JPH04355905A - Choke coil and noise-reducing device for switching power supply - Google Patents

Choke coil and noise-reducing device for switching power supply

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Publication number
JPH04355905A
JPH04355905A JP15671691A JP15671691A JPH04355905A JP H04355905 A JPH04355905 A JP H04355905A JP 15671691 A JP15671691 A JP 15671691A JP 15671691 A JP15671691 A JP 15671691A JP H04355905 A JPH04355905 A JP H04355905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
leakage inductance
choke coil
power supply
switching power
Prior art date
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Pending
Application number
JP15671691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoharu Inao
稲生 清春
Shuichi Matsuda
修一 松田
Hitoshi Hiramatsu
平松 仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH04355905A publication Critical patent/JPH04355905A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a noise-reducing device, to be used for a core, a choke coil and a switching power supply at low cost, in which a filter circuit can be made small in size at low cost by increasing the leakage inductance of a common mode choke coil L1. CONSTITUTION:In the choke coil having a core 13 constituting a closed magnetic circuit and first and second coils 11 and 12 which are independently wound on the above-mentioned core 13, a leakage inductance part, consisting of magnetic permeable material to be magnetically connected to the closed circuit of the core 13 on the outside of the closed circuit core 13 in the vicinity of the edge part at least on one edge part of the coils 11 and 12, are characteristically provided. When the saturated magnetic flux density of the leakage inductance part is increased, the device can be made small in size.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源装置等
に用いられるノイズ低減装置に係り、特に小型で伝導ノ
イズ低減効果の大きな構造の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction device used in switching power supplies and the like, and more particularly to an improvement in the structure of the noise reduction device which is small in size and highly effective in reducing conduction noise.

【0002】0002

【従来の技術】スイッチング電源装置においては、例え
ば本出願人の提案に係る特開平2−79766号公報で
開示されているようにノイズ低減装置(ノイズフィルタ
回路)が使用されている。図10は従来公知のスイッチ
ング電源装置の回路図である。図において、フィルタ回
路10ではレベル端子Lと中立端子Nに商用の交流電源
が接続され、グランド端子Gが接地されている。ダイオ
―ドブリッジDBはフィルタ回路10から出力された交
流電流を整流し、コンデンサC1で平滑化している。ト
ランスTの一次巻線n1にはコンデンサC1で平滑化さ
れた直流電流が印加され、FET等のスイッチング素子
Qによりオンオフしている。するとトランスTの二次巻
線n2にはスイッチング信号が誘起されるので、ダイオ
―ドD1,D2により整流し、チョ―クコイルL2で高
周波数成分を除去してコンデンサC2に蓄電し、負荷側
に所定電圧Vout の直流電流を供給している。出力
電圧安定化回路は出力電圧Vout を検出して予め定
められた一定電圧になるようにスイッチング素子Qにオ
ンオフ制御信号を送っている。尚、フィルタ回路10は
ダイオ―ドブリッジDBとコンデンサC1よりなる整流
平滑化回路に対して前段に設けられているが、後段に設
けてもよくまた前段と後段の両者に設けてもよい。
2. Description of the Related Art In a switching power supply device, a noise reduction device (noise filter circuit) is used, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-79766 proposed by the present applicant. FIG. 10 is a circuit diagram of a conventionally known switching power supply device. In the figure, in a filter circuit 10, a commercial AC power source is connected to a level terminal L and a neutral terminal N, and a ground terminal G is grounded. The diode bridge DB rectifies the alternating current output from the filter circuit 10, and smoothes it with the capacitor C1. A direct current smoothed by a capacitor C1 is applied to the primary winding n1 of the transformer T, and is turned on and off by a switching element Q such as an FET. Then, a switching signal is induced in the secondary winding n2 of the transformer T, so it is rectified by the diodes D1 and D2, the high frequency component is removed by the choke coil L2, and the electricity is stored in the capacitor C2 and sent to the load side. A DC current of a predetermined voltage Vout is supplied. The output voltage stabilizing circuit detects the output voltage Vout and sends an on/off control signal to the switching element Q so that the output voltage Vout becomes a predetermined constant voltage. Although the filter circuit 10 is provided before the rectifying and smoothing circuit composed of the diode bridge DB and the capacitor C1, it may be provided after the rectifying and smoothing circuit, or may be provided both before and after the rectifying and smoothing circuit.

【0003】図11は上述したフィルタ回路10の詳細
回路図である。アクロスザラインコンデンサCX1はレ
ベル端子Lと中立端子Nを連絡するもので、これと並列
に放電用の抵抗R1が接続されている。コモンモ―ドチ
ョ―クコイルL1はアクロスザラインコンデンサCX1
の後段に接続されたもので、コモンモ―ドノイズ及びノ
―マルモ―ドノイズを低減する。アクロスザラインコン
デンサCX2はコモンモ―ドチョ―クコイルL1の後段
に接続されたものであり、これと並列にコンデンサCY
1,CY2が接続されている。コンデンサCY1,CY
2は両者の接続点が接地されたもので、コモンモ―ドノ
イズを低減する。フィルタ回路10はスイッチング電源
装置から交流電源側に伝導・流出していくノイズを抑圧
することを主たる作用としている。
FIG. 11 is a detailed circuit diagram of the filter circuit 10 described above. The across-the-line capacitor CX1 connects the level terminal L and the neutral terminal N, and a discharge resistor R1 is connected in parallel with it. Common mode choke coil L1 is across-the-line capacitor CX1
Connected to the rear stage, it reduces common mode noise and normal mode noise. The across-the-line capacitor CX2 is connected after the common mode choke coil L1, and the capacitor CY is connected in parallel with this.
1, CY2 is connected. Capacitor CY1, CY
2 has the connection point of both grounded to reduce common mode noise. The main function of the filter circuit 10 is to suppress noise conducted and leaked from the switching power supply to the AC power supply side.

