JP2008060495A - Reactor and noise filter using it - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リアクトルおよびリアクトルを用いたノイズフィルタに関する。 The present invention relates to a reactor and a noise filter using the reactor.
一般に、フィルタ用のリアクトルは高周波ノイズを減衰させる効果を持ち、主として電気,電子回路内やその電源部などに接続して使用される。以下では、例えば特許文献1に記載されているような、コモンモードリアクトルを例に説明する。
図3にその一般的な適用例を示す。図示のように、回路1と回路2との間にコモンモードリアクトルを接続すると、回路間のコモンモードの高周波ノイズが減衰する。なお、その減衰特性は、コモンモードリアクトルのインピーダンスに依存する。
In general, a reactor for a filter has an effect of attenuating high-frequency noise, and is mainly used by being connected to an electric or electronic circuit or its power source. Hereinafter, a common mode reactor as described in, for example, Patent Document 1 will be described as an example.
FIG. 3 shows a typical application example. As illustrated, when a common mode reactor is connected between the circuit 1 and the
コモンモードリアクトルは磁心と、磁心を巻くコイル(巻線)とからなり、コイルは2相または3相で構成される。図4に、2相コイルのコモンモードリアクトルの例を示している。また、コイル間を絶縁するために通常は皮膜付き導線が用いられ、さらに、コイルと磁心との間を絶縁するために被覆やケース付きの磁心が用いられる。皮膜付き導線と磁心ケースを持つ例を、図5に示す。図5(a)はリアクトル、同(b)はコイルの断面をそれぞれ示す。 The common mode reactor includes a magnetic core and a coil (winding) that winds the magnetic core, and the coil includes two phases or three phases. FIG. 4 shows an example of a common mode reactor having a two-phase coil. Further, a conductive wire with a film is usually used to insulate between the coils, and a magnetic core with a cover or a case is used to insulate between the coil and the magnetic core. An example having a coated wire and a magnetic core case is shown in FIG. 5A shows a reactor, and FIG. 5B shows a cross section of the coil.
上述のようなコモンモードリアクトルでノイズをより多く除去するためには、一般的にはコモンモードリアクトルのインピーダンスを或る程度大きくして、減衰特性を向上させることが考えられる。そこで、コモンモードリアクトルのインピーダンスを大きくするためにコイルの巻数を増やすと、コモンモードリアクトルの浮遊容量が増加し、高周波領域のインピーダンスが低下する。すなわち、ノイズフィルタのコモンモードノイズに対する減衰特性は、低周波領域では向上するものの、高周波領域については図6のように劣化することになる。 In order to remove more noise with the above-described common mode reactor, it is generally considered that the impedance of the common mode reactor is increased to some extent to improve the attenuation characteristics. Therefore, if the number of turns of the coil is increased in order to increase the impedance of the common mode reactor, the stray capacitance of the common mode reactor increases and the impedance in the high frequency region decreases. That is, although the attenuation characteristic of the noise filter with respect to the common mode noise is improved in the low frequency region, the high frequency region is deteriorated as shown in FIG.
上記のような場合に、ノイズフィルタの減衰特性を高周波領域において向上させようとすると、コモンモードリアクトルの浮遊容量を小さくする必要があり、コイルの巻数を減らすか、または特殊な巻き方をしたコモンモードリアクトルを用いなければならない。
しかし、コイルの巻数を減らすとインピーダンスが低下し、ノイズフィルタの低周波領域における減衰特性が低下することになる。
In such a case, if the attenuation characteristics of the noise filter are to be improved in the high frequency region, it is necessary to reduce the stray capacitance of the common mode reactor, reducing the number of turns of the coil, or a common winding with a special winding method. A mode reactor must be used.
However, when the number of turns of the coil is reduced, the impedance is lowered, and the attenuation characteristic in the low frequency region of the noise filter is lowered.
