JP2003017339A - チョークコイル - Google Patents
チョークコイルInfo
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- JP2003017339A JP2003017339A JP2001196999A JP2001196999A JP2003017339A JP 2003017339 A JP2003017339 A JP 2003017339A JP 2001196999 A JP2001196999 A JP 2001196999A JP 2001196999 A JP2001196999 A JP 2001196999A JP 2003017339 A JP2003017339 A JP 2003017339A
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- choke coil
- voltage
- current
- main winding
- winding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源回路における電力損失を低減し、且つ部
品点数を低減することができるチョークコイルを提供す
る。 【解決手段】 主巻線１１の中間部にタップ１５を設
け、主巻線１１に沿って補助巻線１６をタップ１５から
巻回し、補助巻線１６の端部と主巻線１１の端部とを電
圧検出端子とした。
品点数を低減することができるチョークコイルを提供す
る。 【解決手段】 主巻線１１の中間部にタップ１５を設
け、主巻線１１に沿って補助巻線１６をタップ１５から
巻回し、補助巻線１６の端部と主巻線１１の端部とを電
圧検出端子とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はチョークコイルに係
り、特にスイッチング電源回路に接続され、電源電流を
検出することができるチョークコイルに関する。
り、特にスイッチング電源回路に接続され、電源電流を
検出することができるチョークコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、直流電源から異なる電圧の電
源をつくりだすスイッチング電源回路において、電圧変
換のためにチョークコイルが配置されている。又、この
ようなスイッチング電源回路においては、スイッチング
素子の電流に等しいチョークコイルの電流を監視するた
めに、そのチョークコイルと直列に電流検出抵抗器が接
続される。このような電流検出抵抗器は、その両端の電
圧を差動増幅回路等の電圧検出回路により検出すること
で、既知の抵抗値から電源電流を計測することができ
る。
源をつくりだすスイッチング電源回路において、電圧変
換のためにチョークコイルが配置されている。又、この
ようなスイッチング電源回路においては、スイッチング
素子の電流に等しいチョークコイルの電流を監視するた
めに、そのチョークコイルと直列に電流検出抵抗器が接
続される。このような電流検出抵抗器は、その両端の電
圧を差動増幅回路等の電圧検出回路により検出すること
で、既知の抵抗値から電源電流を計測することができ
る。
【０００３】電流検出抵抗器の抵抗値は、チョークコイ
ルの直流抵抗値と同じぐらい低いが、大電流化、高効率
化が重要視される現在のスイッチング電源回路において
は、その電流検出のために無視できない程度の電力が電
流を検出するために消費されている。一方で、チョーク
コイルにも、その抵抗成分により電力が消費されてい
る。従って、チョークコイルと電流検出抵抗器とでは、
二重に電力損失が生じ、又二重に電圧の損失が生じてい
る。
ルの直流抵抗値と同じぐらい低いが、大電流化、高効率
化が重要視される現在のスイッチング電源回路において
は、その電流検出のために無視できない程度の電力が電
流を検出するために消費されている。一方で、チョーク
コイルにも、その抵抗成分により電力が消費されてい
る。従って、チョークコイルと電流検出抵抗器とでは、
二重に電力損失が生じ、又二重に電圧の損失が生じてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、電源回路における電力損失を
低減し、且つ部品点数を低減することができるチョーク
コイルを提供することを目的とする。
に鑑みて為されたもので、電源回路における電力損失を
低減し、且つ部品点数を低減することができるチョーク
コイルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のチョークコイル
は、主巻線の中間部にタップを設け、前記主巻線に沿っ
て補助巻線を前記タップから巻回し、該補助巻線の端部
と主巻線の端部とを電圧検出端子としたことを特徴とす