【0004】図12はフィルタ回路10近傍のノイズの
説明図である。フィルタ回路10は入力端子としてP1
,P2を有し、出力端子としてP3,P4を有している
。入力端子P1,P2には交流電源2が接続され、出力
端子P3,P4にはスイッチング電源4が接続されてい
る。スイッチング電源4はインピ―ダンスZ1を介して
接地されている。
FIG. 12 is an explanatory diagram of noise in the vicinity of the filter circuit 10. The filter circuit 10 has P1 as an input terminal.
, P2, and has output terminals P3 and P4. An AC power supply 2 is connected to the input terminals P1 and P2, and a switching power supply 4 is connected to the output terminals P3 and P4. The switching power supply 4 is grounded via an impedance Z1.

【0005】ここでスイッチング電源4をノイズ源とす
ると、コモンモ―ドノイズ電流i1とノ―マルモ―ドノ
イズ電流i2,i3の二種類がある。コモンモ―ドノイ
ズ電流i1は図中破線で示すごとく、インピ―ダンスZ
1とグランドを通して流れスイッチング電源4に戻るも
のである。インピ―ダンスZ1としては、スイッチング
素子Qのカンケ―スとヒ―トシンク間のキャパシタ等が
ある。ノ―マルモ―ドノイズ電流i2は実線に示すごと
く、交流電源2からフィルタ回路10に流れるものであ
り、ノ―マルモ―ドノイズ電流i3は一点鎖線で示すご
とく、スイッチング電源4からフィルタ回路10に流れ
るものであり、いずれも交流電源2とスイッチング電源
4とを接続する二本の信号線間を往復する経路で流れる
ものである。
Here, if the switching power supply 4 is a noise source, there are two types: common mode noise current i1 and normal mode noise currents i2 and i3. As shown by the broken line in the figure, the common mode noise current i1 is caused by impedance Z.
1 and the ground and returns to the switching power supply 4. As the impedance Z1, there is a capacitor between the can case of the switching element Q and the heat sink, etc. The normal mode noise current i2 flows from the AC power supply 2 to the filter circuit 10, as shown by the solid line, and the normal mode noise current i3 flows from the switching power supply 4 to the filter circuit 10, as shown by the dashed line. Both of them flow in a route that goes back and forth between two signal lines connecting the AC power supply 2 and the switching power supply 4.

【0006】続いてフィルタ回路10のノイズ低減を各
ノイズ毎に分節する。コモンモ―ドノイズ電流i1はコ
モンモ―ドチョ―クコイルL1とコンデンサCY1,C
Y2の作用で低減される。即ち、コモンモ―ドチョ―ク
コイルL1はそのインダクタンスがコモンモ―ドノイズ
電流i1に対して大きなインピ―ダンスとして働く。ま
たコンデンサCY1,CY2は、その共通接続点が接地
されているので、コモンモ―ドノイズ電流i1をスイッ
チング電源4側に還流させて、交流電源2側に漏れない
ようにしている。ノ―マルモ―ドノイズ電流i2はアク
ロスザラインコンデンサCX2の作用により交流電源2
側の発生源に還流し、ノ―マルモ―ドノイズ電流i3は
アクロスザラインコンデンサCX1の作用によりスイッ
チング電源4側の発生源に還流し、信号線に流れるノ―
マルモ―ドノイズ電流i2,i3の総量を削減している
Next, the noise reduction of the filter circuit 10 is divided for each noise. Common mode noise current i1 is generated by common mode choke coil L1 and capacitors CY1 and C.
It is reduced by the action of Y2. That is, the inductance of the common mode choke coil L1 acts as a large impedance to the common mode noise current i1. Further, since the common connection point of the capacitors CY1 and CY2 is grounded, the common mode noise current i1 is circulated to the switching power supply 4 side, and is prevented from leaking to the AC power supply 2 side. The normal mode noise current i2 is generated by the AC power supply 2 due to the action of the across-the-line capacitor CX2.
The normal mode noise current i3 is returned to the source on the switching power supply 4 side by the action of the across-the-line capacitor CX1, and the normal mode noise current i3 is returned to the source on the switching power supply 4 side, and the normal mode noise current i3 is returned to the source on the switching power supply 4 side by the action of the across-the-line capacitor CX1.
The total amount of malmode noise currents i2 and i3 is reduced.

