JP2021141499A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】コモンモード電流をより減衰させることができるコモンモードノイズフィルタを提供する。【解決手段】コモンモードノイズフィルタでは、前記第1分岐導電線の少なくとも一部と前記第2分岐導電線の少なくとも一部は、各々を流れるノーマルモード電流によって各々に発生する磁束が強め合うとともに、各々を流れるコモンモード電流によって各々に発生する磁束が弱め合うように構成されており、第1入力側導電線と第1出力側導電線は、これらの間に生じる相互インダクタンスによって第1分岐導電線の分岐経路の実効的なインダクタンスを減ずるように構成されており、第2入力側導電線と第2出力側導電線は、これらの間に生じる相互インダクタンスによって第2分岐導電線の分岐経路の実効的なインダクタンスを減ずるように構成されている。【選択図】図1
Description
本明細書が開示する技術は、コモンモードノイズフィルタに関する。
コモンモードノイズフィルタとしてYコンデンサが広く用いられている。この種のコモンモードノイズフィルタは、第1導電線と、第2導電線と、第1導電線から分岐してグラウンドに接続されている第1分岐導電線と、第2導電線から分岐してグラウンドに接続されている第2分岐導電線と、第1分岐導電線に介挿されている第1コンデンサと、第2分岐導電線に介挿されている第2コンデンサと、を備えている。第1コンデンサと第2コンデンサがYコンデンサを構成している。ここで、第1コンデンサと第2コンデンサの各々には等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)と称される寄生インダクタンスが存在しており、さらに、これらコンデンサが接続する第1分岐導電線と第2分岐導電線の各々にも寄生インダクタンスが存在している。
特許文献1は、コモンモード電流をさらに減衰させるために、第1コンデンサと第2コンデンサの配置を工夫する技術を提案する。このコモンモードノイズフィルタでは、第1コンデンサと第2コンデンサが、各々を流れるノーマルモード電流が同一向きとなるとともに、各々を流れるコモンモード電流が逆向きとなるように配置されている。
ノーマルモードでは、第1コンデンサと第2コンデンサの各々を流れるノーマルモード電流が同一向きとなることから、第1コンデンサの寄生インダクタンスと第2コンデンサの寄生インダクタンスの間で生じる相互インダクタンスが正となる。このため、第1コンデンサと第2コンデンサの各々の実効的なインダクタンスが増加し、第1分岐導電線と第2分岐導電線を介してグラウンドに流れるノーマルモード電流が抑えられる。この結果、第1導電線と第2導電線を流れるノーマルモード電流の劣化が抑えられる。
一方、コモンモードでは、第1コンデンサと第2コンデンサの各々を流れるコモンモード電流が逆向きとなることから、第1コンデンサの寄生インダクタンスと第2コンデンサの寄生インダクタンスの間で生じる相互インダクタンスが負となる。このため、第1コンデンサと第2コンデンサの各々の実効的なインダクタンスが減少し、第1分岐導電線と第2分岐導電線を介してグラウンドに流れるコモンモード電流が増加する。この結果、第1導電線と第2導電線を流れるコモンモード電流が減衰する。このように、特許文献1のコモンモードノイズフィルタは、第1導電線と第2導電線を流れるコモンモード電流を選択的に減衰させることができる。
コモンモード電流の減衰をさらに大きくするためには、コモンモードにおける分岐経路の実効的なインダクタンスがさらに小さくなるようにするのが望ましい。特許文献1のコモンモードノイズフィルタでは、第1コンデンサの寄生インダクタンスと第2コンデンサの寄生インダクタンスの間で生じる相互インダクタンスのみを利用して分岐経路の実効的なインダクタンスを減少させている。このような技術では、分岐経路にインダクタンスが残留することから、コモンモード電流を減衰させる効果が限定される。本明細書は、コモンモード電流をより減衰させることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とする。
本明細書が開示するコモンモードノイズフィルタの一実施形態は、第1導電線と第2導電線と第1分岐導電線と第2分岐導電線を備えることができる。前記第1導電線は、第1入力端子と第1出力端子の間を延びており、前記第1入力端子と第1分岐部の間を延びている第1入力側導電線と、前記第1出力端子と前記第1分岐部の間を延びている第1出力側導電線と、を有している。前記第2導電線は、第2入力端子と第2出力端子の間を延びており、前記第2入力端子と第2分岐部の間を延びている第2入力側導電線と、前記第2出力端子と前記第2分岐部の間を延びている第2出力側導電線と、を有している。前記第1分岐導電線は、前記第1導電線の前記第1分岐部とグラウンドの間に接続されているとともに第1コンデンサが介挿されている。前記第2分岐導電線は、前記第2導電線の前記第2分岐部とグラウンドの間に接続されているとともに第2コンデンサが介挿されている。