る。
は、主巻線の中間部にタップを設け、前記主巻線に沿っ
て補助巻線を前記タップから巻回し、該補助巻線の端部
と主巻線の端部とを電圧検出端子としたことを特徴とす
る。
【０００６】上述した本発明によれば、電圧検出端子に
チョークコイルの主巻線の抵抗成分と被測定電流との積
を電圧として検出することができる。従って、電流検出
抵抗器を設けることなく、スイッチング電源回路の電流
を計測することができる。これにより、電力及び電圧の
二重の損失を低減すると共に、部品点数を削減すること
が可能となる。
チョークコイルの主巻線の抵抗成分と被測定電流との積
を電圧として検出することができる。従って、電流検出
抵抗器を設けることなく、スイッチング電源回路の電流
を計測することができる。これにより、電力及び電圧の
二重の損失を低減すると共に、部品点数を削減すること
が可能となる。
【０００７】また、本発明のチョークコイルにおいて
は、前記補助巻線の巻数を、その誘導電圧が前記主巻線
の誘導電圧を打ち消すように設定することが好ましい。
これにより、主巻線に生じる誘導電圧を、補助巻線に生
じる誘導電圧で完全に打ち消すことができる。従って、
電流検出端子には誘導電圧成分が現れないため、電流に
比例した成分のみを計測することが可能となる。
は、前記補助巻線の巻数を、その誘導電圧が前記主巻線
の誘導電圧を打ち消すように設定することが好ましい。
これにより、主巻線に生じる誘導電圧を、補助巻線に生
じる誘導電圧で完全に打ち消すことができる。従って、
電流検出端子には誘導電圧成分が現れないため、電流に
比例した成分のみを計測することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照しながら説明する。
添付図面を参照しながら説明する。
【０００９】図１は、本発明の実施形態のチョークコイ
ルを示す。本発明のチョークコイル１０は、主巻線１１
の両端に端子１２，１３が設けられ、主巻線１１の略中
間部にタップ１５が設けられ、そのタップ１５から主巻
線に沿って補助巻線１６が巻回されている。補助巻線の
端子１７と、主巻線の端子１３とは電圧検出端子を構成
し、差動増幅器１９の入力端子に接続され、これにより
端子１７，１３間の電圧が計測される。主巻線の端子１
２，１３は、チョークコイルの電源電流Ｉの入出力端子
を構成する。一方で、端子１７，１３は、主巻線１１を
流れる電流から、その抵抗値によって生じる電圧を検出
する、いわば電流検出抵抗器の電圧検出端子としての役
割を果たしている。
ルを示す。本発明のチョークコイル１０は、主巻線１１
の両端に端子１２，１３が設けられ、主巻線１１の略中
間部にタップ１５が設けられ、そのタップ１５から主巻
線に沿って補助巻線１６が巻回されている。補助巻線の
端子１７と、主巻線の端子１３とは電圧検出端子を構成
し、差動増幅器１９の入力端子に接続され、これにより
端子１７，１３間の電圧が計測される。主巻線の端子１
２，１３は、チョークコイルの電源電流Ｉの入出力端子
を構成する。一方で、端子１７，１３は、主巻線１１を
流れる電流から、その抵抗値によって生じる電圧を検出
する、いわば電流検出抵抗器の電圧検出端子としての役
割を果たしている。
【００１０】図２は、このチョークコイル１０における
電流検出の原理を示す。ここで、主巻線１１と補助巻線
１６とは、理解を容易にするために分離して記載してあ
るが、図１に示すように実際には一体的となっており、
この間は電磁結合Ｍにより相互に結合されている。チョ
ークコイル１０には、もともと直流抵抗成分がある。チ
ョークコイル１０には、電源電流が流れているので、そ
こに中間タップを設けて直流電圧を取り出せば、電流検
出抵抗器なしに電流を検出することができる。しかしな
がら、チョークコイル１０は主巻線１１から構成される
ので、中間タップ１５には、被測定電流Ｉ×直流抵抗成
分Ｒの電圧のほかに、中間タップまでのインダクタンス
成分に巻線１１を流れる電流値の時間微分に相当する電
圧が加算されてしまう。そして、この電流検出時のイン
ダクタンス成分に起因する電圧は誤差となる。
電流検出の原理を示す。ここで、主巻線１１と補助巻線
１６とは、理解を容易にするために分離して記載してあ
るが、図１に示すように実際には一体的となっており、
この間は電磁結合Ｍにより相互に結合されている。チョ
ークコイル１０には、もともと直流抵抗成分がある。チ
ョークコイル１０には、電源電流が流れているので、そ
こに中間タップを設けて直流電圧を取り出せば、電流検
出抵抗器なしに電流を検出することができる。しかしな
がら、チョークコイル１０は主巻線１１から構成される
ので、中間タップ１５には、被測定電流Ｉ×直流抵抗成
分Ｒの電圧のほかに、中間タップまでのインダクタンス
