JP2011044895A

JP2011044895A - Noise filter

Info

Publication number: JP2011044895A
Application number: JP2009191509A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Onda; 敬治恩田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-03-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a common mode choke coil of a new structure, capable of being used as a noise removing filter of a printed circuit board. <P>SOLUTION: The common mode choke coil includes a first coil arranged on one face of the printed circuit board, and a second coil arranged on the other face of the printed circuit board. A core of the first coil and a core of the second coil are disposed on an identical virtual line, and directions of the magnetic flux are reversed, thereby functioning as the common mode choke coil. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はプリント基板に実装されてコモンモードノイズを除去するノイズフィルタの改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a noise filter that is mounted on a printed board and removes common mode noise.

プリント基板にはコモンモードノイズを除去するためのノイズフィルタが取り付けられる。ここに、コモンモードノイズとはプリント基板上の一対の配線とアースとの間に生じるノイズを指す。このコモンモードノイズを除去するノイズフィルタとして、コモンモードチョークコイルが用いられる。一般的なコモンモードチョークコイルは、共通のコアに一対の巻き線が巻かれており、一対の巻き線はそれぞれ一対の配線に直列結合される。一対の配線へ流された電流がコモンモードチョークコイルの各巻き線に印加されてそれぞれ磁束を発生させるが、発生された磁束はコアにおいて打ち消される。従って、配線に対してはコイルとして動作しないが、配線とアースとの間に流れるコモンモードノイズに対してはインピーダンス素子として作用する。
本件発明に関連する先行文献として、特許文献１〜４を参照されたい。 A noise filter for removing common mode noise is attached to the printed circuit board. Here, the common mode noise refers to noise generated between a pair of wirings on the printed circuit board and the ground. A common mode choke coil is used as a noise filter for removing the common mode noise. In a common common mode choke coil, a pair of windings are wound around a common core, and the pair of windings are coupled in series to a pair of wires, respectively. A current passed through the pair of wires is applied to each winding of the common mode choke coil to generate a magnetic flux, but the generated magnetic flux is canceled by the core. Therefore, although it does not operate as a coil for the wiring, it acts as an impedance element for common mode noise flowing between the wiring and the ground.
Reference should be made to Patent Literatures 1 to 4 as prior literature relating to the present invention.

特公平７−１０１８３１号公報Japanese Patent Publication No. 7-101831 特開２００７−３６１４５号公報JP 2007-36145 A 実開平６−９１２１号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-9121 特開２０００−３１５９３０号公報JP 2000-315930 A

コモンモードチョークコイルは１つのコアに一対の巻き線を巻き付けるので、大きな体積を要し、製造コストも嵩む。また、各巻き線に対応して各２つ、計４つの端子を有する構造のため、プリント配線のパターンにも設計上の制約を生じさせる。 Since a common mode choke coil winds a pair of windings around one core, it requires a large volume and increases the manufacturing cost. In addition, since the structure has a total of four terminals, two for each winding, design restrictions are also imposed on the printed wiring pattern.

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討をした結果、下記この発明に想到した。即ち、この発明の第1の局面は次のように規定される。
プリント基板に実装されるノイズフィルタであって、
前記プリント基板の一面に配設される第1のコイルと、該プリント基板の他面に配設される第2のコイルとを含み、
前記第1のコイルのコアと前記第2のコイルのコアとを同一仮想線上に配置させ、かつ磁束の方向を相反させることにより、コモンモードチョークコイルとして機能させる、ことを特徴とするノイズフィルタ。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has conceived the present invention described below. That is, the first aspect of the present invention is defined as follows.
A noise filter mounted on a printed circuit board,
Including a first coil disposed on one surface of the printed circuit board, and a second coil disposed on the other surface of the printed circuit board,
A noise filter characterized in that the core of the first coil and the core of the second coil are arranged on the same imaginary line and function as a common mode choke coil by reciprocal magnetic flux directions.

