblock BK2, sondern auch für den vierten Wicklungsblock BK4 und die Grenze dieser Blöcke.
Auf diese Weise besteht auch in der siebenten Ausführungsform eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₁-ten Windung des zweiten Drahtes W2 und der n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes W1, und die verteilte Kapazität C₂₁ in dem ersten Wickelbereich AR1 ist groß. Andererseits besteht eine starke kapazitive Kopplung zwischen der n₂-ten Windung des ersten Drahtes W1 und der n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes W2, und die verteilte Kapazität C₂₂ in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist groß. Das heißt, eine verteilte Kapazität, die an verschiedenen Windungen erzeugt wird (eine Kapazität zwischen verschiedenen Windungen), tritt gleichmäßig an beiden Drähten W1 und W2 auf, weshalb ein Ungleichgewicht der Impedanzen der Drähte W1 und W2 unterdrückt werden kann. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
Des Weiteren wird in der siebenten Ausführungsform, wenn die Drähte W1 und W2 gekreuzt werden, um von dem ersten Wicklungsblock BK1 zu dem zweiten Wicklungsblock BK2 umzuschalten, die Doppelschicht-Schichtwicklung einmal zur Einzelschichtwicklung geändert, und ein Unterraum wird zwischen der Doppelschicht-Schichtwicklung und der Einzelschichtwicklung angeordnet, wodurch mehrere Räume zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 mit kleinen Intervallen entstehen. Darum kann jede Wegstrecke von einer Windung vor dem Kreuzen zu einer Windung nach dem Kreuzen verkürzt werden, wenn die Drähte W1 und W2 an einer Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich AR1 und AR2 gekreuzt werden. Das heißt, die Breite des Raumbereichs S1 zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 kann vermindert werden, und Schwankungen bei den Wicklungsanfangspositionen von Windungen unmittelbar nach dem Kreuzen der Drähte W1 und W2 während des Drahtwickelns können verringert werden. Dementsprechend kann das Drahtwickeln vereinfacht werden, und auch Schwankungen bei der Kennlinie des Gleichtaktfilters können verringert werden.
17 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 8 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 17 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 8 dadurch gekennzeichnet, dass es einen dritten Unterraum SS3 zwischen benachbarten Windungen in dem dritten Wicklungsblock BK3 und einen vierten Unterraum SS4 zwischen benachbarten Windungen in dem vierten Wicklungsblock BK4 in dem in 17 gezeigten Gleichtaktfilter 7 aufweist. Weil es in der achten Ausführungsform nur eine einzige Grenzposition zwischen benachbarten Windungen in jedem der Wicklungsblöcke BK3 und BK4 gibt, gibt es nur einen einzigen dritten Unterraum SS3 und einen einzigen vierten Unterraum SS4. Wenn es jedoch mehr Windungen in dem dritten und dem vierten Wicklungsblock BK3 und BK4 gibt, so kann der dritte oder der vierte Unterraum SS3 oder SS4 an jeder von mehreren Grenzpositionen zwischen benachbarten Windungen angeordnet werden.
Wie oben beschrieben, ist in der achten Ausführungsform der Unterraum zwischen benachbarten Windungen angeordnet, die durch die Einzelschichtwicklung gebildet werden, um mehr Räume zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 in kleineren Intervallen zu erhalten. Wenn also die Drähte W1 und W2 an der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich AR1 und AR2 gekreuzt werden, so kann die Wegstrecke zwischen einer Windung vor dem Kreuzen und einer Windung nach dem Kreuzen weiter verkürzt werden. Das heißt, die Breite des Raumbereichs S1 zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 kann vermindert werden, und Schwankungen bei den Wicklungsanfangspositionen von Windungen unmittelbar nach dem Kreuzen der Drähte W1 und W2 während des Drahtwickelns können verringert werden. Dementsprechend kann das Drahtwickeln vereinfacht werden, und auch Schwankungen bei der Kennlinie des Gleichtaktfilters können verringert werden.
18 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wicklungsstruktur eines Gleichtaktfilters 9 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 18 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 9 eine Anwendung des Gleichtaktfilters 2 gemäß der zweiten Ausführungsform und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination des ersten und des zweiten Wicklungsblocks BK1 und BK2, wie in 7 gezeigt, als eine Einheitswicklungsstruktur U verwendet wird und dass mehrere (in diesem Fall zwei) Einheitswicklungsstrukturen U an dem Wickelkernabschnitt 11a angeordnet sind. In der neunten Ausführungsform gibt es zwei Einheitswicklungsstrukturen U1 und U2, und eine Wicklungsstruktur, die durch den ersten und den zweiten Draht W1 und W2 gebildet wird, ist in vier Wicklungsblöcke geteilt. Wenn es so viele Windungen (zum Beispiel 80 Windungen) des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 gibt, so kann das Gleichgewicht der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen in einem Fall, wo die Windungen fein geteilt sind (zum Beispiel 20 Windungen × 4), im Vergleich zu einem Fall verbessert werden, wo die Windungen grob geteilt sind (zum Beispiel 40 Windungen × 2). Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
Obgleich die neunte Ausführungsform eine Anwendung des Gleichtaktfilters 2 gemäß der zweiten Ausführungsform ist, kann alternativ auch eine Anwendung eines der Gleichtaktfilter 1 und 3 bis 8 gemäß der ersten und dritten bis achten Ausführungsformen verwendet werden, und eine zweckmäßige Kombination davon kann ebenfalls verwendet werden.
19 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 21 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 20A und 20B sind schematische Querschnittsansichten des in 19 gezeigten Gleichtaktfilters 21. 20A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₁-A₁', und 20B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₂-A₂'.