成分に巻線１１を流れる電流値の時間微分に相当する電
圧が加算されてしまう。そして、この電流検出時のイン
ダクタンス成分に起因する電圧は誤差となる。
【００１１】そこで、本発明のチョークコイル１０にお
いては、主巻線の略中間に中間タップ１５を設け、主巻
線１１に沿って中間タップ１５から補助巻線１６を巻回
したものである。補助巻線１６は、主巻線１１の被測定
電流Ｉと磁気結合するため、上述した中間タップまでの
主巻線の自己インダクタンス成分と電流値の時間微分の
積による検出誤差電圧を相殺することができる。従っ
て、本来必要な被測定電流に比例した電圧だけを電流検
出端子１３，１７から取り出すことができる。
いては、主巻線の略中間に中間タップ１５を設け、主巻
線１１に沿って中間タップ１５から補助巻線１６を巻回
したものである。補助巻線１６は、主巻線１１の被測定
電流Ｉと磁気結合するため、上述した中間タップまでの
主巻線の自己インダクタンス成分と電流値の時間微分の
積による検出誤差電圧を相殺することができる。従っ
て、本来必要な被測定電流に比例した電圧だけを電流検
出端子１３，１７から取り出すことができる。
【００１２】チョークコイル１０は、主巻線１１による
大きな自己インダクタンスにより、チョークコイルとし
ての機能を果たすものである。中間タップ１５と端子１
３との間の自己インダクタンスをＬとし、この間の抵抗
分をＲとし、被測定電流（電源電流）をＩとすると、端
子１５，１３間に現れる電圧Ｖは、次のようになる。 Ｖｔ−Ｖｏ＝ＲＩ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ） 主巻線１１と補助巻線１６との間の磁気結合係数をＭと
すると、端子１５，１３間に現れる電圧は、次のように
なる。 Ｖｔ−Ｖｉ＝Ｍ（ｄＩ／ｄｔ）
大きな自己インダクタンスにより、チョークコイルとし
ての機能を果たすものである。中間タップ１５と端子１
３との間の自己インダクタンスをＬとし、この間の抵抗
分をＲとし、被測定電流（電源電流）をＩとすると、端
子１５，１３間に現れる電圧Ｖは、次のようになる。 Ｖｔ−Ｖｏ＝ＲＩ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ） 主巻線１１と補助巻線１６との間の磁気結合係数をＭと
すると、端子１５，１３間に現れる電圧は、次のように
なる。 Ｖｔ−Ｖｉ＝Ｍ（ｄＩ／ｄｔ）
【００１３】従って、電圧検出端子１７，１３間の電圧
は、 Ｖｉ−Ｖｏ＝ＲＩ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）−Ｍ（ｄＩ／ｄ
ｔ） となる。ここで、主巻線の自己インダクタンスによる電
圧成分と、電磁誘導結合を介した補助巻線の電圧成分と
が、 Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）−Ｍ（ｄｉ／ｄｔ）＝０ であると、主巻線の自己インダクタンスによる電圧成分
が完全に補助巻線の誘導電圧成分により打ち消され、電
圧検出端子１３，１７に現れる電圧は、 Ｖｉ−Ｖｏ＝ＲＩ となる。
は、 Ｖｉ−Ｖｏ＝ＲＩ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）−Ｍ（ｄＩ／ｄ
ｔ） となる。ここで、主巻線の自己インダクタンスによる電
圧成分と、電磁誘導結合を介した補助巻線の電圧成分と
が、 Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）−Ｍ（ｄｉ／ｄｔ）＝０ であると、主巻線の自己インダクタンスによる電圧成分
が完全に補助巻線の誘導電圧成分により打ち消され、電
圧検出端子１３，１７に現れる電圧は、 Ｖｉ−Ｖｏ＝ＲＩ となる。
【００１４】従って、この場合にはチョークコイルの自
己インダクタンスによる電圧成分が相互インダクタンス
による電圧成分により完全に打ち消され、直流抵抗成分
Ｒに比例した電流Ｉをその電圧値Ｖｉ−Ｖｏから検出す
ることができる。ここで、電磁結合係数Ｍは主巻線のタ
ーン数ｎに対する補助巻線のターン数ｍにより決定され
るので、このターン数ｍ，ｎを任意に調整することで、
上述した理想的な電圧と電流との比例関係が得られる。
己インダクタンスによる電圧成分が相互インダクタンス
による電圧成分により完全に打ち消され、直流抵抗成分
Ｒに比例した電流Ｉをその電圧値Ｖｉ−Ｖｏから検出す
ることができる。ここで、電磁結合係数Ｍは主巻線のタ
ーン数ｎに対する補助巻線のターン数ｍにより決定され
るので、このターン数ｍ，ｎを任意に調整することで、
上述した理想的な電圧と電流との比例関係が得られる。
【００１５】なお、上記実施の形態は、好ましい一実施
例を述べたもので、本発明の趣旨を逸脱することなく種
々の変形実施例が可能なことは勿論である。