一方、特殊な巻き方をしたコモンモードリアクトルを用いるものは、生産性の低下およびコスト高を招くことになる。つまり、従来のノイズフィルタでは、ノイズに対し広い周波数帯域において高い減衰特性を得ることは困難であると云う問題がある。
したがって、この発明の課題は、コイルの巻き方等によらず、全周波数帯域において高い減衰特性を得ることができるリアクトルと、これを用いたノイズフィルタを提供することにある。
On the other hand, using a common mode reactor with a special winding method results in a decrease in productivity and a high cost. That is, the conventional noise filter has a problem that it is difficult to obtain high attenuation characteristics in a wide frequency band with respect to noise.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a reactor capable of obtaining a high attenuation characteristic in the entire frequency band, and a noise filter using the same, regardless of how the coil is wound.
このような課題を解決するため、磁心と、磁心用ケースと、磁心用ケースを介して磁心を巻回するコイルとを備えたリアクトルにおいて、
請求項1の発明では、前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上のものを用いることを特徴とし、
請求項2の発明では、前記磁心用ケースの厚さを、2mm以上とすることを特徴とし、
請求項3の発明では、前記コイルの皮膜厚さを、0.1mm以上とすることを特徴とする。
In order to solve such a problem, in a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil that winds the magnetic core through the case for the magnetic core,
In the invention of claim 1, the case for the magnetic core is characterized by using a dielectric loss tangent of 0.003 or more,
In the invention of
The invention according to
同様に、磁心と、磁心用ケースと、磁心用ケースを介して磁心を巻回するコイルとを備えたリアクトルにおいて、
請求項4の発明では、前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上かつ厚さが2mm以上のものを用いることを特徴とし、
請求項5の発明では、前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上で、前記コイルの皮膜厚さが0.1mm以上のものを用いることを特徴とし、
請求項6の発明では、前記磁心用ケースの厚さが2mm以上で、前記コイルの皮膜厚さが0.1mm以上のものを用いることを特徴とする。
Similarly, in a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
In the invention of claim 4, the case for the magnetic core is characterized by using a dielectric loss tangent of 0.003 or more and a thickness of 2 mm or more,
The invention of claim 5 is characterized in that the magnetic core case has a dielectric loss tangent of 0.003 or more and a film thickness of the coil of 0.1 mm or more.
The invention according to claim 6 is characterized in that the magnetic core case has a thickness of 2 mm or more and a coating thickness of the coil of 0.1 mm or more.
請求項7の発明では、磁心と、磁心用ケースと、磁心用ケースを介して磁心を巻回するコイルとを備えたリアクトルにおいて、
前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上かつ厚さが2mm以上で、前記コイルの皮膜厚さが0.1mm以上のものを用いることを特徴とする。
請求項8の発明では、上記請求項1〜7のいずれか1つを用いてノイズフィルタを構成することができる。
In the invention of claim 7, in a reactor comprising a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core via the case for the magnetic core,
As the case for the magnetic core, a case where a dielectric loss tangent is 0.003 or more, a thickness is 2 mm or more, and a film thickness of the coil is 0.1 mm or more is used.
In invention of Claim 8, a noise filter can be comprised using any one of the said Claims 1-7.
この発明によれば、コイルの巻き方等に特別な工夫を必要とせず、単に材料の特性などを選ぶことにより、全周波数帯域において高い減衰特性を得ることができるコイルと、これを用いたノイズフィルタを得ることが可能となる。 According to the present invention, a coil capable of obtaining a high attenuation characteristic in the entire frequency band by simply selecting a material characteristic and the like without requiring any special device for winding the coil, etc., and a noise using the coil A filter can be obtained.
図1はこの発明の実施の形態を説明するための説明図、図2はこの発明の効果を説明する特性図である。
一般に、コモンモードリアクトルの浮遊容量は、図1に示すように、コイル間で発生する浮遊容量(コイル間容量)C1や、磁心ケースに発生する浮遊容量(磁心ケース容量)C2などからなる。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the effect of the present invention.
In general, the stray capacitance of the common mode reactor includes a stray capacitance (capacitance between coils) C1 generated between coils and a stray capacitance (magnetic case capacitance) C2 generated in a magnetic core case as shown in FIG.
