JP2016100410A - Variable inductor - Google Patents
Variable inductor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016100410A JP2016100410A JP2014234788A JP2014234788A JP2016100410A JP 2016100410 A JP2016100410 A JP 2016100410A JP 2014234788 A JP2014234788 A JP 2014234788A JP 2014234788 A JP2014234788 A JP 2014234788A JP 2016100410 A JP2016100410 A JP 2016100410A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- coil
- inductor
- magnetic
- inductance value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インダクタンスを変更可能な可変インダクタに関する。 The present invention relates to a variable inductor capable of changing an inductance.
従来、電子回路においてインダクタが広く利用されてきた。このようなインダクタは、インダクタに流れる電流が所定の電流値以下の場合にインダクタンス値(所謂「L値」)が略一定値を維持するものと、インダクタに流れる電流に拘らずインダクタンス値を変更できるものとがある。これらのインダクタは一般的に用途に応じて使い分けられるが、インダクタンス値が変更できるものに関する技術として例えば特許文献1に記載のものがある。
Conventionally, inductors have been widely used in electronic circuits. In such an inductor, when the current flowing through the inductor is equal to or less than a predetermined current value, the inductance value (so-called “L value”) maintains a substantially constant value, and the inductance value can be changed regardless of the current flowing through the inductor. There is a thing. These inductors are generally used properly depending on the application, but there is a technique described in
特許文献1に記載の可変インダクタは、信号が印加されるコイル(本願「線材」に相当)が巻き回された第1の磁性体からなるインダクタと、当該第1の磁性体の両端に磁気回路が形成されるように設けられた第2の磁性体と、当該第2の磁性体に巻回された制御コイルと、当該制御コイルに流す電流を制御する電流制御回路とを備えて構成される。この可変インダクタは、制御コイルに電流を流して第2の磁性体の周囲に磁界を生じさせ、この磁界により第1の磁性体の透磁率を変化させて、インダクタのインダクタンス値を変更している。つまり、電流制御回路が制御コイルに流す電流を変化させることにより、インダクタのインダクタンス値を変更可能としている。
The variable inductor described in
特許文献1に記載の技術では、第1の磁性体の透磁率の変化量は「磁気ヒステリシス曲線」におけるヒステリシス程度であるので、例えばコイルから大きな電流を出力したい場合には、第2の磁性体の周囲に発生する磁界の強さを強くする必要がある。当該第2の磁性体の周囲に発生する磁界の強さを強くするには、制御コイルに流す電流を大きくする必要があり、電力消費が大きくなり、ジュール熱等による電力損失も大きくなってしまう。
In the technique described in
本発明の目的は、上記問題に鑑み、低消費電力でインダクタンス値を変更可能な可変インダクタを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a variable inductor capable of changing an inductance value with low power consumption.
上記目的を達成するための本発明に係る可変インダクタの特徴構成は、磁性体からなる第1のコア、及び前記第1のコアに線材を巻き回して形成された第1のコイルを有する第1のインダクタと、非磁性流体と共に磁性流体を密閉容器に封入して形成された第2のコア、及び前記第2のコアに線材を巻き回して形成された第2のコイルを有し、前記第1のコイルに通電した際に前記第1のコアと前記第2のコアとが磁気結合する第2のインダクタと、前記第1のコイルに対する通電を制御して、前記第2のインダクタのインダクタンス値を設定する通電制御部と、を備えている点にある。 In order to achieve the above object, the variable inductor according to the present invention is characterized by a first inductor having a first core made of a magnetic material and a first coil formed by winding a wire around the first core. And a second core formed by enclosing a magnetic fluid together with a nonmagnetic fluid in a sealed container, and a second coil formed by winding a wire around the second core, A second inductor in which the first core and the second core are magnetically coupled when the first coil is energized, and an inductance value of the second inductor by controlling the energization of the first coil. And an energization control unit for setting.