【0007】図13はコモンモ―ドチョ―クコイルL1
の動作説明図である。コモンモ―ドチョ―クコイルL1
はコイル11,12 とこれらのコイルが共通に巻かれ
コア13よりなり、コア13は閉磁路を形成している。 主インダクタンスはコイル11,12 の両方に鎖交す
る磁束φ1によって発生するものであり、漏れインダク
タンスは一方のコイルのみに鎖交する磁束φA,φB,
φCによって発生するものである。コモンモ―ドノイズ
電流i1に対しては主インダクタンス、ノ―マルモ―ド
ノイズ電流i2,i3に対しては漏れインダクタンスが
減衰に寄与している。
FIG. 13 shows a common mode choke coil L1.
FIG. Common mode choke coil L1
consists of coils 11 and 12 and a core 13 wound around these coils in common, and the core 13 forms a closed magnetic circuit. The main inductance is generated by the magnetic flux φ1 that interlinks with both coils 11 and 12, and the leakage inductance is caused by the magnetic flux φA, φB, and
This is caused by φC. The main inductance contributes to the attenuation of the common mode noise current i1, and the leakage inductance contributes to the attenuation of the normal mode noise currents i2 and i3.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来コ
モンモ―ドチョ―クコイルL1は主インダクタンスを増
大することを目的としているので、漏れインダクタンス
は主インダクタンスを得るのに必要な巻数により定まる
二次的なものに過ぎなかった。そこで漏れインダクタン
スの値はノ―マルモ―ドノイズ電流を減衰させるには十
分な値でなく、アクロスザラインコンデンサCX1,C
X2の容量を増大させて対処していた。この結果、フィ
ルタ回路10が大形化するのでコストが増大し、スイッ
チング電源の様にノイズ規制が要求され、かつ小型・低
価格の製品が望まれている場合には大きな問題になって
いた。
[Problem to be Solved by the Invention] However, since the purpose of the conventional common mode choke coil L1 is to increase the main inductance, the leakage inductance is a secondary value determined by the number of turns required to obtain the main inductance. It was nothing more than Therefore, the leakage inductance value is not sufficient to attenuate the normal mode noise current, and the across-the-line capacitors CX1 and C
This was dealt with by increasing the capacity of X2. As a result, the size of the filter circuit 10 increases, resulting in an increase in cost, which becomes a major problem when noise regulation is required, such as in a switching power supply, and a small, low-cost product is desired.

【0009】本発明はこのような課題を解決したもので
、コモンモ―ドチョ―クコイルL1の漏れインダクタン
スを増大させることによりフィルタ回路を小型・低コス
トにすることができるチョ―クコイル及びスイッチング
電源装置のノイズ低減装置を提供することを目的とする
The present invention has solved these problems, and provides a choke coil and a switching power supply device that can reduce the size and cost of the filter circuit by increasing the leakage inductance of the common mode choke coil L1. The present invention aims to provide a noise reduction device.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る第1の発明は、閉磁路を構成するコアと、このコアに
独立して巻かれる第1及び第2のコイルとを有するチョ
―クコイルにおいて、当該コイルの少なくとも一方の端
部近傍であって閉磁路の外側に前記コアの閉磁路と磁気
的に連続する透磁性材料よりなる漏れインダクタンス部
を設けることを特徴とするものである。好ましくは、漏
れインダクタンス部の透磁性材料の飽和磁束密度を前記
コアの磁性材料の有する飽和磁束密度に比較して高くす
るとよい。
[Means for Solving the Problems] A first invention to achieve the above object is a choke having a core forming a closed magnetic circuit, and first and second coils independently wound around the core. The core coil is characterized in that a leakage inductance section made of a magnetically permeable material is provided outside the closed magnetic circuit near at least one end of the coil and magnetically continuous with the closed magnetic circuit of the core. Preferably, the saturation magnetic flux density of the magnetically permeable material of the leakage inductance portion is higher than the saturation magnetic flux density of the magnetic material of the core.

【0011】このような目的を達成する第2の発明は、
第1の発明に係るチョ―クコイルを介して交流電源と接
続され、印加される交流電流を整流平滑化回路によって
直流化し、この直流化された電流をスイッチング電源に
より所定電圧の直流電圧にして負荷側に供給することを
特徴とするスイッチング電源装置である。尚、チョ―ク
コイルと整流平滑化回路の接続関係は、逆であっても差
し支えない。
[0011] A second invention that achieves this object is as follows:
The choke coil according to the first invention is connected to an AC power source, and the applied AC current is converted to DC by a rectifying and smoothing circuit, and the converted current is converted to a DC voltage of a predetermined voltage by a switching power supply to load the load. This is a switching power supply device characterized by supplying power to the side. Note that the connection relationship between the choke coil and the rectifying and smoothing circuit may be reversed.