前記第1分岐導電線の少なくとも一部と前記第2分岐導電線の少なくとも一部は、各々を流れるノーマルモード電流によって各々に発生する磁束が強め合うとともに、各々を流れるコモンモード電流によって各々に発生する磁束が弱め合うように構成されている。前記第1入力側導電線と前記第1出力側導電線は、これらの間に生じる相互インダクタンスによって前記第1分岐導電線の分岐経路の実効的なインダクタンスを減ずるように構成されている。前記第2入力側導電線と前記第2出力側導電線は、これらの間に生じる相互インダクタンスによって前記第2分岐導電線の分岐経路の実効的なインダクタンスを減ずるように構成されている。このコモンモードノイズフィルタでは、コモンモードにおいて、前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部の間に生じる相互インダクタンスに加えて、前記第1入力側導電線と前記第1出力側導電線の間に生じる相互インダクタンス、さらに、前記第2入力側導電線と前記第2出力側導電線の間に生じる相互インダクタンスによって分岐経路の実効的なインダクタンスを減少させることができるので、分岐経路の実効的なインダクタンスをより小さく(理想的にはゼロに)することができる。このため、上記のコモンモードノイズフィルタは、前記第1導電線と前記第2導電線を流れるコモンモード電流をより減衰させることができる。
上記のコモンモードノイズフィルタでは、前記第1分岐導電線の少なくとも一部と前記第2分岐導電線の少なくとも一部が、各々の長手方向が平行であるとともに前記長手方向に直交する方向に対向するように構成されていてもよい。この場合、前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部は、各々を流れるノーマルモード電流が同一向きとなるとともに、各々を流れるコモンモード電流が逆向きとなるように配置されている。このコモンモードノイズフィルタでは、前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部が、各々を流れるノーマルモード電流によって各々に発生する磁束が強め合うとともに、各々を流れるコモンモード電流によって各々に発生する磁束が弱め合うように構成されている。
上記のコモンモードノイズフィルタは、前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部の間の磁気結合を高めるように設けられている磁性体をさらに備えていてもよい。前記磁性体は、前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部の周囲を一巡するように設けられていてもよい。このような前記磁性体が設けられていると、ノーマルモードにおける前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部の間の磁気結合が高まり、これらの間に生じる相互インダクタンスが増加する。このため、このコモンモードノイズフィルタでは、ノーマルモードにおいて、前記第1分岐導電線と前記第2分岐導電線を介してグラウンドに流れるノーマルモード電流がさらに抑えられるので、前記第1導電線と前記第2導電線を流れるノーマルモード電流の劣化がさらに抑えられる。
上記のコモンモードノイズフィルタでは、前記第1入力側導電線の少なくとも一部と前記第1出力側導電線の少なくとも一部は、各々の長手方向が平行であるとともに前記長手方向に直交する方向に対向するように配置されていてもよい。さらに、前記第2入力側導電線の少なくとも一部と前記第2出力側導電線の少なくとも一部は、各々の長手方向が平行であるとともに前記長手方向に直交する方向に対向するように配置されていてもよい。このコモンモードノイズフィルタでは、前記第1入力側導電線の少なくとも一部と前記第1出力側導電線の少なくとも一部が磁気結合し、これらの間に相互インダクタンスが生じることができる。同様に、このコモンモードノイズフィルタでは、前記第2入力側導電線の少なくとも一部と前記第2出力側導電線の少なくとも一部が磁気結合し、これらの間に相互インダクタンスが生じることができる。
以下、図面を参照して本願明細書が開示する複数の実施形態に係るコモンモードノイズフィルタについて説明する。以下で説明する複数の実施形態に係る図において、実質的に機能が共通する構成要素については共通の符号を付し、その説明を省略することがある。
(第1実施形態)
図1〜4に、第1実施形態のコモンモードノイズフィルタ1を示す。図1は、コモンモードノイズフィルタ1の上面斜視図であり、図2はコモンモードノイズフィルタ1の回路基板10の上面に形成された回路構成のレイアウトを示す上面図であり、図3はコモンモードノイズフィルタ1の回路基板10の下面に形成された回路構成のレイアウトを示す上面透視図であり、図4はコモンモードノイズフィルタ1の等価回路を示す。このように、コモンモードノイズフィルタ1は、回路基板10の両面に導体パターンを配設することにより構成されている。なお、この例に代えて、コモンモードノイズフィルタ1は、積層基板を用いて構成されてもよい。