Wie in den 19, 20A und 20B gezeigt, enthält das Gleichtaktfilter 21 ein Paar Drähte W1 und W2, die mittels der sogenannten Schichtwicklung um den Wickelkernabschnitt 11a des Trommelkerns 11 herum gewickelt sind. Der erste Draht W1 ist direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt, um eine erste Wicklungsschicht (eine erste Schicht) zu bilden, und der zweite Draht W2 bildet eine zweite Wicklungsschicht (eine zweite Schicht), die auf eine Außenseite der ersten Schicht gewickelt ist, mit Ausnahme eines Teils des zweiten Drahtes W2. Der erste Draht W1 und der zweite Draht W2 sind im Wesentlichen in der gleichen Anzahl von Windungen gewickelt (12 Windungen in diesem Fall).
Eine Wicklungsstruktur, die durch das Paar Drähte W1 und W2 gebildet wird, bildet den ersten Wicklungsblock BK1, der in dem ersten Wickelbereich AR1 auf der Seite des einen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet ist, und den zweiten Wicklungsblock BK2, der in dem zweiten Wickelbereich AR2 auf der Seite des anderen Endes in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a angeordnet ist. Erste bis sechste Windungen (mehrere erste Wicklungsstrukturen) des ersten Drahtes W1 und erste bis sechste Windungen (mehrere dritte Wicklungsstrukturen) des zweiten Drahtes W2 bilden den ersten Wicklungsblock BK1, und siebente bis zwölfte Windungen (mehrere zweiten Wicklungsstrukturen) des ersten Drahtes W1 und siebente bis zwölfte Windungen (mehrere vierte Wicklungsstrukturen) des zweiten Drahtes W2 bilden den zweiten Wicklungsblock BK2.
Der erste Draht W1 wird sequenziell von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt. Insbesondere in dem ersten und dem zweiten Wickelbereich AR1 und AR2 ist der erste Draht W1 ohne Räume zwischen Windungen dicht gewickelt. Andererseits ist in dem Raumbereich S1, der sich zwischen dem ersten Wickelbereich AR1 und dem zweiten Wickelbereich AR2 befindet, ein Raum zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 angeordnet. Das heißt, die ersten bis sechsten Windungen des ersten Drahtes W1 sind dicht gewickelt, ein Raum ist zwischen der sechsten und der siebenten Windung davon angeordnet, und die siebenten bis zwölften Windungen davon sind auch wieder dicht gewickelt.
Während der zweite Draht W2 ebenfalls sequenziell von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 11a gewickelt ist, ist der zweite Draht W2 so gewickelt, dass er in Täler eingepasst wird, die zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 gebildet werden. Das heißt, die Windungen des zweiten Drahtes W2 sind nicht direkt über gleichen Windungen des ersten Drahtes W1 angeordnet und stimmen jeweils nicht mit den Windungen des ersten Drahtes W1 in Längspositionen des Wickelkernabschnitts 11a überein. Die erste Windung des zweiten Drahtes W2 befindet sich in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, und die ersten bis fünften Windungen sind auf die Wicklungsschicht gewickelt, die durch den ersten Draht W1 gewickelt ist.
Die sechste Windung des zweiten Drahtes W2 fällt in den Raum zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2, um die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a zu berühren, und bildet einen Teil der ersten Schicht anstatt der zweiten Schicht. Die siebente Windung ist in der gleichen Weise wie die sechste Windung gewickelt. Die sechste und die siebente Windung des zweiten Drahtes W2 sind idealerweise in der zweiten Schicht auszubilden. Wenn jedoch ein Raum zwischen der sechsten und der siebenten Windung des ersten Drahtes W1 angeordnet ist, eine von zwei Windungen des ersten Drahtes W1, die den zweiten Draht W2 stützen, und kann somit keine Position in der zweiten Schicht halten. Dementsprechend wird ein Zustand einer ursprünglich kollabierten Wicklung als eine realistische Struktur für die sechste und die siebente Windung verwendet.
Die achten bis zwölften Windungen des zweiten Drahtes W2 sind ebenfalls so gewickelt, dass sie in Täler eingepasst sind, die zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 gebildet werden. Die achte Windung des zweiten Drahtes W2 befindet sich in einem Tal zwischen der siebenten und der achten Windung des ersten Drahtes W1, und die achten bis zwölften Windungen sind auf die Wicklungsschicht gewickelt, die durch den ersten Draht W1 gebildet wird.
Oben ist der Fall mit 12 Windungen erläutert worden, und er wird folgendermaßen verallgemeinert. Wenn die Anzahl der Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 n ist (n ist eine positive ganze Zahl), so sind sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Wickelbereich AR1 und AR2 die n Windungen des ersten Drahtes W1 (die ersten Wicklungsstrukturen) und eine Windung des zweiten Drahtes W2 (die dritte Wicklungsstruktur) in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs AR1 gewickelt, und n – 1 Windungen des zweiten Drahtes W2 (die dritten Wicklungsstrukturen) sind in der zweiten Schicht des ersten Wickelbereichs AR1 gewickelt. Gleichermaßen sind die n Windungen des ersten Drahtes W1 (die zweiten Wicklungsstrukturen) und eine Windung des zweiten Drahtes W2 (die vierte Wicklungsstruktur) in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs AR2 gewickelt, und n – 1 Windungen des zweiten Drahtes W2 (die vierte Wicklungsstruktur) sind in der zweiten Schicht des zweiten Wickelbereichs AR2 gewickelt.
Wie in 19 gezeigt, sind eine Wicklungsstruktur des ersten Wicklungsblocks BK1 und eine Wicklungsstruktur des zweiten Wicklungsblocks BK2 relativ zur Grenzlinie B symmetrisch zueinander (zweiseitig symmetrisch). Insbesondere, ist eine Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 zu einer Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2 zweiseitig symmetrisch. Jedoch sind die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 nicht zweiseitig symmetrisch.