ところで、磁心ケースや導線皮膜に用いられる材料の誘電損失は、低周波領域においては小さいか殆ど0に等しいが、高周波領域においては大きくなる。この発明はこのような性質に着目し、浮遊容量の誘電損失を従来よりも増加させることにより、高周波領域におけるインピーダンスを増加させ、高周波領域におけるノイズ減衰特性を向上させるものである。 By the way, the dielectric loss of the material used for the magnetic core case and the conductive film is small or almost equal to 0 in the low frequency region, but becomes large in the high frequency region. The present invention pays attention to such properties and increases the dielectric loss of the stray capacitance as compared with the prior art, thereby increasing the impedance in the high frequency region and improving the noise attenuation characteristic in the high frequency region.
従来、磁心ケースでは通常ポリエチレンやポリプロピレンが用いられるが、その誘電正接(tanδ)は高々0.0003程度である。そこで、この発明では誘電正接が0.003以上の磁心ケースを用いる。これにより、図1に示す磁心ケース容量C2の誘電損失が増加する。その材料としては、上記ポリエチレンやポリプロピレンに代えて、例えばエポキシ樹脂やビニルなどを用いることができ、ゴムなどを配合した樹脂を用いることができる。なお、誘電正接を0.003以上としたのは、従来のものより有意にインピーダンスを増加させるには、10倍程度の誘電正接が必要と考えられるからである。また、ここでは磁心ケースを想定しているが、磁心とコイルとの間に配置され磁心ケースと同等の機能を有するものであれば何でも良く、例えば磁心と一体になった皮膜でも構わない。 Conventionally, polyethylene and polypropylene are usually used in the magnetic core case, and the dielectric loss tangent (tan δ) is at most about 0.0003. Therefore, in the present invention, a magnetic core case having a dielectric loss tangent of 0.003 or more is used. Thereby, the dielectric loss of the magnetic core case capacitance C2 shown in FIG. 1 increases. As the material, for example, an epoxy resin or vinyl can be used instead of the polyethylene or polypropylene, and a resin blended with rubber or the like can be used. The reason why the dielectric loss tangent is set to 0.003 or more is that it is considered that a dielectric loss tangent of about 10 times is necessary to increase the impedance significantly compared with the conventional one. Here, although a magnetic core case is assumed, any film may be used as long as it is disposed between the magnetic core and the coil and has a function equivalent to that of the magnetic core case. For example, a coating integrated with the magnetic core may be used.
また、上記磁心ケースの厚さは1mm程度が一般的である。そこで、この発明では、一般的な磁心ケースよりも厚みのある、例えば厚さ2mm以上の磁心ケースを用いることにより、図1に示す磁心ケース容量C2の誘電損失を増加させる(磁心ケース容量C2自体は減少する)。なお、厚さを2mm以上としたのは、従来のものより有意にインピーダンスを増加させるには、2倍程度の誘電正接が必要と考えられるからである。この場合も、磁心ケースの代わりに、磁心とコイルとの間に配置され磁心ケースと同等の機能を有するものであれば何でも良く、例えば磁心と一体になった皮膜のようでも差し支えないのは上記と同様である。 The thickness of the magnetic core case is generally about 1 mm. Therefore, in the present invention, the dielectric loss of the magnetic core case capacitor C2 shown in FIG. 1 is increased by using a magnetic core case that is thicker than a general magnetic core case, for example, 2 mm thick (magnetic core case capacitor C2 itself). Will decrease). The reason why the thickness is set to 2 mm or more is that it is considered that a dielectric loss tangent of about twice is necessary to increase the impedance significantly compared with the conventional one. Also in this case, instead of the magnetic core case, anything may be used as long as it is disposed between the magnetic core and the coil and has a function equivalent to that of the magnetic core case. For example, a film integrated with the magnetic core may be used. It is the same.