図1〜4に、第1実施形態のコモンモードノイズフィルタ1を示す。図1は、コモンモードノイズフィルタ1の上面斜視図であり、図2はコモンモードノイズフィルタ1の回路基板10の上面に形成された回路構成のレイアウトを示す上面図であり、図3はコモンモードノイズフィルタ1の回路基板10の下面に形成された回路構成のレイアウトを示す上面透視図であり、図4はコモンモードノイズフィルタ1の等価回路を示す。このように、コモンモードノイズフィルタ1は、回路基板10の両面に導体パターンを配設することにより構成されている。なお、この例に代えて、コモンモードノイズフィルタ1は、積層基板を用いて構成されてもよい。
図1〜3に示されるように、コモンモードノイズフィルタ1は、第1入力端子IN1と第1出力端子OUT1の間を延びている第1導電線11と、第2入力端子IN2と第2出力端子OUT2の間を延びている第2導電線12と、第1導電線11から分岐してグラウンドパターンGNDに接続されている第1分岐導電線21と、第2導電線12から分岐してグラウンドパターンGNDに接続されている第2分岐導電線22と、第1分岐導電線21に介挿されている第1コンデンサC1と、第2分岐導電線22に介挿されている第2コンデンサC2と、を備えている。
第1導電線11は、第1入力側導電線11Aと第1出力側導電線11Bを有している。第1入力側導電線11Aは、第1導電線11のうちの第1入力端子IN1と第1分岐部11Cの間の部分であり、回路基板10の上面に配設されている。第1出力側導電線11Bは、第1導電線11のうちの第1出力端子OUT1と第1分岐部11Cの間の部分であり、回路基板10の上面と下面の各々に配設されている。回路基板10の上面と下面の各々に配設されている第1出力側導電線11Bは、ビア31,32を介して接続されている。
図2及び図3の破線111に示されるように、第1入力側導電線11Aの一部と第1出力側導電線11Bの一部は、各々の長手方向(y方向)が平行であるとともに長手方向に直交する方向(z方向)に対向するように配置されている。このため、後述するように、第1入力端子IN1と第1出力端子OUT1の間に電流が流れると、第1入力側導電線11Aの一部と第1出力側導電線11Bの一部が磁気結合し、これらの間に相互インダクタンスが生じることができる。
第2導電線12は、第2入力側導電線12Aと第2出力側導電線12Bを有している。第2入力側導電線12Aは、第2導電線12のうちの第2入力端子IN2と第2分岐部12Cの間の部分であり、回路基板10の上面に配設されている。第2出力側導電線12Bは、第2導電線12のうちの第2出力端子OUT2と第2分岐部12Cの間の部分であり、回路基板10の上面と下面の各々に配設されている。回路基板10の上面と下面の各々に配設されている第2出力側導電線12Bは、ビア33,34を介して接続されている。
図2及び図3の破線112に示されるように、第2入力側導電線12Aの一部と第2出力側導電線12Bの一部は、各々の長手方向(y方向)が平行であるとともに長手方向に直交する方向(z方向)に対向するように配置されている。このため、後述するように、第2入力端子IN2と第2出力端子OUT2の間に電流が流れると、第2入力側導電線12Aの一部と第2出力側導電線12Bの一部が磁気結合し、これらの間に相互インダクタンスが生じることができる。
第1分岐導電線21は、第1コンデンサC1を介して第1導電線11の第1分岐部11Cに接続されており、回路基板10の上面に配設されている。第1分岐導電線21は、ビア35を介してグラウンドパターンGNDに接続されている。
第2分岐導電線22は、第2コンデンサC2を介して第2導電線12の第2分岐部12Cに接続されており、回路基板10の上面に配設されている。第2分岐導電線22は、ビア36を介してグラウンドパターンGNDに接続されている。
第1分岐導電線21と第2分岐導電線22は、各々の長手方向(x方向)が平行であるとともに長手方向に直交する方向(y方向)に対向するように配置されている。後述するように、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22は、各々を流れる電流の相対的な向きがノーマルモードとコモンモードにおいて逆であり、磁気結合の正負が異なる。このため、ノーマルモードとコモンモードにおいて、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の間に生じる相互インダクタンスの正負も異なることとなる。
図4に示すように、第1導電線11の第1入力側導電線11Aには、その配線パターンに起因したインダクタンスL1が存在している。第1導電線11の第1出力側導電線11Bにも、その配線パターンに起因したインダクタンスL2が存在している。第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3は、その配線パターンに起因したインダクタンスと第1コンデンサC1のESLの合計である。同様に、第2導電線12の第2入力側導電線12Aには、その配線パターンに起因したインダクタンスL4が存在している。第2導電線12の第2出力側導電線12Bにも、その配線パターンに起因したインダクタンスL5が存在している。第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6は、その配線パターンに起因したインダクタンスと第2コンデンサC2のESLの合計である。