Zum Beispiel haben die ersten bis sechsten Windungen des ersten Drahtes W1 in dem ersten Wicklungsblock BK1 jeweils symmetrische Beziehungen zu den zwölften bis siebenten Windungen des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, und die Windungen einer jeden der Beziehungen sind beides Windungen des ersten Drahtes W1. Die ersten bis fünften Windungen des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 haben jeweils symmetrische Beziehungen zu den zwölften bis achten Windungen des zweiten Drahtes W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, und die Windungen einer jeden der Beziehungen sind beides Windungen des zweiten Drahtes W2. Des Weiteren hat die sechste Windung des ersten Drahtes W1 in dem ersten Wicklungsblock BK1 eine symmetrische Beziehung zu der siebente Windung des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, die beides Windungen des ersten Drahtes W1 sind. Obgleich die Symmetrie an einer Wicklungsanfangsposition oder einer Wicklungsendposition zwangsläufig verloren geht, ist eine solche geringfügige Asymmetrie akzeptabel.
Wenn die Wicklungsstrukturen, die durch den ersten und den zweiten Draht W1 und W2 gebildet sind, einschließlich der Positionsbeziehungen der Drähte, auf diese Weise zweiseitig symmetrisch sind, so sind die verteilten Kapazitäten (Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen), die an verschiedenen Windungen erzeugt werden, sowohl auf dem ersten als auch auf dem zweiten Draht W1 und W2 gleichmäßig, weshalb ein Ungleichgewicht bei den Impedanzen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 unterdrückt werden kann. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd (Gleichtaktrauschen, das durch die Konvertierung einer Differenzsignalkomponente erzeugt wird) vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
Des Weiteren kann, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten Wicklungsblock ein Raum angeordnet ist, wie in der zehnten Ausführungsform, problemlos eine zweiseitig-symmetrische Wicklungsstruktur realisiert werden, weshalb der Einfluss der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen hinreichend vermindert werden kann. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd hinreichend vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
Obgleich in der zehnten Ausführungsform der Fall erläutert wird, wo eine perfekte zweiseitige Symmetrie erreicht wird, ist die perfekte zweiseitige Symmetrie nicht unbedingt erforderlich, und es können teilweise auch asymmetrische Abschnitte eingebunden werden.
21 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 22 gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 21 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 22 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 13 ist (eine ungerade Anzahl) und dass die Symmetrie in einer Wicklungsstruktur an einem Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a verloren geht. Die ersten bis zwölften Windungen sind in der gleichen Weise gewickelt wie in der zehnten Ausführungsform. In der elften Ausführungsform sind dreizehnte Windungen jeweils benachbart zu den zwölften Windungen angeordnet, und die dreizehnte Windung (die fünfte Wicklungsstruktur) des ersten Drahtes W1 und die dreizehnte Windung (die sechste Wicklungsstruktur) des zweiten Drahtes W2 bilden den dritten Wicklungsblock BK3, der in dem dritten Wickelbereich AR3 angeordnet ist.
Wenn der zweite und der dritte Wicklungsblock BK2 und BK3 als ein einzelner Windungsblock BK4 angesehen werden, so gibt es keine strikte Symmetrie zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem vierten Wicklungsblock BK4. Wenn der erste und der zweite Draht W1 und W2 mit 13 Windungen gewickelt werden, so können die Windungen nicht gleichmäßig geteilt werden. Jedoch sind in der elften Ausführungsform die Windungen in sechs Windungen auf der linken Seite und sieben Windungen auf der rechten Seite geteilt, und sechs Windungen von den sieben Windungen auf der rechten Seite und die sechs Windungen auf der linken Seite haben eine zweiseitig-symmetrische Beziehung. Weil zwischen den ersten bis sechsten Windungen in dem ersten Wicklungsblock BK1 und den siebenten bis zwölften Windungen in dem zweiten Wicklungsblock BK2 eine Symmetrie gewährleistet ist und die Anzahl der Windungen in dem dritten Wicklungsblock BK3 als ein asymmetrischer Abschnitt relativ klein ist, kann ein identischer Effekt zu dem in der zehnten Ausführungsform erreicht werden, ohne dass ein nennenswerter Einfluss des asymmetrischen Abschnitts ausgeübt wird.
Wenn die Wicklungsstruktur, die durch den ersten und den zweiten Draht W1 und W2 gebildet wird, des Weiteren den dritten Wicklungsblock BK3 enthält, der zu dem ersten und dem zweiten Wicklungsblock BK1 und BK2 asymmetrisch ist, so sind die Anzahlen von Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 (die fünfte und die sechste Wicklungsstruktur) in dem dritten Wicklungsblock BK3 bevorzugt gleich oder kleiner als die Hälfte der Anzahlen von Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in jedem des ersten bzw. des zweiten Wicklungsblocks BK1 und BK2. Wenn zum Beispiel die Anzahlen von Windungen der Drähte W1 und W2 in jedem des ersten und des zweiten Wicklungsblocks BK1 und BK2 beide 6 sind, wie in 21 gezeigt, so sind die Anzahlen von Windungen der Drähte W1 und W2 in dem dritten Wicklungsblock BK3 jeweils bevorzugt gleich oder kleiner als 3. Wenn die Anzahl der Windungen in dem asymmetrischen Abschnitt die Hälfte der Anzahl der Windungen in dem symmetrischen Abschnitt überschreitet, so kann der Einfluss nicht ignoriert werden, weshalb der Rauschunterdrückungseffekt unzureichend ist. Wenn jedoch die Anzahl der Windungen in dem asymmetrischen Abschnitt gleich oder kleiner als die Hälfte der Anzahl der Windungen in dem symmetrischen Abschnitt ist, so ist ein Ungleichgewicht bei den Impedanzen zwischen den beiden Wicklungen relativ klein und verursacht in der Praxis kein Problem.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Anzahlen von Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem dritten Wicklungsblock BK3 beide gleich oder kleiner als 2 sind, und zwar ungeachtet der Anzahl der Windungen in dem ersten und in dem zweiten Wicklungsblock BK1 und BK2. Sofern Asymmetrie nicht absichtlich herbeigeführt wird, wird in Betracht gezogen, dass die Anzahl der Windungen in einem asymmetrischen Abschnitt in vielen Fällen innerhalb von 2 fallen kann. Innerhalb dieses Bereichs ist der Einfluss eines Ungleichgewichts der Impedanzen recht gering, und es gibt im Wesentlichen keinen Unterschied im Vergleich zu dem Fall, wo kein asymmetrischer Abschnitt vorhanden ist.