このような特徴構成とすれば、第1のコイルに電流を流すことにより第1のコアの両端に磁界を生じさせることができ、この磁界に応じて密閉容器内の磁性流体の分布を変化させることができる。このため、第2のコアの透磁率を大きく変化させることができるので、第1のコイルに流す電流を大きくすることなく、第2のインダクタのインダクタンス値を大きく変化させることが可能となる。したがって、低消費電力でインダクタンス値を変更可能な構成とすることができる。 With such a characteristic configuration, a magnetic field can be generated at both ends of the first core by flowing a current through the first coil, and the distribution of the magnetic fluid in the sealed container is changed according to the magnetic field. be able to. For this reason, since the magnetic permeability of the second core can be greatly changed, the inductance value of the second inductor can be greatly changed without increasing the current flowing through the first coil. Therefore, the inductance value can be changed with low power consumption.
また、前記第1のコアが周方向の一部に開口部を有する環状コアであり、前記第2のコアは、前記開口部に生じる磁束が前記第2のコイルの内側を貫通するように配置されていると好適である。 Further, the first core is an annular core having an opening in a part in a circumferential direction, and the second core is arranged so that a magnetic flux generated in the opening penetrates the inside of the second coil. It is preferable that
このような構成とすれば、第1のコアと第2のコアとで形成される磁気回路の磁気抵抗を低減することができる。したがって、第1のコアの開口部に生じる磁束を、第2のコアに効率良く通過させることができるので、第1のコイルに流す電流を大きくすることなく第2のインダクタのインダクタンス値を変更可能にすることができる。 With such a configuration, the magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the first core and the second core can be reduced. Therefore, since the magnetic flux generated in the opening of the first core can be efficiently passed through the second core, the inductance value of the second inductor can be changed without increasing the current flowing through the first coil. Can be.
また、前記第2のコイルは、前記第1のコイルが通電された際に、前記第2のコイルを径方向に見て、前記第2のコイルと前記磁性流体とが重複しないように構成されていると好適である。 In addition, the second coil is configured such that when the first coil is energized, the second coil and the magnetic fluid do not overlap when the second coil is viewed in the radial direction. It is preferable that
このような構成とすれば、第1のコイルに通電した際に、第2のコイルを空芯コイル化することができるので、第1のコイルに通電した際と通電していない時との第2のインダクタのインダクタンス値の変化量を大きく設定することができる。したがって、可変インダクタのインダクタンス値の設定幅を大きく構成することができる。 With such a configuration, when the first coil is energized, the second coil can be made into an air-core coil. Therefore, when the first coil is energized and when it is not energized, The amount of change in the inductance value of the inductor 2 can be set large. Therefore, the setting range of the inductance value of the variable inductor can be increased.
本発明に係る可変インダクタは、低消費電力でも大きくインダクタンス値を変更することができるように構成されている。以下、本実施形態に係る可変インダクタ1について説明する。図1は、可変インダクタ1の構成を模式的に示した図である。可変インダクタ1は、第1のインダクタ10、第2のインダクタ20、通電制御部30を備えて構成される。
The variable inductor according to the present invention is configured so that the inductance value can be changed greatly even with low power consumption. Hereinafter, the
ここで、インダクタンス値をL(H)、コイルの巻き数をN(T)、磁束をφ(wb)、コイルに流れる電流をI(A)とすると、
L=N×φ/I ・・・(1)
の式が成立する。
Here, if the inductance value is L (H), the number of turns of the coil is N (T), the magnetic flux is φ (wb), and the current flowing through the coil is I (A),
L = N × φ / I (1)
The following formula is established.
一方、磁束密度をB(T)、透磁率をμ(H/m)、磁界の強さをH(A/m)、磁路の面積をS(m2)とすると、磁束φは、
φ=B×S=μ×H×S ・・・(2)
となる。
On the other hand, when the magnetic flux density is B (T), the magnetic permeability is μ (H / m), the magnetic field strength is H (A / m), and the magnetic path area is S (m2), the magnetic flux φ is
φ = B × S = μ × H × S (2)
It becomes.