図5〜8に、ノーマルモードにおいてコモンモードノイズフィルタ1の配線パターンを流れる電流の経路を示す。図5及び図6に示すように、破線111の範囲において、第1入力側導電線11Aの一部を流れるノーマルモード電流と第1出力側導電線11Bの一部を流れるノーマルモード電流は同一向きに流れている。このため、ノーマルモードにおいて、第1入力側導電線11Aの一部と第1出力側導電線11Bの一部の各々に発生する磁束が強め合うこととなる。したがって、図7に示すように、第1入力側導電線11Aの一部と第1出力側導電線11Bの一部が正の磁気結合をし、これらの間に正の相互インダクタンスM1が生じている。図8に示すように、この相互インダクタンスM1は、第1入力側導電線11AのインダクタンスL1と第1出力側導電線11BのインダクタンスL2の各々に加算される。一方、この相互インダクタンスM1は、第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3から減算される。
同様に、図5及び図6に示すように、破線112の範囲において、第2入力側導電線12Aの一部を流れるノーマルモード電流と第2出力側導電線12Bの一部を流れるノーマルモード電流は同一向きに流れている。このため、ノーマルモードにおいて、第2入力側導電線12Aの一部と第2出力側導電線12Bの一部の各々に発生する磁束が強め合うこととなる。したがって、図7に示すように、第2入力側導電線12Aの一部と第2出力側導電線12Bの一部が正の磁気結合をし、これらの間に正の相互インダクタンスM2が生じている。図8に示すように、この相互インダクタンスM2は、第2入力側導電線12AのインダクタンスL4と第2出力側導電線12BのインダクタンスL5の各々に加算される。一方、この相互インダクタンスM2は、第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6から減算される。
図5及び図6に示すように、第1分岐導電線21を流れるノーマルモード電流と第2分岐導電線22を流れるノーマルモード電流は同一向きに流れている。このため、ノーマルモードにおいて、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の各々に発生する磁束が強め合うこととなる。したがって、図7に示すように、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の一部が正の磁気結合をし、これらの間に正の相互インダクタンスM3が生じている。図8に示すように、この相互インダクタンスM3は、第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3と第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6の各々に加算される。
このように、コモンモードノイズフィルタ1では、ノーマルモードにおいて、第1分岐導電線21の実効的なインダクタンスがL3−M1+M3であり、第2分岐導電線22の実効的なインダクタンスがL6−M2+M3である。
図9〜12に、コモンモードにおいてコモンモードノイズフィルタ1の配線パターンを流れる電流の経路を示す。図9及び図10に示すように、破線111の範囲において、第1入力側導電線11Aの一部を流れるコモンモード電流と第1出力側導電線11Bの一部を流れるコモンモード電流は同一向きに流れている。このため、第1入力側導電線11Aの一部と第1出力側導電線11Bの一部の各々に発生する磁束が強め合うこととなる。したがって、図11に示すように、第1入力側導電線11Aの一部と第1出力側導電線11Bの一部が正の磁気結合をし、これらの間に正の相互インダクタンスM1が生じている。この相互インダクタンスM1は、図12に示すように、第1入力側導電線11AのインダクタンスL1と第1出力側導電線11BのインダクタンスL2の各々に加算される。一方、この相互インダクタンスM1は、第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3から減算される。
同様に、図9及び図10に示すように、破線112の範囲において、第2入力側導電線12Aの一部を流れるコモンモード電流と第2出力側導電線12Bの一部を流れるコモンモード電流は同一向きに流れている。このため、第2入力側導電線12Aの一部と第2出力側導電線12Bの一部の各々に発生する磁束が強め合うこととなる。したがって、図11に示すように、第2入力側導電線12Aの一部と第2出力側導電線12Bの一部が正の磁気結合をし、これらの間に正の相互インダクタンスM2が生じている。図12に示すように、この相互インダクタンスM2は、第2入力側導電線12AのインダクタンスL4と第2出力側導電線12BのインダクタンスL5の各々に加算される。一方、この相互インダクタンスM2は、第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6から減算される。