【作用】本発明の各構成要素はつぎの作用をする。第1
のコイルと第2のコイルは独立して巻かれているので、
コアの主インダクタンスの作用でこれらコイルに流れる
コモンモ―ドノイズ電流が低減される。漏れインダクタ
ンス部はコアの漏れインダクタンスを増大させているの
で、これらコイルに流れるノ―マルモ―ドノイズ電流を
低減させている。漏れインダクタンス部の飽和磁束密度
を高くすると、小形化に寄与する。
[Function] Each component of the present invention has the following function. 1st
Since the coil and the second coil are wound independently,
The common mode noise current flowing through these coils is reduced by the main inductance of the core. Since the leakage inductance section increases the leakage inductance of the core, it reduces the normal mode noise current flowing through these coils. Increasing the saturation magnetic flux density of the leakage inductance portion contributes to miniaturization.

【0012】従って、この様なチョ―クコイルをノイズ
低減装置に用いれば、ノ―マルモ―ドノイズ電流低減用
のアクロスザラインコンデンサの容量が小さくてすみ、
装置が小形化され低コストになる。
Therefore, if such a choke coil is used in a noise reduction device, the capacitance of the across-the-line capacitor for reducing the normal mode noise current can be small.
The device becomes smaller and costs lower.

【0013】[0013]

【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図1
は本発明の一実施例を示すチョ―クコイルの構成斜視図
である。図において、第1のコイル11は中空状に導線
が巻かれたもので、両端には端子P1,P2が設けられ
ている。第2のコイル12は中空状に導線が巻かれたも
ので、両端には端子P3,P4が設けられている。コア
13は第1のコイル11を装着する四角柱状のコイル巻
装部131と、第2のコイル12を装着する四角柱状の
コイル巻装部132を有するもので、これらはベ―スか
ら櫛歯状に突出している。このコイル巻装部131,1
32はコア13の一部であって、ボビンなどを用いて巻
線が巻装される。漏れインダンタンス部133はコアの
ベ―ス部分であって、コイル巻装部131,132の固
定端側につば状に拡がっている。ここではπ形状のコア
13を二個一組で用い、両方のコイル巻装部を突き合わ
せて閉磁路を構成する。この漏れインダンタンス部13
3は、中心線に対して左右上下対称に取付けられている
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is a perspective view of a choke coil according to an embodiment of the present invention. In the figure, a first coil 11 has a conductor wire wound around it in a hollow shape, and terminals P1 and P2 are provided at both ends. The second coil 12 is formed by winding a conducting wire in a hollow shape, and terminals P3 and P4 are provided at both ends. The core 13 has a rectangular prism-shaped coil winding part 131 to which the first coil 11 is attached, and a rectangular prism-shaped coil winding part 132 to which the second coil 12 is attached, and these are connected to the comb teeth from the base. It stands out in a shape. This coil winding part 131,1
32 is a part of the core 13, on which a winding wire is wound using a bobbin or the like. The leakage inductance portion 133 is a base portion of the core, and extends like a collar toward the fixed end side of the coil winding portions 131 and 132. Here, a pair of π-shaped cores 13 are used, and both coil winding portions are butted against each other to form a closed magnetic path. This leakage inductance section 13
3 are installed symmetrically in the left and right and up and down directions with respect to the center line.

【0014】図2は図1の装置のインダンタンスモデル
図である。コア13では閉磁路を構成するベ―ス部分と
漏れインダンタンス部133とは一体になっているが、
説明の便宜上分離して説明する。図12と比較すると、
漏れインダンタンス部133を経由する磁束φC´が増
大し、チョ―クコイルの漏れインダンタンスが増大する
FIG. 2 is an inductance model diagram of the device shown in FIG. In the core 13, the base portion that constitutes the closed magnetic path and the leakage inductance portion 133 are integrated.
For convenience of explanation, these will be explained separately. Comparing with Figure 12,
The magnetic flux φC' passing through the leakage inductance portion 133 increases, and the leakage inductance of the choke coil increases.

【0015】図3は図1の装置の空間モデル図である。 ここでは磁束の通る空間を次の3領域E,F及びGに区
分する。 領域E:コア13で構成される閉磁路の内部。 領域F:コア13で構成される閉磁路の外部であって、
漏れインダンタンス部を除いた部分。 領域G:コア13で構成される閉磁路の外部であって、
漏れインダンタンス部で占有される部分。
FIG. 3 is a spatial model diagram of the apparatus shown in FIG. Here, the space through which the magnetic flux passes is divided into the following three regions E, F, and G. Region E: Inside of the closed magnetic circuit formed by the core 13. Region F: outside the closed magnetic circuit formed by the core 13,
The part excluding the leakage inductance part. Region G: outside the closed magnetic circuit formed by the core 13,
The part occupied by the leakage inductance section.