(1)式、及び(2)式より、インダクタンス値Lは、
L=N×μ×H×S/I ・・・(3)
となる。(3)式に示されるように、インダクタンス値は透磁率μに比例する。したがって、透磁率μを大きくすればインダクタンス値を大きくすることができ、透磁率μを小さくすればインダクタンス値を小さくすることができる。
From the equations (1) and (2), the inductance value L is
L = N × μ × H × S / I (3)
It becomes. As shown in the equation (3), the inductance value is proportional to the magnetic permeability μ. Therefore, if the magnetic permeability μ is increased, the inductance value can be increased, and if the magnetic permeability μ is decreased, the inductance value can be decreased.
本実施形態に係る可変インダクタ1は、このような透磁率を変更してインダクタンス値を変更するよう構成されている。
The
第1のインダクタ10は、第1のコア11及び第1のコイル12を有する。第1のコア11は磁性体により構成される。磁性体とは、磁場におかれた際に磁化される物質であり、例えば酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト等が挙げられる。第1のコア11はこのような物質を用いて形成される。
The
本実施形態の第1のコア11は周方向の一部に開口部13を有する環状コアで構成される。環状コアとは、特に円環状に限定されるものではなく、上面視が多角形状となるように構成しても良いし、多角形の角部を円弧状に丸く構成しても良い。開口部13は環状コアの一部が切り取られたように開口している部分である。本実施形態では、第1のコア11は図1に示されるように上面視がU字状に形成され、U字状におけるU溝の底部14に対向する側が開口部13に相当する。
The
第1のコイル12は、第1のコア11に線材を巻き回して形成される。線材は、導体の周囲に絶縁材料で被覆されたものが用いられる。このような線材を第1のコア11に巻いたものが第1のコイル12に相当する。本実施形態では、第1のコイル12は、第1のコア11における底部14に線材を巻き回して形成される。
The
第2のインダクタ20は、第2のコア21及び第2のコイル22を有する。第2のコア21は非磁性流体24と共に磁性流体25を密閉容器23に封入して形成される。非磁性流体24とは、磁場におかれた際に磁化されない物質であり、気体でも液体でも良い。このような非磁性流体24は、磁性流体25と混ざらず、また、反応しないない性質を有するものを用いると良い。本実施形態では非磁性流体24として窒素ガスが用いられる。磁性流体25とは、磁場におかれた際に磁化される流体である。本実施形態では磁性流体25として液体が用いられる。
The
密閉容器23は、本実施形態では、樹脂製のものが用いられ、上述した非磁性流体24と磁性流体25とが容器内に充填された状態で密閉される。したがって、密閉容器23は、磁性流体25のみが充填された状態でない。本実施形態では、第2のコア21は図1に示されるように上面視が棒状に形成され、第1のコア11の開口部13に配置される。
In the present embodiment, the sealed
第2のコイル22は、第2のコア21に線材を巻き回して形成される。第2のコイル22の線材も、第1のコイル12と同様に、導体の周囲に絶縁材料で被覆されたものが用いられる。このような線材を第2のコア21に巻いたものが第2のコイル22に相当する。第2のコイル22は、図1に示されるように開口部13におかれた際に開口部13における開口幅方向の中央部分に位置するように線材を巻き回して形成される。
The
第2のコア21は、第1のコア11と磁気結合するように配置される。ここで、第1のコイル12には後述するように通電制御部30により通電されるが、この際、第1のコイル12の周囲には磁界が生じる。第1のコア11は第1のコイル12の周囲に生じた磁界による磁束を集磁する。第2のコア21は、第1のコア11の開口部13に配置され、第1のコア11の開口部13に生じる磁束を集磁する。このように、第1のコア11と第2のコア21は磁気的に結合し、第1のコア11と第2のコア21とにより磁気回路が形成される。
The
また、上述したように第2のコア21には線材を巻き回して第2のコイル22が形成される。したがって、第2のコア21は、開口部13に生じる磁束が第2のコイル22の内側を貫通するように配置される。これにより、第1のコア11からの磁束を第2のコア21に通らせることが可能となる。