22 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 23 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 22 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 23 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahlen der Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 beide 13 sind (eine ungerade Anzahl) und dass die Symmetrie in der Wicklungsstruktur in einem mittigen Abschnitt in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a verloren geht. Erste bis sechste Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 sind in der gleichen Weise gewickelt wie in der zehnten Ausführungsform. Eine siebente Windung (die fünfte Wicklungsstruktur) des ersten Drahtes W1 ist benachbart zu der sechsten Windung des zweiten Drahtes W2 gewickelt, und eine siebente Windung (die sechste Wicklungsstruktur) des zweiten Drahtes W2 ist benachbart zu der siebenten Windung des ersten Drahtes W1 gewickelt. Die siebenten Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 sind beide in der ersten Schicht angeordnet, um den dritten Wicklungsblock BK3 zu bilden, der in dem dritten Wickelbereich AR3 angeordnet ist. Achte bis dreizehnte Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 werden dann in der gleichen Weise gewickelt wie die siebenten bis zwölften Windungen in der zehnten Ausführungsform.
Wenn der erste Wicklungsblock BK1 und die siebente Windung des ersten Drahtes W1 in dem dritten Wicklungsblock BK3 als ein einzelner Windungsblock BK4 angesehen werden und der zweite Wicklungsblock BK2 und die siebente Windung des zweiten Drahtes W2 in dem dritten Wicklungsblock BK3 als ein weiterer Wicklungsblock BK5 angesehen werden, so gibt es keine strikte Symmetrie zwischen dem vierten Wicklungsblock BK4 und dem fünften Wicklungsblock BK5. Weil jedoch zwischen den ersten bis sechsten Windungen in dem ersten Wicklungsblock BK1 und den siebenten bis zwölften Windungen in dem zweiten Wicklungsblock BK2 eine Symmetrie gewährleistet ist und die Anzahl der Windungen in dem dritten Wicklungsblock BK3 als einem asymmetrischen Abschnitt relativ klein ist, kann ein identischer Effekt zu dem in der zehnten Ausführungsform erreicht werden, ohne dass ein nennenswerter Einfluss des asymmetrischen Abschnitts ähnlich der elften Ausführungsform ausgeübt wird.
Obgleich in der zwölften Ausführungsform kein Raum zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 angeordnet ist, kann ein Raum wie in der zehnten Ausführungsform angeordnet werden. Wenn ein Raum zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 angeordnet ist, kann eine symmetrische Wicklungsstruktur problemlos realisiert werden, und der Einfluss der Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen kann hinreichend vermindert werden. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd hinreichend vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
23 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 24 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 24A und 24B sind schematische Querschnittsansichten des in 23 gezeigten Gleichtaktfilters 24. 24A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₁-A₁', und 24B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₂-A₂'.
Wie in den 23 und 24 gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 24 dadurch gekennzeichnet, dass fallende Abschnitte des zweiten Drahtes W2 von der zweiten Schicht zu der ersten Schicht an den beiden Enden in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a anstatt in seiner Mitte angeordnet sein können.
Der erste Draht W1 ist sequenziell von dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a zu dem anderen Ende gewickelt. Insbesondere, sind erste bis zwölfte Windungen des ersten Drahtes W1 ohne Raum zwischen Windungen dicht gewickelt, und kein Raum ist zwischen der sechsten und der siebenten Windung des ersten Drahtes W1 bereitgestellt. Das heißt, es befindet sich kein Raum zwischen Windungen zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2.
Der zweite Draht W2 ist ebenfalls sequenziell von dem einen Ende des Wickelkernabschnitts 11a zu dem anderen Ende gewickelt. Jedoch ist der zweite Draht W2 so gewickelt, dass er in Täler eingepasst ist, die zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 gebildet werden. Die erste und die zwölfte Windung des zweiten Drahtes W2 fallen in der ersten Schicht, um die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a zu berühren, und bilden einen Teil der ersten Schicht anstatt der zweiten Schicht.
Eine zweite Windung des zweiten Drahtes W2 befindet sich in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten Windung des ersten Drahtes W1, und die zweite Windung und die dritten bis sechsten Windungen des zweiten Drahtes W2 sind dicht auf eine Wicklungsschicht des ersten Drahtes W1 gewickelt. Die sechste Windung befindet sich in einem Tal zwischen der fünften und der sechsten Windung des ersten Drahtes W1.