このように規定される第１の局面に規定のノイズフィルタによれば、分離した2つコイルをプリント基板の両面へ対向配置することによりコモンモードチョークコイル構成する。ここに、各コイルは１つの巻き線のみを有するので、小型、軽量化が可能となる。更には、かかるコイルとして安価なコイルを利用できる。
特に、各コイルはプリント基板の両面に分かれて取り付けられるので、従来例に比べてプリント基板の一面当たりに端子数が減少し、コイルの小型化とあいまって、プリント配線のパターンに大きな自由度を与えられる。 According to the noise filter defined in the first aspect defined as above, the common mode choke coil is configured by disposing the two separated coils on both surfaces of the printed board. Here, since each coil has only one winding, it is possible to reduce the size and weight. Furthermore, an inexpensive coil can be used as such a coil.
In particular, since each coil is mounted separately on both sides of the printed circuit board, the number of terminals per side of the printed circuit board is reduced compared to the conventional example, and coupled with the miniaturization of the coil, the printed wiring pattern has a great degree of freedom. Given.

この発明の第2の局面は次のように規定される。即ち、第1の局面に規定のノイズフィルタにおいて、前記第1及び第2のコイルはドラムコア型のコイルである。
このように規定される第2の局面のノイズフィルタによれば、第1及び第2のコイルを安価なドラムコア型のコイルとしたので、ノイズフィルタ自体の製造コストを引き下げられる。 The second aspect of the present invention is defined as follows. That is, in the noise filter defined in the first aspect, the first and second coils are drum core type coils.
According to the noise filter of the second aspect defined as described above, since the first and second coils are inexpensive drum core type coils, the manufacturing cost of the noise filter itself can be reduced.

この発明の第3の局面は次のように規定される。即ち、第1又は第2の局面に規定のノイズフィルタであって、前記第1のコイルは前記プリント基板の一面に形成されたプリント配線の第1及び第2のパターンに連結され、前記第2のコイルは前記プリント基板の他面に形成されたプリント配線の第3及び第4のパターンに連結され、
前記第1のパターンと前記第3のパターンとが前記プリント基板において対向して配置されて第1のコンデンサを構成し、前記第2のパターンと前記第4のパターンとが前記プリント基板において対向して配置されて第2のコンデンサを構成する。
このように規定される第3の局面のノイズフィルタによれば、第1のコンデンサと第2のコンデンサによりノーマルモードフィルタが構成される。コモンモードノイズフィルタ周りのプリント配線のパターン自由度が大きくされた結果、プリント配線のパターンを調整してコンデンサを構成可能となり、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの何れも除去可能なノイズフィルタを安価に提供可能となる。 The third aspect of the present invention is defined as follows. That is, the noise filter defined in the first or second aspect, wherein the first coil is connected to the first and second patterns of the printed wiring formed on one surface of the printed board, the second The coil is connected to the third and fourth patterns of the printed wiring formed on the other surface of the printed circuit board,
The first pattern and the third pattern are arranged opposite to each other on the printed circuit board to constitute a first capacitor, and the second pattern and the fourth pattern are opposed to each other on the printed circuit board. To constitute a second capacitor.
According to the noise filter of the third aspect defined as described above, a normal mode filter is configured by the first capacitor and the second capacitor. As a result of increasing the degree of freedom of the printed wiring pattern around the common mode noise filter, it is possible to configure a capacitor by adjusting the printed wiring pattern, and a noise filter that can remove both common mode noise and normal mode noise is inexpensive. It can be provided.

図１はこの発明の実施の形態のコモンモードチョークコイルの構成を示し、図１（Ａ）は等価回路、図１（Ｂ）は平面図、図１（Ｃ）は正面図である。FIG. 1 shows a configuration of a common mode choke coil according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (A) is an equivalent circuit, FIG. 1 (B) is a plan view, and FIG. 1 (C) is a front view. 図２は従来例のコモンモードチョークコイルの構成を示し、図２（Ａ）は等価回路、図２（Ｂ）は平面図、図３（Ｃ）は正面図である。2 shows a configuration of a conventional common mode choke coil. FIG. 2A is an equivalent circuit, FIG. 2B is a plan view, and FIG. 3C is a front view. 図３はこの発明の他の実施の形態のノイズフィルタの構成を示し、図３（Ａ）は等価回路、図３（Ｂ）は平面図、図３（Ｃ）は正面図である。FIG. 3 shows the configuration of a noise filter according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 (A) is an equivalent circuit, FIG. 3 (B) is a plan view, and FIG. 3 (C) is a front view. 図４は他の実施の形態のノイズフィルタ３０の構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a noise filter 30 according to another embodiment. 図５は他の実施の形態のノイズフィルタ４０の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a noise filter 40 of another embodiment.