図9及び図10に示すように、第1分岐導電線21を流れるコモンモード電流と第2分岐導電線22を流れるコモンモード電流は逆向きに流れている。このため、コモンモードにおいて、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の各々に発生する磁束が弱め合うこととなる。したがって、図11に示すように、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の一部が負の磁気結合をし、これらの間に負の相互インダクタンスM3が生じている。図12に示すように、この相互インダクタンスM3は、第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3と第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6の各々から減算される。
このように、コモンモードノイズフィルタ1では、コモンモードにおいて、第1分岐導電線21の実効的なインダクタンスがL3−M1−M3であり、第2分岐導電線22の実効的なインダクタンスがL6−M2−M3である。
上記したように、コモンモードノイズフィルタ1では、ノーマルモードとコモンモードにおいて、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の間に生じる相互インダクタンスM3の正負が逆であり、ノーマルモードでは正の相互インダクタンスM3が生じており、コモンモードでは負の相互インダクタンスM3が生じている。
このため、第1分岐導電線21の分岐経路と第2分岐導電線22の分岐経路の各々の実効的なインダクタンスは、ノーマルモードで相対的に大きく、コモンモードで相対的に小さい。これにより、ノーマルモードでは、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22を介してグラウンドに流れるノーマルモード電流が抑えられる。この結果、第1導電線11と第2導電線12を流れるノーマルモード電流の劣化が抑えられる。一方、コモンモードでは、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22を介してグラウンドに流れるコモンモード電流が増加する。この結果、第1導電線11と第2導電線12を流れるコモンモード電流が減衰する。このように、コモンモードノイズフィルタ1は、第1導電線11と第2導電線12を流れるコモンモード電流を選択的に減衰させることができる。
さらに、コモンモードノイズフィルタ1では、コモンモードにおいて、第1分岐導電線21の分岐経路の実効的なインダクタンスがL3−M1−M3である。第1分岐導電線21の分岐経路の実効的なインダクタンスは、第1入力側導電線11Aと第1出力側導電線11Bの間に生じる相互インダクタンスM1、及び、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の間に生じる相互インダクタンスM3の双方によって減少している。なお、背景技術で説明した特許文献1の技術は、分岐経路の実効的なインダクタンスが相互インダクタンスM3のみによって減少される例に相当する。結合係数が「1」となることは現実的にはないことから、特許文献1の技術では、分岐経路の実効的なインダクタンスをゼロにすることができない。一方、本実施形態のコモンモードノイズフィルタ1では、コモンモードにおいて、第1分岐導電線21の分岐経路の実効的なインダクタンスを2つの相互インダクタンスM1,M3によって減少させることができるので、理想的にゼロにすることが可能である。なお、第2分岐導電線22の分岐経路の実効的なインダクタンスについても同様である。したがって、本実施形態のコモンモードノイズフィルタ1は、コモンモードにおいて、分岐経路の実効的なインダクタンスをより小さく(理想的にはゼロに)することができる。このため、本実施形態のコモンモードノイズフィルタ1は、第1導電線11と第2導電線12を流れるコモンモード電流をより減衰させることができる。
図13に、コモンモードノイズフィルタ1の変形例を示す。この例のコモンモードノイズフィルタ1は、磁性体41をさらに備えていることを特徴としている。磁性体41は、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の磁気結合を高めるように設けられている。この例では、磁性体41は、リング状の形態を有しており、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の周囲を一巡するように回路基板10を貫通して設けられている。
磁性体41が設けられていると、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の間の磁気結合が高まり、ノーマルモードにおいて、これらの間に生じる相互インダクタンスM3がさらに増加する。このため、この変形例のコモンモードノイズフィルタ1では、ノーマルモードにおける分岐経路の実効的なインダクタンスがさらに増加し、第1導電線11と第2導電線12を流れるノーマルモード電流の劣化がさらに抑えられる。一方、コモンモードでは、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の各々に発生する磁束が打ち消しあっているので、磁性体41が設けられたことによる相互インダクタンスM3の変動がない。このため、この変形例のコモンモードノイズフィルタ1では、磁性体41が設けられていない場合のコモンモード電流の減衰効果を維持することができる。