Further, as described above, a
通電制御部30は、第1のコイル12に対する通電を制御して、第2のインダクタ20のインダクタンス値を設定する。通電制御部30により所定の電流が第1のコイル12を流れるように制御されると当該電流に応じた磁束が第1のコイル12の周囲に生じ、当該磁束は第1のコア11に集磁される。この時、第1のコイル12を流れる電流の向きに応じて、第1のコア11の開口端部13A,13Bに現れる磁極が変化する。また、第1のコイル12を流れる電流の大きさに応じて、開口端部13A,13Bに現れる磁束密度も変化する。
The
この時、当該磁極及び磁束密度に応じて第2のコア21内の磁性流体25の分布が変化する。具体的には、第1のコイル12を流れる電流が大きくなるにつれて第2のコア21の軸方向両端部の夫々に、徐々に磁性流体25が集められる。すなわち、第2のコア21の密閉容器23内に着目した場合、磁性流体25は第2のコア21の軸方向両端部の夫々で分極される。これにより、第2のコア21の透磁率が変化する。上述したようにコイルのインダクタンス値は透磁率に比例するので、第2のコア21の透磁率の変化により第2のインダクタ20のインダクタンス値を変化させることが可能となる。
At this time, the distribution of the
図2には、第1のコイル12に通電制御部30が通電する前の状態が示される。なお、通電制御部30は、理解を容易にするために、スイッチSWと電流源Iとで示している。図2に示されるように、第1のコイル12に通電する前には、第2のコア21内の磁性流体25は、第2のコア21に作用する重力に応じて分極することなく滞留している。
FIG. 2 shows a state before the
第1のコイル12が通電されると、第1のコア11の開口端部13A,13Bに第1のコイル12に流れる電流の向きに応じた磁極が生じ、当該磁極に応じて第2のコア21内の磁性流体25が分極される。第1のコイル12に流れる電流が大きくなると、最終的には図3に示されるように密閉容器23の両端にのみ磁性流体25が集まることになる。
When the
このように第1のコイル12に流れる電流を変化させた場合、当該電流の大きさと第2のインダクタ20のインダクタンス値とは比例関係になる。このような関係が図4に示される。図4では、縦軸がインダクタンス値(L値)であり、横軸は第1のコイル12に流れる電流である。図4に示されるように、第2のインダクタ20のインダクタンス値は、第1のコイル12を流れる電流の増加に伴い減少する。このような特性に基づいて、第1のコイル12に流す電流を調節することにより、可変インダクタ1のインダクタンス値を変更することが可能となる。
Thus, when the current flowing through the
ここで、図3においては第2のコイル22は、第1のコイル12が通電された際に、第2のコイル22を径方向に見て、第2のコイル22と磁性流体25とが重複しないように構成されている。これにより、第1のコイル12の通電に応じて、第2のコア21の透磁率を多様に変更することができるので、第2のインダクタ20のインダクタンス値の可変範囲を大きく設定することが可能となる。
Here, in FIG. 3, when the
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第1のコア11が開口部13を有する環状コアであり、第2のコア21が開口部13に配置されているとして説明したが、第1のコア11を棒状のコアを用いて構成することも可能である。このような実施形態が、図5に示される。この場合、第1のコア11と第2のコア21とを同軸芯上に並べて配置すると良い。このような構成であっても、第1のコイル12に流れる電流に応じて第2のコア21の透磁率を変更し、第2のインダクタ20のインダクタンス値を変更することが可能である。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第2のコイル22は、第1のコイル12が通電された際に、第2のコイル22を径方向に見て、第2のコイル22と磁性流体25とが重複しないように構成されているとして説明したが、第2のコイル22は、第1のコイル12が通電された際に、第2のコイル22を径方向に見て、第2のコイル22と磁性流体25とが重複するように構成することも可能である。
In the above embodiment, when the
本発明は、インダクタンスを変更可能な可変インダクタに利用することが可能である。 The present invention can be used for a variable inductor whose inductance can be changed.