Eine siebente Windung des zweiten Drahtes W2 ist so angeordnet, dass eine nächste Wicklungsposition (Tal) übersprungen wird, und befindet sich zwischen einem Tal zwischen der siebenten und der achten Windung des ersten Drahtes W1. Achte bis elfte Windungen sind so gewickelt, dass sie in Täler eingepasst sind, die jeweils zwischen Windungen des ersten Drahtes W1 gebildet sind. Eine zwölfte Windung als die letzte Windung fällt in der ersten Schicht, um die Oberfläche des Wickelkernabschnitts 11a zu berühren, und bildet einen Teil der ersten Schicht anstatt der zweiten Schicht, ähnlich der ersten Wicklung.
Wie in den 23, 24A und 24B gezeigt, sind eine Wicklungsstruktur des ersten Wicklungsblocks BK1 und eine Wicklungsstruktur des zweiten Wicklungsblocks BK2 relativ zur Grenzlinie B symmetrisch (zweiseitig symmetrisch). Insbesondere, ist eine Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 zweiseitig symmetrisch zu einer Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2. Jedoch sind die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 nicht zweiseitig symmetrisch.
Zum Beispiel hat die zwölfte Windung des zweiten Drahtes W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2 eine symmetrische Beziehung zu der ersten Windung des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1, die beides Windungen des zweiten Drahtes W2 sind. Die ersten bis sechsten Windungen des ersten Drahtes W1 in dem ersten Wicklungsblock BK1 haben jeweils symmetrische Beziehungen zu den zwölften bis siebenten Windungen des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, und die Windungen einer jeden der Beziehungen sind beides Windungen des ersten Drahtes W1. Des Weiteren haben die zweiten bis sechsten Windungen des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 jeweils symmetrische Beziehungen zu den elften bis siebenten Windungen des zweiten Drahtes W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, und die Windungen einer jeden der Beziehungen sind beides Windungen des zweiten Drahtes W2. Obgleich die Symmetrie an einer Wicklungsanfangsposition oder einer Wicklungsendposition zwangsläufig verloren geht, ist eine solche geringfügige Asymmetrie akzeptabel.
Wenn die Wicklungsstrukturen, die durch den ersten und den zweiten Draht W1 und W2 gebildet werden, einschließlich der Positionsbeziehungen der Drähte, auf diese Weise zweiseitig symmetrisch sind, so sind verteilte Kapazitäten (Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen), die an verschiedenen Windungen erzeugt werden, sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Draht W1 und W2 gleichmäßig, weshalb ein Ungleichgewicht bei den Impedanzen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 unterdrückt werden kann. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd (Gleichtaktrauschen, das durch die Konvertierung einer Differenzsignalkomponente erzeugt wird) vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann wie bei der zehnten Ausführungsform realisiert werden.
25 ist eine schematische Grundrissansicht, die eine detaillierte Konfiguration eines Gleichtaktfilters 25 gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 26A und 26B sind schematische Querschnittsansichten des in 25 gezeigten Gleichtaktfilters 25. 26A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie. A₁-A₁', und 26B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A₂-A₂'.
Wie in den 25, 26A und 26B gezeigt, ist das Gleichtaktfilter 25 dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Wicklungsdrähte durch das sogenannte bifilare Wickeln gewickelt ist. Das bifilare Wickeln ist ein Verfahren zum Anordnen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 wechselseitig nacheinander und wird bevorzugt verwendet, wenn enge Kopplungen zwischen Primär- und Sekundärspulen erforderlich sind. Der erste Draht W1 und der zweite Draht W2 sind in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a in einem Zustand gewickelt, in dem sie parallel zueinander liegen, um eine erste Wicklungsschicht zu bilden. Der erste Draht W1 und der zweite Draht W2 haben im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Windungen (in diesem Fall sechs Windungen).
Eine Wicklungsstruktur, die durch das Paar Drähte W1 und W2 gebildet wird, hat den ersten Wicklungsblock BK1, der an dem einen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a bereitgestellt ist, und den zweiten Wicklungsblock BK2, der an dem anderen Ende in der Längsrichtung des Wickelkernabschnitts 11a bereitgestellt ist. Erste bis dritte Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 bilden den ersten Wicklungsblock BK1, und vierte bis sechste Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 bilden den zweiten Wicklungsblock BK2.
In dem ersten Wicklungsblock BK1 (die ersten bis dritten Windungen) befindet sich der erste Draht W1 auf der linken Seite jedes Paares, und der zweite Draht W2 befindet sich auf der rechten Seite davon, und sind in dieser Reihenfolge ohne Räume zwischen Drähten dicht gewickelt. In dem zweiten Wicklungsblock BK2 (die vierten bis sechsten Windungen) ist die Positionsbeziehung umgekehrt. Der zweite Draht W2 befindet sich auf der linken Seite jedes Paares, und der erste Draht W1 befindet sich auf der rechten Seite davon, und sind in dieser Reihenfolge ohne Raum zwischen Drähten dicht gewickelt.
Wie in den 25, 26A und 26B gezeigt, sind eine Wicklungsstruktur des ersten Wicklungsblocks BK1 und eine Wicklungsstruktur des zweiten Wicklungsblocks BK2 relativ zur Grenzlinie B zueinander symmetrisch (zweiseitig symmetrisch). Insbesondere, ist eine Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 zweiseitig symmetrisch zu einer Positionsbeziehung zwischen den Drähten W1 und W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2. Jedoch sind die Positionsbeziehungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 nicht zweiseitig symmetrisch.