さらに、コイルとして広く一般的に用いられる皮膜付き導線の皮膜厚さは、導線径0.1mmの場合に高々0,02mm程度で、導線径3.2mmの場合に高々0,07mm程度である。そこで、この発明では、一般的な皮膜付き導線よりも皮膜の厚いもの、例えば0.1mm以上のものをコイルとして用いることにより、図1に示すコイル間容量C1を増加させる(磁心ケース容量C2自体は減少する)。なお、厚さを0.1mm以上としたのは、従来のものより有意にインピーダンスを増加させるには、5倍程度の誘電正接が必要と考えられるからである。 Furthermore, the film thickness of the coated conductor widely used as a coil is at most about 0.02 mm when the conductor diameter is 0.1 mm, and at most about 07 mm when the conductor diameter is 3.2 mm. Therefore, in the present invention, a coil having a thicker film than a general coated wire, for example, 0.1 mm or more is used as the coil, thereby increasing the inter-coil capacity C1 shown in FIG. Will decrease). The reason why the thickness is set to 0.1 mm or more is that it is considered that a dielectric loss tangent of about 5 times is necessary to increase the impedance significantly compared with the conventional one.
以上のようにすることにより、コモンモードリアクトルのインピーダンスの周波数特性は図2のようになり、従来の場合の図6と比較すれば明らかなように、特に高周波領域で特性が改善されていることが分かる。
なお、以上ではコモンモードリアクトルの場合について説明したが、これに限らず通常のリアクトルにも適用することができる。磁心としてフェライトを想定しているが、これも磁性体ならば何を用いても良い。コイルにはエナメル銅線を想定しているが、これも皮膜付き導線ならば何を用いても良い。
さらに、上記のようなリアクトルは、図3で説明したようなコモンモードノイズフィルタ、または一般的なノイズフィルタとして利用することができるのは言うまでもない。
By doing as described above, the frequency characteristic of the impedance of the common mode reactor becomes as shown in FIG. 2, and the characteristic is improved particularly in the high frequency region, as is apparent from comparison with FIG. 6 in the conventional case. I understand.
In addition, although the case of the common mode reactor was demonstrated above, it is applicable not only to this but a normal reactor. Ferrite is assumed as the magnetic core, but any magnetic material may be used. An enameled copper wire is assumed for the coil, but any wire with a coating may be used.
Furthermore, it goes without saying that the reactor as described above can be used as a common mode noise filter as described in FIG. 3 or a general noise filter.
1…磁心、2…磁心ケース、3…コイル、C1…コイル間容量、C2…磁心ケース容量。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic core, 2 ... Magnetic core case, 3 ... Coil, C1 ... Coil capacity | capacitance, C2 ... Magnetic core case capacity | capacitance.
Claims (8)
前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上のものを用いることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a dielectric loss tangent of 0.003 or more is used as the magnetic core case.
前記磁心用ケースの厚さを、2mm以上とすることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a thickness of the magnetic core case of 2 mm or more.
前記コイルの皮膜厚さを、0.1mm以上とすることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a thickness of the coil of 0.1 mm or more.
前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上かつ厚さが2mm以上のものを用いることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a dielectric loss tangent of 0.003 or more and a thickness of 2 mm or more is used as the magnetic core case.
前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上で、前記コイルの皮膜厚さが0.1mm以上のものを用いることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a dielectric loss tangent of 0.003 or more and a film thickness of the coil of 0.1 mm or more is used as the magnetic core case.
前記磁心用ケースの厚さが2mm以上で、前記コイルの皮膜厚さが0.1mm以上のものを用いることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a thickness of the magnetic core case of 2 mm or more and a film thickness of the coil of 0.1 mm or more is used.
前記磁心用ケースとして、誘電正接が0.003以上かつ厚さが2mm以上で、前記コイルの皮膜厚さが0.1mm以上のものを用いることを特徴とするリアクトル。 In a reactor including a magnetic core, a case for the magnetic core, and a coil for winding the magnetic core through the case for the magnetic core,
A reactor having a dielectric loss tangent of 0.003 or more, a thickness of 2 mm or more, and a coil film thickness of 0.1 mm or more is used as the magnetic core case.
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