図１はこの発明の実施の形態のコモンモードチョークコイル１を示し、図１（Ａ）は等価回路図、図１（Ｂ）は平面図、図１（Ｃ）は正面図である。
このコモンモードチョークコイル１は、同一定格のドラムコア型のコイル３，５備える。第1のコイル３はプリント基板２の表面側に取り付けられ、他方、第2のコイル５は基板２の裏面側に取り付けられる。第1のコイル３と第2のコイル５とはその中心をそろえ、各コイルのコア（磁芯）が同一仮想線上に配置されている。なお、第1のコイル３と第2のコイル５は発生する磁束の方向が相反しており、両コイルの定格が等しいので、お互いの磁束は打ち消されることとなる。図中の符号７，８はプリント配線を示す。
第1のコイル３と第2のコイル５の奏する上記作用はコモンモードチョークコイルのそれと同一である。
なお、第1のコイル３及び第2のコイル５の発生する磁束を確実に相殺するため、第1のコイル３と第2のコイル５のコアをそれぞれ相手側に突出させて、プリント基板２へ埋入させることもできる。また、第1のコイル３と第2のコイル５とをできる限る接近させるため、両者が配置されるプリント基板２を他の部分より薄肉化することもできる。 FIG. 1 shows a common mode choke coil 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (A) is an equivalent circuit diagram, FIG. 1 (B) is a plan view, and FIG. 1 (C) is a front view.
The common mode choke coil 1 includes drum core type coils 3 and 5 having the same rating. The first coil 3 is attached to the front side of the printed board 2, while the second coil 5 is attached to the back side of the board 2. The first coil 3 and the second coil 5 are aligned in the center, and the cores (magnetic cores) of the coils are arranged on the same imaginary line. In addition, since the direction of the magnetic flux which the 1st coil 3 and the 2nd coil 5 generate | occur | produce is contradictory and the rating of both coils is equal, a mutual magnetic flux will be canceled. Reference numerals 7 and 8 in the figure indicate printed wiring.
The above-described operation of the first coil 3 and the second coil 5 is the same as that of the common mode choke coil.
In order to cancel out the magnetic fluxes generated by the first coil 3 and the second coil 5 with certainty, the cores of the first coil 3 and the second coil 5 are protruded to the other side to the printed circuit board 2. It can also be embedded. Moreover, in order to make the 1st coil 3 and the 2nd coil 5 approach as much as possible, the printed circuit board 2 in which both are arrange | positioned can also be made thinner than another part.

図２は従来のコモンモードチョークコイル１０を示す。このコイル１０は1つのコア１２へ異なる方向へ巻かれた一対の巻き線１３，１４を備える。各巻き線１３，１４で生じた磁束はコア１２において相殺される。
図１に示したこの実施形態のコモンモードチョークコイル１と従来のコイル１０とを比べると、従来のコモンモードチョークコイル１０は１つのコア１２に一対の巻き線１３，１４を巻き付けるので、コイルが大型になる。また、４つの端子を備えるため、この４つの端子に対応したプリント配線１５−１８をプリント基板１１の一面（表面）へ形成する必要がある。これに対し、実施形態のコモンモードチョークコイル１ではプリント基板２の一面に対し２つの端子のみが対向するので、プリント配線に対する制限が小さい。また、汎用的なドラムコア型のコイルを用いることで製造コストを圧縮できる。 FIG. 2 shows a conventional common mode choke coil 10. The coil 10 includes a pair of windings 13 and 14 wound around one core 12 in different directions. Magnetic flux generated in each of the windings 13 and 14 is canceled in the core 12.
When the common mode choke coil 1 of this embodiment shown in FIG. 1 is compared with the conventional coil 10, the conventional common mode choke coil 10 winds a pair of windings 13 and 14 around one core 12. Become large. Further, since four terminals are provided, it is necessary to form printed wirings 15-18 corresponding to these four terminals on one surface (front surface) of the printed board 11. On the other hand, in the common mode choke coil 1 according to the embodiment, only two terminals are opposed to one surface of the printed circuit board 2, so that the restriction on the printed wiring is small. Further, the manufacturing cost can be reduced by using a general-purpose drum core type coil.