(第2実施形態)
図14及び図15に、第2実施形態のコモンモードノイズフィルタ2を示す。このコモンモードノイズフィルタ2では、第1分岐導電線21の一部21aと第2分岐導電線22の一部22aが、各々の長手方向(x方向)が平行であるとともに長手方向に直交する方向(y方向)に対向するように配置されている。符号42は磁性体を示しており、第1実施形態の磁性体41と同様の作用効果を発揮することができる。
図14及び図15に、第2実施形態のコモンモードノイズフィルタ2を示す。このコモンモードノイズフィルタ2では、第1分岐導電線21の一部21aと第2分岐導電線22の一部22aが、各々の長手方向(x方向)が平行であるとともに長手方向に直交する方向(y方向)に対向するように配置されている。符号42は磁性体を示しており、第1実施形態の磁性体41と同様の作用効果を発揮することができる。
第2実施形態のコモンモードノイズフィルタ2は、第1実施形態のコモンモードノイズフィルタ1と対比すると、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の各々の長さが長く構成されている。このため、第1分岐導電線21の配線パターンに起因したインダクタンスが増加するので、第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3が増加する。同様に、第2分岐導電線22の配線パターンに起因したインダクタンスが増加するので、第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6が増加する。このように、第1分岐導電線21の配線パターンを調整することにより、コモンモードにおいて第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3が2つの相互インダクタンスM1,M3によって相殺されるようにすることができる。換言すると、2つの相互インダクタンスM1,M3の大きさに応じて第1分岐導電線21の配線パターンを調整することにより、コモンモードにおいて第1分岐導電線21の分岐経路のインダクタンスL3が相殺されるようにすることができる。これにより、コモンモードにおいて、第1分岐導電線21の分岐経路の実効的なインダクタンスを理想的なゼロに調整することが容易となる。同様に、第2分岐導電線22の配線パターンを調整することにより、コモンモードにおいて第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6が2つの相互インダクタンスM2,M3によって相殺されるようにすることができる。換言すると、2つの相互インダクタンスM2,M3の大きさに応じて第2分岐導電線22の配線パターンを調整することにより、コモンモードにおいて第2分岐導電線22の分岐経路のインダクタンスL6が相殺されるようにすることができる。これにより、コモンモードにおいて、第2分岐導電線22の分岐経路の実効的なインダクタンスを理想的なゼロに調整することが容易となる。
(第3実施形態)
図16及び図17に、第3実施形態のコモンモードノイズフィルタ3を示す。このコモンモードノイズフィルタ3では、第1分岐導電線21がループコイル状に構成された配設パターンを有しており、第2分岐導電線22もループコイル状に構成された配設パターンを有している。第1分岐導電線21のループコイル状の配設パターンは、回路基板10の上面に配設されている。第2分岐導電線22のループコイル状の配設パターンは、グラウンドパターンGNDの一部を利用して回路基板10の下面に配設されている。第1分岐導電線21のループコイル状の配設パターンと第2分岐導電線22のループコイル状の配設パターンは、回路基板10の上下面を結ぶ方向(z方向)に対向している。
図16及び図17に、第3実施形態のコモンモードノイズフィルタ3を示す。このコモンモードノイズフィルタ3では、第1分岐導電線21がループコイル状に構成された配設パターンを有しており、第2分岐導電線22もループコイル状に構成された配設パターンを有している。第1分岐導電線21のループコイル状の配設パターンは、回路基板10の上面に配設されている。第2分岐導電線22のループコイル状の配設パターンは、グラウンドパターンGNDの一部を利用して回路基板10の下面に配設されている。第1分岐導電線21のループコイル状の配設パターンと第2分岐導電線22のループコイル状の配設パターンは、回路基板10の上下面を結ぶ方向(z方向)に対向している。