【0016】図4は図3に於ける磁気等価回路図である
。領域E,F及びGの磁気抵抗をそれぞれRE、RF及
びRGとする。ここで磁気抵抗RE,RF及びRGは空
気の磁気抵抗と等しいもので、領域Gにあっては漏れイ
ンダンタンス部133のない仮想的な値である。漏れイ
ンダンタンス部133を装着している状態での磁気抵抗
は、コアの実効比透磁率をμr(>1)とするとRG/
μrとなり、この磁気抵抗が領域Gの現実の磁気抵抗と
なる。Roは閉磁路であるコア13のうち漏れ磁束が通
る部分のものであり通常磁気抵抗RE,RF及びRGと
比べると小さな値なので省略しても差し支えない。起磁
力Vmはコイルによるもので、巻数Nと電流Iの積に等
しくなっている。
FIG. 4 is a magnetic equivalent circuit diagram in FIG. 3. Let the magnetic resistances of regions E, F, and G be RE, RF, and RG, respectively. Here, the magnetic resistances RE, RF, and RG are equal to the magnetic resistance of air, and in the region G, they are virtual values without the leakage inductance portion 133. The magnetic resistance when the leakage inductance part 133 is attached is RG/, where the effective relative magnetic permeability of the core is μr (>1).
μr, and this magnetic resistance becomes the actual magnetic resistance of the region G. Ro is a portion of the core 13, which is a closed magnetic path, through which leakage magnetic flux passes, and since it has a small value compared to the normal magnetic resistances RE, RF, and RG, it can be omitted. The magnetomotive force Vm is due to the coil and is equal to the product of the number of turns N and the current I.

【0017】次に、一方のコイルについての漏れインダ
クタンスを、漏れインダンタンス部133の無いものに
ついてはL、あるものについてはL´で表わすと、次式
が成立する。
Next, when the leakage inductance of one coil is expressed as L for the coil without the leakage inductance portion 133 and L' for the coil with the leakage inductance portion 133, the following equation holds true.

【数1】 漏れインダンタンス部133の存在により領域Gの磁気
抵抗が小さくなり、この領域を通過する磁束が増加する
。これにより漏れインダクタンスが増大し、ノ―マルモ
―ドノイズに対する減衰力が増す。
##EQU00001## Due to the presence of the leakage inductance portion 133, the magnetic resistance of the region G becomes smaller, and the magnetic flux passing through this region increases. This increases the leakage inductance and increases the damping force against normal mode noise.

【0018】図5は漏れインダンタンス部の形状説明図
である。閉磁路を構成している部分のコアは断面積A0
 で、漏れインダンタンス部133と接触する領域は、
縦a0横b0 とする。漏れインダンタンス部133の
コア13と接触する部分の大きさは、縦a1 横b1 
であり、この接触面と垂直で磁束φC´が通過する側面
の断面積をA1 とすると次の関係式が成立している。 a0 <a1 、b0 <b1 (同材質の場合;つば
状に張り出すための条件) A0 ≧A1 (磁束飽和に関する条件)
FIG. 5 is a diagram illustrating the shape of the leakage inductance portion. The core of the part that makes up the closed magnetic circuit has a cross-sectional area of A0
The area in contact with the leakage inductance portion 133 is
Let the height be a0 and the width b0. The size of the portion of the leakage inductance portion 133 that contacts the core 13 is vertical a1 and horizontal b1.
If A1 is the cross-sectional area of the side surface perpendicular to this contact surface and through which the magnetic flux φC' passes, the following relational expression holds true. a0 < a1 , b0 < b1 (For the same material; conditions for protruding into a brim shape) A0 ≧ A1 (conditions for magnetic flux saturation)

【0019】
引き続いて本発明の変形実施例を説明する。図6は第2
の実施例を示す図で、閉磁路を構成するコアと漏れイン
ダンタンス部を構成するコアを分離したもので、(A)
は両端に漏れインダンタンス部を有し、(B)は片側の
み有している。図において、U型コア134が両脚を突
き合わせる形で二個一組で構成され、この足にはそれぞ
れコイル11,12が巻装されている。 平形コア135,136はU型コア134の付け値部分
につば若しくは傘状に取付けられるもので、漏れインダ
クタンスを増大させている。この場合には、U型コア1
34と平形コア135,136との接触を良好に保持し
て両者のギャプをできるだけ小さくして閉磁路と漏れイ
ンダンタンス部133とが磁気的に連続するようにする
と良い。両側の場合だけでなく、片側のみに漏れインダ
ンタンス部133を設けても漏れインダクタンスを増大
させる効果がある。
[0019]
Subsequently, modified embodiments of the present invention will be described. Figure 6 is the second
(A) is a diagram showing an example of the embodiment, in which the core forming the closed magnetic circuit and the core forming the leakage inductance section are separated.
has leakage inductance portions at both ends, and (B) has only one side. In the figure, a pair of U-shaped cores 134 are constructed with legs facing each other, and coils 11 and 12 are wound around the legs, respectively. The flat cores 135 and 136 are attached to the bid portion of the U-shaped core 134 in a brim or umbrella shape to increase leakage inductance. In this case, U-shaped core 1
34 and the flat cores 135, 136 to make the gap between them as small as possible so that the closed magnetic path and the leakage inductance portion 133 are magnetically continuous. Not only when the leakage inductance portion 133 is provided on both sides, but also when the leakage inductance portion 133 is provided only on one side, there is an effect of increasing the leakage inductance.

【0020】図7は図6のチョ―クコイルの組立状態を
示す構成斜視図である。U型コア134と平形コア13
5を組合わせた組み合わせコア13´を用いている。こ
の様にすると、汎用品であるU型コア134と平形コア
135を用いているので、特殊な形状のコアを製造する
場合に比較して製造が容易であり部品コストが安価にな
る。
FIG. 7 is a perspective view showing the choke coil of FIG. 6 in an assembled state. U-shaped core 134 and flat core 13
A combination core 13' which is a combination of 5 is used. In this way, since the U-shaped core 134 and the flat core 135, which are general-purpose products, are used, manufacturing is easier and the parts cost is lower than when manufacturing a core with a special shape.