例を述べたもので、本発明の趣旨を逸脱することなく種
々の変形実施例が可能なことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ョークコイルの略中間点にタップを設け、主巻線に沿っ
て補助巻線を巻回し、その端子から電圧成分を取り出す
ことで、チョークコイルに電流検出抵抗器の役割を持た
せることができる。この電流検出機能は、チョークコイ
ルの誘導電圧による成分を補償することができるので、
正確に電源電流を検出することが可能となる。そして、
係る電流検出機能によれば、電流検出器を省略すること
ができるので、部品点数を削減することができると共
に、電力損失及び電圧損失を低減することができる。
ョークコイルの略中間点にタップを設け、主巻線に沿っ
て補助巻線を巻回し、その端子から電圧成分を取り出す
ことで、チョークコイルに電流検出抵抗器の役割を持た
せることができる。この電流検出機能は、チョークコイ
ルの誘導電圧による成分を補償することができるので、
正確に電源電流を検出することが可能となる。そして、
係る電流検出機能によれば、電流検出器を省略すること
ができるので、部品点数を削減することができると共
に、電力損失及び電圧損失を低減することができる。
【図１】本発明の実施形態のチョークコイルを示す図で
ある。
ある。
【図２】図１に示すチョークコイルを主巻線と補助巻線
とに分離して示した図である。
とに分離して示した図である。
【図３】図１に示すチョークコイルの等価回路図であ
る。
る。
１０ チョークコイル
１１ 主巻線
１２，１３ 端子
１５ 中間タップ
１６ 補助巻線
１７ 補助巻線端子
１９ 差動増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】 主巻線の中間部にタップを設け、前記主
巻線に沿って補助巻線を前記タップから巻回し、該補助
巻線の端部と主巻線の端部とを電圧検出端子としたこと
を特徴とするチョークコイル。 - 【請求項２】 前記補助巻線の巻数を、その誘導電圧が
前記主巻線の誘導電圧を打ち消すように設定したことを
特徴とする請求項１記載のチョークコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196999A JP2003017339A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | チョークコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196999A JP2003017339A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | チョークコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017339A true JP2003017339A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19034700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001196999A Pending JP2003017339A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | チョークコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003017339A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008504171A (ja) * | 2004-06-29 | 2008-02-14 | ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン | 電気回路を備えた自動車用ホイールアーチ並びにホイールアーチ及び電源手段を有する組立体 |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196999A patent/JP2003017339A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008504171A (ja) * | 2004-06-29 | 2008-02-14 | ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン | 電気回路を備えた自動車用ホイールアーチ並びにホイールアーチ及び電源手段を有する組立体 |
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