図３は他の実施形態のノイズフィルタ２０を示す。図１と同一の要素には同一の符号を伏してその説明を部分的に省略する。
この実施形態のノイズフィルタ２０において、コモンモードチョークコイル１を構成する第１のコイル３の端子に連結されるプリント配線７に第１の幅広部２１（第1のパターン）と第2の幅広部２２（第2のパターン）が設けられ、第2のコイル５の端子に連結されるプリント配線８に第3の幅広部２３（第3のパターン）と第4の幅広部２４（第4のパターン）が設けられる。第1の幅広部２１と第３の幅広部２３とはプリント基板２を介して対向して配置され、第2の幅広部２２と第４の幅広部２４とはプリント基板２を介して対向して配置される。第1の幅広部２１と第３の幅広部２３とは同一形状であり、その中心軸が一致するようにプリント基板２へ配置される。同様に、第２の幅広部２２と第４の幅広部２４とは同一形状であり、その中心軸が一致するようにプリント基板２へ配置される。 FIG. 3 shows a noise filter 20 according to another embodiment. Elements that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are partially omitted.
In the noise filter 20 of this embodiment, the first wide portion 21 (first pattern) and the second wide portion are formed on the printed wiring 7 connected to the terminal of the first coil 3 constituting the common mode choke coil 1. 22 (second pattern) is provided, and a third wide portion 23 (third pattern) and a fourth wide portion 24 (fourth pattern) are formed on the printed wiring 8 connected to the terminal of the second coil 5. ) Is provided. The first wide portion 21 and the third wide portion 23 are disposed to face each other via the printed circuit board 2, and the second wide portion 22 and the fourth wide portion 24 are disposed to face each other via the printed circuit board 2. Arranged. The 1st wide part 21 and the 3rd wide part 23 are the same shapes, and are arrange | positioned at the printed circuit board 2 so that the center axis may correspond. Similarly, the 2nd wide part 22 and the 4th wide part 24 are the same shapes, and are arrange | positioned at the printed circuit board 2 so that the center axis may correspond.

このように第1〜第4の幅広部２１−２４を配置すると、プリント基板２は絶縁体であるため、第1の幅広部２１−第3の幅広部２３により第1のコンデンサＣ１が形成され、第2の幅広部２２−第4の幅広部２４により第2のコンデンサＣ２が構成される。これらのコンデンサＣ１、Ｃ２は一対の配線７、８間のノイズを除去するノーマルモードフィルタとして機能する。
なお、プリント基板２が厚い場合など、第１及び第2のコンデンサＣ１，Ｃ２に充分な容量を確保できない場合には、基板中２に導電膜を介在させ、当該導電膜と各幅広部２１−２４間でコンデンサを構成することができる。 When the first to fourth wide portions 21-24 are arranged in this way, the printed circuit board 2 is an insulator, so that the first capacitor C1 is formed by the first wide portion 21 to the third wide portion 23. The second capacitor C2 is constituted by the second wide portion 22 to the fourth wide portion 24. These capacitors C1 and C2 function as a normal mode filter for removing noise between the pair of wirings 7 and 8.
If the first and second capacitors C1 and C2 cannot secure a sufficient capacity, such as when the printed circuit board 2 is thick, a conductive film is interposed in the substrate 2, and the conductive film and each wide portion 21- Capacitors can be formed between the 24.

図３に示したノイズフィルタ２０によれば、コモンモードチョークコイル１に連結されるプリント配線のパターンを幅広にするという簡易な構成により、ノーマルモードノイズ除去用のコンデンサＣ１，Ｃ２を構成できる。かかる構成の採用が可能となった要因として、プリント基板２の一つ面におけるコイルの端子の数が挙げられる。即ち、従来タイプにおいてはプリント基板２の一つの面に４つの端子が配置されていたのに対し、この例では端子数が２つに減ったため、コイル周りにおけるプリント配線パターンの設計自由度が大きくなる。更には、コモンモードチョークコイル１を構成する一つの巻き線がプリント基板の上下面に分割して配置されることとなったため、プリント基板の一つの面に占めるコイルの面積が小さくなる。この点もコイル周りにおけるプリント配線パターンの設計自由度を大きくする要因となる。 According to the noise filter 20 shown in FIG. 3, the normal mode noise removing capacitors C1 and C2 can be configured with a simple configuration in which the pattern of the printed wiring connected to the common mode choke coil 1 is widened. As a factor that makes it possible to adopt this configuration, the number of coil terminals on one surface of the printed circuit board 2 can be cited. That is, in the conventional type, four terminals are arranged on one surface of the printed circuit board 2, but in this example, the number of terminals is reduced to two, so the degree of freedom in designing the printed wiring pattern around the coil is large. Become. Furthermore, since one winding constituting the common mode choke coil 1 is divided and arranged on the upper and lower surfaces of the printed circuit board, the area of the coil on one surface of the printed circuit board is reduced. This is also a factor that increases the degree of freedom in designing the printed wiring pattern around the coil.

