JP3874433B2 - 表面実装形チョークコイル - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は表面実装形チョークコイルに関するものであり，特に高周波インバータで駆動される整流回路を備える薄形電源装置に実装する表面実装形チョークコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動用のＯＡ機器や通信端末では本体の寸法が小型，薄形なので，その電源は当然小型で薄形が要求される。従来この種の薄形電源装置としては，数100kHzの高周波インバータで駆動されて, 整流用ダイオードと平滑用のチョークコイルとコンデンサからなる回路が多く用いられている。そしてこの回路の実装については，金属基板上にそれぞれ薄い寸法の表面実装型部品を取り付けて構成されている。この構造で出力10W で厚さ３mm乃至５mm程度にすることができる。
【０００３】
この薄形電源装置における平滑回路は図１に示す。数100kHzの高周波をダイオード２，４で整流して，チョークコイル１とコンデンサ10で平滑して出力端子６，８間に目的の直流出力を発生する。この回路において，ダイオード２，４はいわゆるフォワード形コンバータの整流回路を形成している。
【０００４】
この種の薄形電源装置においてインバータの動作周波数を上昇させると，その周波数に反比例して平滑用のチョークコイル１とコンデンサ10の定数は小さくなり，したがって寸法も小さくなる。このチョークコイル１の等価回路は図２に示すように純粋なインダクタンスＬと直列の抵抗Ｒと並列の静電容量Ｃとから構成される。インダクタンスＬが小さくなると，抵抗Ｒと静電容量Ｃは無視できなくなり，それらの値を小さく保つ必要がある。なぜならば，抵抗Ｒは電流値に比例して電力損失になり，静電容量Ｃは出力リプルを増加させるように作用するからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は薄形電源装置に使用する平滑用のチョークコイルについて，高さ寸法制限を満たすと同時に直列抵抗分と並列静電容量分を低く抑えることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために，本発明は以下の手段を提案するものである。コアの脚に被覆平角線をエッジワイズに複数巻いてコイルを形成すると共に、そのコイルの巻線相互間に間隔部を設け、そのコイルの上端と下端とを前記コアの片側と反対側とからそれぞれ引き出し、それぞれの折り返し部で折り返して平坦接合部を形成し、この各平坦接合部はそれぞれ前記コアの底部と同一平面上にあって、かつ前記コアの前記片側と反対側の前記底部の縁に平行であり、前記各平坦接合部は前記被覆平角線の被覆が剥離されていることを特徴とする表面実装形チョークコイルを提案する。
【０００７】
また，前記一対の平坦接合部はコアの底部とほぼ同一平面上にほぼ平行に配設してなり，これら一対の平坦接合部により機械的に基板に支持されると同時に電気的に接続されることも提案するものである。
【０００８】
【実施例】
図３は本発明にかかる表面実装形チョークコイルの一実施例であって，(a) は上面図を示し，(b) は側面図を示す。インダクタンス７μＨ，直流出力電流12A でインバータ周波数を約250kHzで使用するものである。高さは５mmである。
【０００９】
構造について詳しく説明する。いわゆるＥＥ形のダストコアからなるコア３の中央脚31の回りにコイル５として平角銅線をエッジワイズに巻く。中央脚31は断面が円であることが必要である。コイル５の内周部59は，コア３の中央脚31にわずかな間隙を有するが，接触する部分もある。この平角銅線には表面に薄い絶縁被膜を形成しているものであり，使用する電圧に十分な耐圧を有するので，コイル５がコア３に接触しても差し支えない。コイル３の外周部51はコア３とは１mm程度の，相対的には大きな窓部32を残している。またエッジワイズに巻いてあるコイル３の巻線相互間は間隔部52をあけている。このわずかな間隔部52は巻線間静電容量を減少させるために役立っている。
【００１０】
次にコイル５の両端子の構造について説明する。コイル５の下端はコア３の片側に引き出し，折り返し部53で折り返して端部55まではコア３の底部とほぼ平行に配設する。この平坦接合部54は，被覆平角銅線の被覆を剥離して基板（図示せず）との接続に備える。またコイル５の上端はコア３の反対側に引き出し，同様に折り返し部56で折り返して端部57まではコア３の底部とほぼ平行に配設する。この平坦接合部58についても，平坦接合部54と同様に処理する。このチョークコイル１はコア３の両側から平坦接合部54，58により機械的に基板に支持されると同時に電気的に接続される。そしてコア３の中央脚31とコイル５との間には電気的絶縁特性の良好な樹脂例えばエポキシ系樹脂で接着する。またコア３の接合部33と34とについても同様に接着する。
【００１１】
このように構成されたチョークコイル１は，コイル５について絶縁はその巻線材料の被覆のみであり，ボビンや特別な絶縁材料を使用せず，引き出し線はコア３の両側に互いに隔離しているため浮遊静電容量をより低く抑えることができる。また巻線の両端子となる平坦接合部54と58は，巻線材料自身を直接使用しているので不要な抵抗分を発生しない。このコイル５の平坦接合部54と58は同時に基板に表面実装する際に機械的に均衡のとれた配置となり，また高さを増加させない利点がある。また折り返し53と56とにより，平坦接合部54と58の面積がコア３の底面に沿って大きくとれる。さらに折り返し53と56の弾性力により，チョークコイル１が基板に程よく支持される。
【００１２】
図４は面実装形チョークコイルの参考例を示す。図４において図３と同じ符号の要素は，それぞれ同じ要素に対応する。この参考例では，コイル５の両側は中央脚31の延びる方向に沿って一端曲げられ，さらにそれぞれ両方の端部55と57はコア３の底部とは直角方向に配設する。この実施例では両端部55と57とがコア３の底部とに形成する等価静電容量がわずかに小さくなる利点がある。
【００１３】
以上のべた実施例において，コア形状はＥＥ形に限らず，ＥＩ，ＵＵ，ＵＩ等のコア形状でも本発明は同様に適用できる。またコイル５の線間の間隔部52については，これが本発明において必須のものではなく必要に応じて間隔部52の大きさを選定すればよい。またコア３の窓部32についても同様である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は以上述べたような特徴を有するので，薄型電源装置において平滑用チョークコイルの浮遊静電容量と直列抵抗分を抑えて，出力リプル値をより下げ，効率をより高める。また構成材料が極めて少なく経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄形電源装置における平滑回路を示す。
【図２】チョークコイルの等価回路を示す。
【図３】本発明にかかる表面実装形チョークコイルの一実施例を示す。
【図４】表面実装形チョークコイルの参考例を示す。
【符号の説明】
１・・チョークコイル ２・・ダイオード ３・・コア
４・・ダイオード ５・・コイル ６，７・・出力端子
１１，１２・・端子 ３１・・中央脚 ３２・・窓部
３３，３４・・接合部 ５１・・外周部 ５２・・間隔部
５３・・折り返し部 ５４・・平坦接合部 ５５・・端部
５６・・折り返し部 ５７・・端部 ５８・・平坦接合部
５９・・内周部

Claims (1)

1. コアの脚に被覆平角線をエッジワイズに複数巻いてコイルを形成すると共に、該コイルの巻線相互間に間隔部を設け、
   該コイルの上端と下端とを前記コアの片側と反対側とからそれぞれ引き出し、それぞれの折り返し部で折り返して平坦接合部を形成し、
   該各平坦接合部はそれぞれ前記コアの底部と同一平面上にあって、かつ前記コアの前記片側と反対側の前記底部の縁に平行であり、
   前記各平坦接合部は前記被覆平角線の被覆が剥離されていることを特徴とする表面実装形チョークコイル。

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