Zum Beispiel haben die ersten, zweiten und dritten Windungen des ersten Drahtes W1 in dem ersten Wicklungsblock BK1 jeweils symmetrische Beziehungen zu den sechsten, fünften und vierten Windungen des ersten Drahtes W1 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, und beide Windungen jeder Beziehung sind Windungen des ersten Drahtes W1. Die ersten, zweiten und dritten Windungen des zweiten Drahtes W2 in dem ersten Wicklungsblock BK1 haben jeweils symmetrische Beziehungen zu den sechsten, fünften und vierten Windungen des zweiten Drahtes W2 in dem zweiten Wicklungsblock BK2, und beide Windungen jeder Beziehung sind Windungen des zweiten Drahtes W2. Obgleich die Symmetrie an einer Wicklungsanfangsposition oder einer Wicklungsendposition zwangsläufig verloren geht, ist eine solche geringfügige Asymmetrie akzeptabel.
Wenn die Wicklungsstrukturen, die durch den ersten und den zweiten Draht W1 und W2 gebildet werden, einschließlich der Positionsbeziehungen der Drähte, auf diese Weise zweiseitig symmetrisch sind, so sind verteilte Kapazitäten (Kapazitäten zwischen verschiedenen Windungen), die an verschiedenen Windungen erzeugt werden, sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Draht W1 und W2 gleichmäßig, weshalb ein Ungleichgewicht bei den Impedanzen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 unterdrückt werden kann. Darum können die Taktwandlungseigenschaften Scd (Gleichtaktrauschen, das durch die Konvertierung einer Differenzsignalkomponente erzeugt wird) vermindert werden, und ein hochwertiges Gleichtaktfilter kann realisiert werden.
Des Weiteren kann, wenn ein Raum zwischen dem ersten Wicklungsblock BK1 und dem zweiten Wicklungsblock BK2 angeordnet ist, wie in der vierzehnten Ausführungsform, ein durch die zweiseitig-symmetrische Struktur erreichter Effekt verstärkt werden, und die Taktwandlungseigenschaften Scd können hinreichend vermindert werden.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern modifiziert und geändert werden kann, ohne vom Geist und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.
Während zum Beispiel in den oben erwähnten Ausführungsformen der Trommelkern als ein Kern verwendet wird, um den herum ein Paar Drähte gewickelt sind, ist der Kern der vorliegenden Erfindung nicht auf den Trommelkern beschränkt und kann jede beliebige Form haben, solange er einen Wickelkernabschnitt für ein Paar Drähte hat. Im Hinblick auf die Querschnittsform des Wickelkernabschnitts ist das Rechteck nicht wesentlich, und es kann jede beliebige Form, wie zum Beispiel ein Sechseck, ein Achteck, ein Kreis oder eine Ellipse verwendet werden. Des Weiteren kann die Anzahl der Windungen eines jeden der Drähte größer sein als jene in den oben erwähnten Ausführungsformen. Zum Beispiel können 30 bis 50 Windungen durch Schichtwicklung gewickelt werden, um die Induktivitäten auf etwa 200 bis 400 μH einzustellen, oder 15 bis 25 Windungen können durch bifilares Wickeln gewickelt werden, um die Induktivitäten auf 100 bis 200 μH einzustellen.
Obgleich in den oben erwähnten Ausführungsformen der erste und der zweite Draht W1 und W2 in dem Raumbereich S1 gekreuzt werden, ist eine Position, an der die Drähte W1 und W2 gekreuzt sind, nicht auf den Raumbereich S1 beschränkt. Zum Beispiel können die Drähte W1 und W2 gekreuzt werden, unmittelbar bevor die Drähte W1 und W2, die von dem Raumbereich S1 zu dem zweiten Wickelbereich AR2 verlaufen, um den Wickelkernabschnitt 11a herum gewickelt werden. Des Weiteren kann der Raumbereich S1 weggelassen werden, wenn die Drähte W1 und W2 ohne den Raumbereich S1 gekreuzt werden können.
In den oben erwähnten Ausführungsformen ist die erste Anzahl m₁ von Windungen des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem ersten Wickelbereich AR1 eine positive ganze Zahl (wie zum Beispiel 4 oder 6), und die zweite Anzahl m₂ des ersten und des zweiten Drahtes W1 und W2 in dem zweiten Wickelbereich AR2 ist ebenfalls eine positive ganze Zahl. Jedoch ist nicht unbedingt jede. der ersten und der zweiten Anzahl eine positive ganze Zahl, und es kann jede beliebige Anzahl von Windungen verwendet werden, solange es eine positive Anzahl ist. Darum können diese Anzahlen von Windungen eine Anzahl sein, die ein Dezimalkomma enthält, wie zum Beispiel 4,5.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4789076 [0004, 0004]
JP 3973028 [0004, 0004]
JP 4737268 [0004]

Claims

Gleichtaktfilter, aufweisend: einen Wickelkernabschnitt mit einem ersten und einem zweiten Wickelbereich auf seiner in einer Längsrichtung einen bzw. anderen Endseite; eine erste Spule, die aus einem ersten Draht gebildet ist, der um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist; und eine zweite Spule, die aus einem zweiten Draht gebildet ist, der in der gleichen Anzahl von Windungen um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist wie der erste Draht, wobei der erste Draht Folgendes aufweist: eine erste Wicklungsstruktur, die in einer ersten Anzahl m₁ von Windungen in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist; und eine zweite Wicklungsstruktur, die in einer zweiten Anzahl m₂ von Windungen in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, wobei der zweite Draht Folgendes aufweist: eine dritte Wicklungsstruktur, die in der ersten Anzahl m₁ von Windungen in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist; und eine vierte Wicklungsstruktur, die in der zweiten Anzahl m₂ von Windungen in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, wobei eine erste Zwischen-Draht-Distanz D₁ zwischen einer n₁-ten Windung (n₁ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als 1 und nicht größer als m₁ – 1) des zweiten Drahtes und einer n₁ + 1-ten Windung des ersten Drahtes kürzer ist als eine zweite Zwischen-Draht-Distanz D₂ zwischen einer n₁-ten Windung des ersten Drahtes und einer n₁ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes in dem ersten Wickelbereich, und eine dritte Zwischen-Draht-Distanz D₃ zwischen einer n₂-ten Windung (n₂ ist eine beliebige Zahl nicht kleiner als m₁ + 1 und nicht größer als m₁ + m₂ – 1) des ersten Drahtes und einer n₂ + 1-ten Windung des zweiten Drahtes kürzer ist als eine vierte Zwischen-Draht-Distanz D₄ zwischen einer n₂-ten Windung des zweiten Drahtes und einer n₂ + 1-ten Windung des ersten Drahtes in dem zweiten Wickelbereich.