1:可変インダクタ
10:第1のインダクタ
11:第1のコア
12:第1のコイル
13:開口部
20:第2のインダクタ
21:第2のコア
22:第2のコイル
23:密閉容器
24:非磁性流体
25:磁性流体
30:通電制御部
1: Variable inductor 10: 1st inductor 11: 1st core 12: 1st coil 13: Opening part 20: 2nd inductor 21: 2nd core 22: 2nd coil 23: Airtight container 24: Non-magnetic fluid 25: Magnetic fluid 30: Current controller
Claims (3)
非磁性流体と共に磁性流体を密閉容器に封入して形成された第2のコア、及び前記第2のコアに線材を巻き回して形成された第2のコイルを有し、前記第1のコイルに通電した際に前記第1のコアと前記第2のコアとが磁気結合する第2のインダクタと、
前記第1のコイルに対する通電を制御して、前記第2のインダクタのインダクタンス値を設定する通電制御部と、
を備える可変インダクタ。 A first inductor having a first core made of a magnetic material, and a first coil formed by winding a wire around the first core;
A second core formed by sealing a magnetic fluid together with a non-magnetic fluid in a sealed container; and a second coil formed by winding a wire around the second core, and the first coil includes A second inductor in which the first core and the second core are magnetically coupled when energized;
An energization controller that controls energization of the first coil and sets an inductance value of the second inductor;
A variable inductor comprising:
前記第2のコアは、前記開口部に生じる磁束が前記第2のコイルの内側を貫通するように配置されている請求項1に記載の可変インダクタ。 The first core is an annular core having an opening in a part of the circumferential direction;
2. The variable inductor according to claim 1, wherein the second core is disposed such that a magnetic flux generated in the opening penetrates the inside of the second coil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014234788A JP2016100410A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Variable inductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014234788A JP2016100410A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Variable inductor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016100410A true JP2016100410A (en) | 2016-05-30 |
Family
ID=56078025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014234788A Pending JP2016100410A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Variable inductor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016100410A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180013248A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-07 | 신찬수 | Variable reactor |
JP2019009298A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-17 | 株式会社Ihi | Coil device |
CN111755216A (en) * | 2020-04-15 | 2020-10-09 | 成都芯源系统有限公司 | Inductor with multiple magnetic core portions |
-
2014
- 2014-11-19 JP JP2014234788A patent/JP2016100410A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180013248A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-07 | 신찬수 | Variable reactor |
KR101893766B1 (en) * | 2016-07-29 | 2018-08-31 | 신찬수 | Variable reactor |
JP2019009298A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-17 | 株式会社Ihi | Coil device |
CN111755216A (en) * | 2020-04-15 | 2020-10-09 | 成都芯源系统有限公司 | Inductor with multiple magnetic core portions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20070074059A (en) | Magnetic core and inductor, transformer comprising the same | |
JP2017525147A (en) | Variable inductor and inductor manufacturing method | |
CN206726916U (en) | A kind of inductor | |
JP2009200456A (en) | Choke coil | |
US11244780B2 (en) | Storage choke | |
CN110235213A (en) | Breaker | |
US20130176093A1 (en) | Coil for current limitation | |
JP2009004670A (en) | Drum-type inductor and its manufacturing method | |
JP2004207729A (en) | Coil structure of variable inductance | |
JP2016100410A (en) | Variable inductor | |
WO2012104580A3 (en) | Electrical devices with improved fault current handling capabilities | |
JP2006332245A (en) | Coil component | |
JP6581672B2 (en) | Apparatus for monitoring a magnetic core and method for detecting saturation behavior of a monitored magnetic core | |
JP2012233718A (en) | Current detection device | |
US20140203899A1 (en) | Electromagnet, motor and solenoid | |
JP5140065B2 (en) | Reactor | |
RU2018134176A (en) | ELECTROMAGNETIC INDUCTION DEVICE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE | |
CN203288375U (en) | Iron core structure of low-heat-radiation electromagnet | |
JP5189637B2 (en) | Coil parts and power supply circuit using the same | |
EP2950314B1 (en) | Saturation control of magnetic cores of bidirectional devices | |
JP2006286667A (en) | Inductance component | |
KR101392768B1 (en) | Control system of magnetic reluctance and self-inductance using partial flux saturation phenomenon of core | |
CN102306536A (en) | Ferrite magnetic core | |
JP2021019104A (en) | Reactor device | |
JP2011146526A (en) | Magnetic flux control type variable transformer |