【0021】次に、本発明者が実際に実験した結果を述
べる。従来型としてはUU18形状のコア材の二脚にコ
イルを各90タ―ン巻装したチョ―クコイルを用い、本
実施例品としてはこの従来型に平形コアを両側に装着し
たものを用いた。結果を表1に示す。
Next, the results of actual experiments conducted by the present inventor will be described. The conventional type used a choke coil in which a coil was wound 90 turns each around a bipod of UU18-shaped core material, and the product used in this example used this conventional type with flat cores attached on both sides. . The results are shown in Table 1.

【表1】 なお、漏れインダクタンス部には適当な比透磁率を持っ
た、閉磁路を構成するコアの材質とは異なる材質を用い
ても良い。
[Table 1] Note that the leakage inductance portion may be made of a material that has an appropriate relative magnetic permeability and is different from the material of the core that constitutes the closed magnetic circuit.

【0022】実施例品は従来品に比較して、漏れインダ
クタンスはほぼ倍増しているが主インダクタンスに変化
はない。一般に、磁気抵抗RE,RF及びRGの大きさ
は領域E,F及びGの体積に比例すると考えられる。そ
こで、RE:RF:RG=1:5:1で、実効比透磁率
μr=10のコア材を漏れインダンタンス部133に用
いると、漏れインダクタンスは1.9倍になる。また、
必要に応じて平形コア135にU型コア134と異なる
材質を用いて実効比透磁率を適当な値に設定すれば、所
望の漏れインダクタンスを得ることが可能になる。
The leakage inductance of the example product is almost doubled compared to the conventional product, but there is no change in the main inductance. Generally, the magnitudes of magnetoresistances RE, RF, and RG are considered to be proportional to the volumes of regions E, F, and G. Therefore, if a core material with RE:RF:RG=1:5:1 and effective relative magnetic permeability μr=10 is used for the leakage inductance portion 133, the leakage inductance becomes 1.9 times. Also,
If necessary, a material different from that of the U-shaped core 134 is used for the flat core 135 and the effective relative magnetic permeability is set to an appropriate value, thereby making it possible to obtain a desired leakage inductance.

【0023】図8は第3実施例の構成図で、トロイダル
コアをチョ―クコイルに用いており、(A)は二個の漏
れインダンタンス部を設けた場合、(B)は一個の場合
を表わしている。トロイダルコアであってもコイルは別
々の領域に巻かれるので、この境界となる部分に漏れイ
ンダンタンス部を設ける。ここでは台座形コア15でト
ロイダルコアを保持する台座の役割を兼用している。複
数漏れインダンタンス部を設ける場合は、台座形コア1
5と反対側に頭部コア16を装着すると良い。
FIG. 8 is a block diagram of the third embodiment, in which a toroidal core is used for the choke coil. It represents. Even with a toroidal core, the coils are wound in separate areas, so a leakage inductance portion is provided at the boundary between the coils. Here, the pedestal-shaped core 15 also serves as a pedestal for holding the toroidal core. If multiple leakage inductance parts are provided, pedestal core 1
It is preferable to attach the head core 16 to the side opposite to 5.

【0024】次に、チョ―クコイルを更に小形化する実
施例について述べる。図5で説明しているように、漏れ
インダンタンス部の断面積A1 は閉磁路を成すコア1
3よりも先に飽和することは望ましくないから、一定の
制限がある。コイル巻装部よりも漏れインダンタンス部
端部のほうが磁束が弱くなる関係で、断面積については
A0 >A1 である必要がある。この結果、チョ―ク
コイルを小形化する際には漏れインダンタンス部を小形
化することが避けて通れない。
Next, an embodiment will be described in which the choke coil is further miniaturized. As explained in Fig. 5, the cross-sectional area A1 of the leakage inductance part is the core 1 forming the closed magnetic path.
Since it is undesirable to saturate earlier than 3, there are certain restrictions. Since the magnetic flux is weaker at the end of the leakage inductance than at the coil winding section, the cross-sectional area needs to be A0 > A1. As a result, when downsizing the choke coil, it is inevitable to downsize the leakage inductance portion.