第3実施形態のコモンモードノイズフィルタ3は、第1実施形態のコモンモードノイズフィルタ1と対比すると、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の各々の長さが長く構成されている。この作用効果は、第2実施形態のコモンモードノイズフィルタ2と同様である。さらに、第3実施形態のコモンモードノイズフィルタ3では、第1実施形態のコモンモードノイズフィルタ1と対比すると、第1分岐導電線21のループコイル状の配設パターンと第2分岐導電線22のループコイル状の配設パターンによって磁気結合が高まり、第1分岐導電線21と第2分岐導電線22の間に生じる相互インダクタンスM3が大きくなる。このため、第3実施形態のコモンモードノイズフィルタ3では、ノーマルモードにおける分岐経路の実効的なインダクタンスが増加し、第1導電線11と第2導電線12を流れるノーマルモード電流の劣化がさらに抑えられる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
1 :コモンモードノイズフィルタ
10 :回路基板
11 :第1導電線
11A :第1入力側導電線
11B :第1出力側導電線
11C :第1分岐部
12 :第2導電線
12A :第2入力側導電線
12B :第2出力側導電線
12C :第2分岐部
21 :第1分岐導電線
22 :第2分岐導電線
C1 :第1コンデンサ
C2 :第2コンデンサ
GND :グラウンドパターン
IN1 :第1入力端子
IN2 :第2入力端子
OUT1 :第1出力端子
OUT2 :第2出力端子
10 :回路基板
11 :第1導電線
11A :第1入力側導電線
11B :第1出力側導電線
11C :第1分岐部
12 :第2導電線
12A :第2入力側導電線
12B :第2出力側導電線
12C :第2分岐部
21 :第1分岐導電線
22 :第2分岐導電線
C1 :第1コンデンサ
C2 :第2コンデンサ
GND :グラウンドパターン
IN1 :第1入力端子
IN2 :第2入力端子
OUT1 :第1出力端子
OUT2 :第2出力端子
Claims (5)
- 第1入力端子と第1出力端子の間を延びている第1導電線であって、前記第1入力端子と第1分岐部の間を延びている第1入力側導電線と、前記第1出力端子と前記第1分岐部の間を延びている第1出力側導電線と、を有する第1導電線と、
第2入力端子と第2出力端子の間を延びている第2導電線であって、前記第2入力端子と第2分岐部の間を延びている第2入力側導電線と、前記第2出力端子と前記第2分岐部の間を延びている第2出力側導電線と、を有する第2導電線と、
前記第1導電線の前記第1分岐部とグラウンドの間に接続されているとともに第1コンデンサが介挿されている第1分岐導電線と、
前記第2導電線の前記第2分岐部とグラウンドの間に接続されているとともに第2コンデンサが介挿されている第2分岐導電線と、を備えており、
前記第1分岐導電線の少なくとも一部と前記第2分岐導電線の少なくとも一部は、各々を流れるノーマルモード電流によって各々に発生する磁束が強め合うとともに、各々を流れるコモンモード電流によって各々に発生する磁束が弱め合うように構成されており、
前記第1入力側導電線と前記第1出力側導電線は、これらの間に生じる相互インダクタンスによって前記第1分岐導電線の分岐経路の実効的なインダクタンスを減ずるように構成されており、
前記第2入力側導電線と前記第2出力側導電線は、これらの間に生じる相互インダクタンスによって前記第2分岐導電線の分岐経路の実効的なインダクタンスを減ずるように構成されている、コモンモードノイズフィルタ。 - 前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部は、各々の長手方向が平行であるとともに前記長手方向に直交する方向に対向するように配置されており、
前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部は、各々を流れるノーマルモード電流が同一向きとなるとともに、各々を流れるコモンモード電流が逆向きとなるように構成されている、請求項1に記載のコモンモードノイズフィルタ。 - 前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部の間の磁気結合を高めるように設けられている磁性体、をさらに備えている、請求項2に記載のコモンモードノイズフィルタ。
- 前記磁性体は、前記第1分岐導電線の前記少なくとも一部と前記第2分岐導電線の前記少なくとも一部の周囲を一巡するように設けられている、請求項3に記載のコモンモードノイズフィルタ。
- 前記第1入力側導電線の少なくとも一部と前記第1出力側導電線の少なくとも一部は、各々の長手方向が平行であるとともに前記長手方向に直交する方向に対向するように配置されており、
前記第2入力側導電線の少なくとも一部と前記第2出力側導電線の少なくとも一部は、各々の長手方向が平行であるとともに前記長手方向に直交する方向に対向するように配置されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコモンモードノイズフィルタ。
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2020
- 2020-03-06 JP JP2020039071A patent/JP2021141499A/ja active Pending
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