プリント配線パターンの設計自由度が大きくなった結果、コンデンサを構成する幅広部の形状も任意に選択できる。幅広部は図3の例に示した矩形に限られず、図４に示すように、コイル３に沿った弧状とすることができる。かかる弧状の幅広部３１，３３を採用することにより、コモンモードノイズとノーマルモードノイズとを除去するノイズフィルタ３０の構成をよりコンパクト化できる。
なお、図４において、プリント基板２の裏面において、幅広部３１，３３に対応して同一形状の幅広部がそれぞれ対向して配置されているものとする。 As a result of increasing the degree of freedom in designing the printed wiring pattern, the shape of the wide portion constituting the capacitor can be arbitrarily selected. The wide portion is not limited to the rectangle shown in the example of FIG. 3, and can be formed in an arc shape along the coil 3 as shown in FIG. 4. By adopting such arc-shaped wide portions 31 and 33, the configuration of the noise filter 30 for removing common mode noise and normal mode noise can be made more compact.
In FIG. 4, it is assumed that wide portions having the same shape are arranged to face each other on the back surface of the printed circuit board 2 corresponding to the wide portions 31 and 33.

コモンモードノイズとノーマルモードノイズとをともに除去可能な既述のノイズフィルの例（図３及び図４参照）ではプリント配線に幅広なパターンを設け、この広幅のパターンでプリント基板を挟むことによりコンデンサを形成していた。
かかるノイズフィルタとして、図１に示したコモンモードチョークコイルへ汎用的なコンデンサチップ４１，４２を配設させてもよい（図５参照）。図５に示すノイズフィルタ４０において図１と同一の作用を奏する要素には同一の符号を付してその説明を部分的に省略する。図５の例の等価回路は図３（Ａ）に等しい。 In the above-described noise fill example (see FIGS. 3 and 4) capable of removing both common mode noise and normal mode noise, a wide pattern is provided on the printed wiring, and the printed circuit board is sandwiched between the wide pattern and the capacitor. Was forming.
As such a noise filter, general-purpose capacitor chips 41 and 42 may be disposed on the common mode choke coil shown in FIG. 1 (see FIG. 5). In the noise filter 40 shown in FIG. 5, elements having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is partially omitted. The equivalent circuit of the example of FIG. 5 is equal to FIG.

この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。 The present invention is not limited to the description of the embodiments of the invention. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims.

１、１０コモンモードチョークコイル
２、１１プリント基板
３，５ドラムコア型コイル
７，８，１５，１６，１７，１８プリント配線
１２コア
１３，１４巻き線
２０，３０ノイズフィルタ
２１，２２，２３，２４，３１，３３幅広部
４１，４２，Ｃ１，Ｃ２コンデンサ 1, 10 Common mode choke coil 2, 11 Printed circuit board 3, 5 Drum core type coil 7, 8, 15, 16, 17, 18 Printed wiring 12 Core 13, 14 Winding 20, 30 Noise filter 21, 22, 23, 24 , 31, 33 Wide portions 41, 42, C1, C2 capacitors

Claims

A noise filter mounted on a printed circuit board,
Including a first coil disposed on one surface of the printed circuit board, and a second coil disposed on the other surface of the printed circuit board,
A noise filter characterized in that the core of the first coil and the core of the second coil are arranged on the same imaginary line and function as a common mode choke coil by reciprocal magnetic flux directions.

The noise filter according to claim 1, wherein the first and second coils are drum core type coils.

The first coil is connected to first and second patterns of a printed wiring formed on one surface of the printed circuit board, and the second coil is a third printed wiring formed on the other surface of the printed circuit board. And a fourth pattern,
The first pattern and the third pattern are arranged opposite to each other on the printed circuit board to constitute a first capacitor, and the second pattern and the fourth pattern are opposed to each other on the printed circuit board. The noise filter according to claim 1, wherein the noise filter is arranged to constitute a second capacitor.