【0025】図9は本発明の第4実施例を示す構成図で
ある。尚図9において、前記図2と同一作用をするもの
には同一符号をつけ説明を省略する。コア13の材料に
は、MnZn系フェライトやFe系アモルファス等の比
透磁率が10,000程度のものを使用する。漏れイン
ダンタンス部133には、比透磁率が数十〜数千で、飽
和磁束密度が1テスラ程度以上の磁性材料を用いるのが
好ましく、例えばFe−Si−Al系合金、3%ケイ素
鋼板、純鉄などを採用する。図中、漏れインダンタンス
部133の実線部分は高い飽和磁束密度を持つ材料を使
用する本実施例のものであり、破線部はコア13とほぼ
同定度の飽和磁束密度を有する場合を示している。前者
は後者に比較して断面積が少なくて済み、チョ―クコイ
ルが小型になる。
FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, parts having the same functions as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. The core 13 is made of a material having a relative magnetic permeability of about 10,000, such as MnZn ferrite or Fe amorphous. For the leakage inductance portion 133, it is preferable to use a magnetic material having a relative magnetic permeability of several tens to several thousand and a saturation magnetic flux density of approximately 1 Tesla or more, such as Fe-Si-Al alloy, 3% silicon steel plate, Adopt pure iron etc. In the figure, the solid line part of the leakage inductance part 133 is that of this embodiment using a material with a high saturation magnetic flux density, and the broken line part shows the case where the leakage inductance part 133 has a saturation magnetic flux density that is almost the same as that of the core 13. . The former requires less cross-sectional area than the latter, resulting in a smaller choke coil.

【0026】次に、この実施例の理論的解析を行う。磁
場解析の領域は図3のように区分し、磁気等価回路図は
図4を用いる。この場合、漏れインダクタンスを発生さ
せる磁束φは次式で与えられる。
Next, a theoretical analysis of this embodiment will be performed. The area of magnetic field analysis is divided as shown in FIG. 3, and the magnetic equivalent circuit diagram is shown in FIG. In this case, the magnetic flux φ that generates leakage inductance is given by the following equation.

【数2】 図2の一方のコイル11(12)より生ずる漏れインダ
クタンスLは次式で与えられる。
##EQU00002## Leakage inductance L generated from one coil 11 (12) in FIG. 2 is given by the following equation.

【数3】 ここで、漏れインダンタンス部133の磁気抵抗をRG
に保持しながら、断面積A1 がA1 /a(a>1)
となるようにコア材質を選定する。この場合、磁気抵抗
RE,RF及びRGは変化しないから、バイパス磁路を
通る磁束φは等しくなるから、図2の磁束密度をB1、
本実施例の磁束密度をB2とすると次式が成立している
[Equation 3] Here, the magnetic resistance of the leakage inductance part 133 is RG
while maintaining the cross-sectional area A1 as A1/a (a>1)
Select the core material so that In this case, since the magnetic resistances RE, RF and RG do not change, the magnetic flux φ passing through the bypass magnetic path becomes equal, so the magnetic flux density in FIG.
If the magnetic flux density of this embodiment is B2, the following equation holds true.

【数4】 いま、図2の漏れインダンタンス部133の飽和磁束密
度をBm、本実施例の漏れインダンタンス部133の飽
和磁束密度をBm´とする。すると同一NI値での磁束
密度を比較した場合、(数4)より本実施例は図2の形
式よりもa倍の磁束密度となる。そこで、両者を同一N
I値で飽和させるには、次の条件を充足させる必要があ
る。
##EQU00004## Now, let Bm be the saturation magnetic flux density of the leakage inductance section 133 in FIG. 2, and let Bm' be the saturation magnetic flux density of the leakage inductance section 133 of this embodiment. Then, when comparing the magnetic flux densities at the same NI value, the present embodiment has a magnetic flux density a times higher than that of the format shown in FIG. 2, according to (Equation 4). Therefore, both are the same N
In order to saturate at the I value, the following conditions must be satisfied.

【数5】 言い替えると、漏れインダンタンス部133の磁気抵抗
を図2と等しく保ち、飽和磁束密度が図2の材質に対し
てa倍の材質を採用すれば、漏れインダクタンスと飽和
NI値(飽和電流値)を図2と等しく保ちながら、漏れ
インダンタンス部133の断面積を図2と比較して1/
a倍に小形化できる。この結果、チョ―クコイルを小形
化できると言う効果を生ずる。
[Equation 5] In other words, if the magnetic resistance of the leakage inductance portion 133 is kept equal to that shown in FIG. 2, and a material with a saturation magnetic flux density a times that of the material shown in FIG. While keeping the current value) equal to that in FIG. 2, the cross-sectional area of the leakage inductance portion 133 is reduced to 1/
It can be made a times smaller. As a result, the choke coil can be made smaller.

【0027】通常、漏れインダンタンス部は実効比透磁
率が5〜50の範囲で用いるので、漏れインダンタンス
部の透磁率はコア13の材質に比較して低くてよい。高
い飽和磁束密度になっているので、漏れインダンタンス
部133を薄くして差し支えない。
Normally, the leakage inductance portion is used with an effective relative magnetic permeability in the range of 5 to 50, so the magnetic permeability of the leakage inductance portion may be lower than the material of the core 13. Since the saturation magnetic flux density is high, the leakage inductance portion 133 can be made thin.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば閉
磁路を構成するコアに漏れインダンタンス部を設けて、
漏れインダクタンスを増大させたのでチョ―クコイルと
して用いるとノ―マルモ―ドノイズの低減効果が増大す
る。漏れインダンタンス部の材料に高い飽和磁束密度を
有する磁性材料を用いると、小形化にも寄与する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a leakage inductance portion is provided in a core constituting a closed magnetic circuit,
Since the leakage inductance is increased, the normal mode noise reduction effect is increased when used as a choke coil. Using a magnetic material with a high saturation magnetic flux density for the material of the leakage inductance part also contributes to miniaturization.