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Draht mittels bifilaren Wickelns um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt sind.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 2, wobei sich gleiche Windungen des ersten und des zweiten Drahtes auf der einen Endseite bzw. auf der anderen Endseite des Wickelkernabschnitts in dem ersten Wickelbereich befinden, und sich gleiche Windungen des ersten und des zweiten Drahtes auf der anderen Endseite bzw. auf der einen Endseite des Wickelkernabschnitts in dem zweiten Wickelbereich befinden.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf eine Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, wobei der erste Wickelbereich so ausgebildet ist, dass erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; erste bis m₁ – 1-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden; und eine m₁-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁-te Windung des ersten Drahtes angrenzt, und der zweite Wickelbereich so ausgebildet ist, dass m₁ + 1-te bis m₁ + m2-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; eine m₁ + 1-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + 1-te Windung des ersten Drahtes angrenzt; und m₁ + 2-te bis m₁ + m₂-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 4, wobei die ersten bis m₁ + 1-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine nächste Windung davon gebildet ist, und die m₁ + 2-ten bis m₁ + m₂-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, wobei der erste Wickelbereich so ausgebildet ist, dass erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; eine erste Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die erste Windung des ersten Drahtes angrenzt; und zweite bis m₁-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und der zweite Wickelbereich so ausgebildet ist, dass m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; m₁ + 1-te bis m₁ + m₂ – 1-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden; und eine m₁ + m₂-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + m₂-te Windung des ersten Drahtes angrenzt.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 6, wobei die zweiten bis m₁-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet ist, und die m₁ + 1-ten bis m₁ + m₂ – 1-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine nächste Windung davon gebildet ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, wobei der erste Wickelbereich so ausgebildet ist, dass erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; erste bis m₁ – 1-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden; und eine m₁-te Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁-te Windung des ersten Drahtes angrenzt, und der zweite Wickelbereich so ausgebildet ist, dass m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; m₁ + 1-te bis m₁ + m₂ – 1-te Windungen des ersten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden; und eine m₁ + m₂-te Windung des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + m₂-te Windung des zweiten Drahtes angrenzt.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 8, wobei die ersten bis m₁ – 1-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine nächste Windung davon gebildet ist, und die m₁ + 1-ten bis m₁ + m₂-ten Windungen des ersten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des zweiten Drahtes und eine nächste Windung davon gebildet ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Draht eine erste Wicklungsschicht bilden, die direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsschicht bilden, die auf die erste Wicklungsschicht gewickelt ist, wobei der erste Wickelbereich so ausgebildet ist, dass erste bis m₁-te Windungen des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; eine erste Windung des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die erste Windung des ersten Drahtes angrenzt; und zweite bis m₁-te Windungen des zweiten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden, und der zweite Wickelbereich so ausgebildet ist, dass m₁ + 1-te bis m₁ + m₂-te Windungen des zweiten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt sind, um die erste Wicklungsschicht zu bilden; eine m₁ + 1-te Windung des ersten Drahtes direkt auf die Oberfläche des Wickelkernabschnitts gewickelt ist, so dass sie an die m₁ + 1-te Windung des zweiten Drahtes angrenzt; und m₁ + 2-te bis m₁ + m₂-te Windungen des ersten Drahtes auf die erste Wicklungsschicht gewickelt sind, um die zweite Wicklungsschicht zu bilden.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 10, wobei die zweiten bis m₁-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet ist, und die m₁ + 2-ten bis m₁ + m₂-ten Windungen des zweiten Drahtes jeweils so gewickelt sind, dass sie in ein Tal der ersten Wicklungsschicht eingepasst sind, die durch eine gleiche Windung des ersten Drahtes und eine vorherige Windung davon gebildet ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei der Wickelkernabschnitt des Weiteren einen Raumbereich zwischen dem ersten Wickelbereich und dem zweiten Wickelbereich enthält.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen der ersten Anzahl m₁ von Windungen und der zweiten Anzahl m₂ von Windungen gleich oder kleiner ist als ein Viertel einer Gesamtzahl der Windungen des ersten Drahtes oder des zweiten Drahtes.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen der ersten Anzahl m₁ von Windungen und der zweiten Anzahl m₂ von Windungen gleich oder kleiner als 2 ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen der ersten Anzahl m₁ von Windungen und der zweiten Anzahl m₂ von Windungen gleich oder kleiner als 1 ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei die erste Anzahl m₁ von Windungen gleich der zweiten Anzahl m₂ von Windungen ist (m₁ = m₂).
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei die erste und die dritte Wicklungsstruktur einen ersten Wicklungsblock bilden, die zweite und die vierte Wicklungsstruktur einen zweiten Wicklungsblock bilden, und mehrere Einheitswicklungsstrukturen, die jeweils durch eine Kombination des ersten und des zweiten Wicklungsblocks gebildet werden, an dem Wickelkernabschnitt bereitgestellt sind.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 1, wobei die erste und die dritte Wicklungsstruktur einen ersten Wicklungsblock und einen dritten Wicklungsblock bilden, wobei der dritte Wicklungsblock näher an einer Mitte des Wickelkernabschnitts in einer axialen Richtung angeordnet ist als der erste Wicklungsblock und eine andere Wicklungsstruktur besitzt als der erste Wicklungsblock, die zweite und die vierte Wicklungsstruktur einen zweiten Wicklungsblock und einen vierten Wicklungsblock bilden, der vierte Wicklungsblock näher an der Mitte des Wickelkernabschnitts in der axialen Richtung angeordnet ist als der zweite Wicklungsblock und eine andere Wicklungsstruktur besitzt als der zweite Wicklungsblock, der erste und der zweite Wicklungsblock jeweils Doppelschicht-Schichtwicklungsstrukturen aufweisen, der dritte und der vierte Wicklungsblock jeweils bifilare Einzelschicht-Wicklungsstrukturen aufweisen, der erste und der dritte Wicklungsblock durch einen ersten Unterraum voneinander getrennt sind, und der zweite und der vierte Wicklungsblock durch einen zweiten Unterraum voneinander getrennt sind.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 18, wobei mindestens ein Paar benachbarter Windungen in dem dritten Wicklungsblock durch einen dritten Unterraum voneinander getrennt sind, und mindestens ein Paar benachbarter Windungen in dem vierten Wicklungsblock durch einen vierten Unterraum voneinander getrennt sind.
Gleichtaktfilter, aufweisend: einen Wickelkernabschnitt mit einem ersten und einem zweiten Wickelbereich auf seiner in einer Längsrichtung einen bzw. anderen Endseite; eine erste Spule, die aus einem ersten Draht gebildet ist, der um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist; und eine zweite Spule, die aus einem zweiten Draht gebildet ist, der in der gleichen Anzahl von Windungen um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist wie der erste Draht, wobei der erste Draht eine erste Wicklungsstruktur aufweist, die in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist, und eine zweite Wicklungsstruktur aufweist, die in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, wobei der zweite Draht eine dritte Wicklungsstruktur aufweist, die in dem ersten Wickelbereich gewickelt ist, und eine vierte Wicklungsstruktur aufweist, die in dem zweiten Wickelbereich gewickelt ist, wobei eine Wicklungsstruktur eines ersten Wicklungsblocks, die durch die erste und die dritte Wicklungsstruktur gebildet ist, und eine Wicklungsstruktur eines zweiten Wicklungsblocks, die durch die zweite und die vierte Wicklungsstruktur gebildet ist, relativ zu einer Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelbereich symmetrisch zueinander sind, wobei die Positionen in der Längsrichtung von gleichen Windungen der ersten und der dritten Wicklungsstruktur voneinander verschieden sind, und wobei die Positionen in der Längsrichtung von gleichen Windungen der zweiten und der vierten Wicklungsstruktur voneinander verschieden sind.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 20, wobei der Wickelkernabschnitt des Weiteren einen Raumbereich zwischen dem ersten Wickelbereich und dem zweiten Wickelbereich enthält.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 20, wobei der erste Draht in einer ersten Schicht auf den Wickelkernabschnitt gewickelt ist und der zweite Draht in einer zweiten Schicht auf die erste Schicht gewickelt ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 22, wobei eine Anzahl der Windungen in jeder der ersten bis vierten Wicklungsstrukturen n ist, der erste Wickelbereich so ausgebildet ist, dass n Windungen der ersten Wicklungsstruktur und eine Windung der dritten Wicklungsstruktur in der ersten Schicht gewickelt sind; und n – 1 Windungen der dritten Wicklungsstruktur in der zweiten Schicht gewickelt sind und der zweite Wickelbereich so ausgebildet ist, dass n Windungen der zweiten Wicklungsstruktur und eine Windung der vierten Wicklungsstruktur in der ersten Schicht gewickelt sind; und n – 1 Windungen der vierten Wicklungsstruktur in der zweiten Schicht gewickelt sind.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 23, wobei die eine Windung der dritten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der ersten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht in dem ersten Wickelbereich, dem einen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist, und die eine Windung der vierten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der zweiten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs, dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 23, wobei die eine Windung der dritten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der ersten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht des ersten Wickelbereichs, dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist, und die eine Windung der vierten Wicklungsstruktur, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs gewickelt ist, benachbart zu einer Windung der zweiten Wicklungsstruktur bereitgestellt ist, die in der ersten Schicht des zweiten Wickelbereichs, dem einen Ende des Wickelkernabschnitts in der Längsrichtung am nächsten, gewickelt ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 20, wobei der erste und der zweite Draht im Wechsel auf den Wickelkernabschnitt in der Längsrichtung gewickelt sind.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 20, wobei der Wickelkernabschnitt des Weiteren einen dritten Wickelbereich enthält, der von dem ersten und dem zweiten Wickelbereich verschieden ist, der erste Draht des Weiteren eine fünfte Wicklungsstruktur enthält, die in dem dritten Wickelbereich gewickelt ist, und der zweite Draht des Weiteren eine sechste Wicklungsstruktur enthält, die in dem dritten Wickelbereich gewickelt ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 27, wobei eine Anzahl der Windungen in der fünften Wicklungsstruktur gleich oder kleiner als die Hälfte der Anzahl der Windungen in der ersten Wicklungsstruktur ist, und eine Anzahl der Windungen in der sechsten Wicklungsstruktur gleich oder kleiner als die Hälfte der Anzahl der Windungen in der dritten Wicklungsstruktur ist.
Gleichtaktfilter nach Anspruch 27, wobei jede der Anzahl von Windungen in der fünften und der sechsten Wicklungsstruktur gleich oder kleiner als 2 ist.