【0029】またスイッチング電源装置のノイズ低減装
置として用いれば、チョ―クコイルのノ―マルモ―ドノ
イズの低減効果が増大するので、アクロスザラインコン
デンサの容量が小さくてすみ部品コストが安価になる。 更にフィルタ回路のプリント基板上での占有面積が小さ
くてすむので、スイッチング電源装置自体の小形化に寄
与する。
Further, when used as a noise reduction device for a switching power supply, the effect of reducing normal mode noise of the choke coil is increased, so the capacitance of the across-the-line capacitor can be small, and the cost of parts can be reduced. Furthermore, since the area occupied by the filter circuit on the printed circuit board is small, this contributes to downsizing of the switching power supply itself.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すチョ―クコイルの構成
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a choke coil showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置のインダンタンスモデル図である。FIG. 2 is an inductance model diagram of the device in FIG. 1;

【図3】図1の装置の空間モデル図である。FIG. 3 is a spatial model diagram of the device in FIG. 1;

【図4】図3に於ける磁気等価回路図である。FIG. 4 is a magnetic equivalent circuit diagram in FIG. 3;

【図5】漏れインダンタンス部の形状説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the shape of a leakage inductance portion.

【図6】本発明の第2実施例の説明図で、閉磁路を構成
するコアと漏れインダンタンス部を構成するコアを分離
した構造である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention, in which a core forming a closed magnetic circuit and a core forming a leakage inductance portion are separated.

【図7】図6のチョ―クコイルの組立状態を示す構成斜
視図である。
7 is a structural perspective view showing an assembled state of the choke coil of FIG. 6; FIG.

【図8】本発明の第3実施例の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施例の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図10】従来公知のスイッチング電源装置の回路図で
ある。
FIG. 10 is a circuit diagram of a conventionally known switching power supply device.

【図11】フィルタ回路10の詳細回路図である。FIG. 11 is a detailed circuit diagram of the filter circuit 10.

【図12】フィルタ回路10近傍のノイズの説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram of noise near the filter circuit 10.

【図13】コモンモ―ドチョ―クコイルL1の動作説明
図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of the common mode choke coil L1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12…コイル 13…コア 131,132…コイル巻装部 133…漏れインダンタンス部 11, 12...Coil 13...Core 131, 132...Coil winding part 133...Leakage inductance section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】閉磁路を構成するコアと、このコアに独立
して巻かれる第1及び第2のコイルとを有するチョ―ク
コイルにおいて、当該コイルの少なくとも一方の端部近
傍であって閉磁路の外側に前記コアの閉磁路と磁気的に
連続する透磁性材料よりなる漏れインダクタンス部を設
けることを特徴とするチョ―クコイル。
Claim 1: A choke coil having a core forming a closed magnetic path and first and second coils wound independently around the core, wherein the closed magnetic path is located near at least one end of the coil. A choke coil characterized in that a leakage inductance portion made of a magnetically permeable material is provided on the outside of the core and is magnetically continuous with the closed magnetic path of the core.
【請求項2】閉磁路を構成するコアと、このコアに独立
して巻かれる第1及び第2のコイルとを有するチョ―ク
コイルにおいて、当該コイルの少なくとも一方の端部近
傍であって閉磁路の外側に前記コアの閉磁路と磁気的に
連続する透磁性材料よりなり、この透磁性材料の飽和磁
束密度を前記コアの磁性材料の有する飽和磁束密度に比
較して高くした漏れインダクタンス部を設けることを特
徴とするチョ―クコイル。
2. A choke coil having a core forming a closed magnetic path and first and second coils wound independently around the core, in which the closed magnetic path is located near at least one end of the coil. A leakage inductance portion is provided on the outside of the core, which is made of a magnetically permeable material that is magnetically continuous with the closed magnetic path of the core, and has a higher saturation magnetic flux density of the magnetic material than the saturation magnetic flux density of the magnetic material of the core. A choke coil characterized by:
【請求項3】請求項1又は2記載のチョ―クコイルを介
して交流電源と接続され、印加される交流電流を整流平
滑化回路によって直流化し、この直流化された電流をス
イッチング電源により所定電圧の直流電圧にして負荷側
に供給することを特徴とするスイッチング電源装置のノ
イズ低減装置。
3. The choke coil according to claim 1 or 2 is connected to an AC power supply, the applied AC current is converted to DC by a rectifying and smoothing circuit, and the DC current is converted to a predetermined voltage by a switching power supply. A noise reduction device for a switching power supply device, characterized in that the DC voltage is converted to a DC voltage and supplied to the load side.
【請求項4】交流電源より送られる交流電流を整流平滑
化回路によって直流化し、この直流化された電流を請求
項1又は2記載のチョ―クコイルを介してスイッチング
電源に供給し、当該スイッチング電源により所定電圧の
直流電圧にして負荷側に供給することを特徴とするスイ
ッチング電源装置のノイズ低減装置。
4. An alternating current sent from an alternating current power source is converted into direct current by a rectifying and smoothing circuit, and the converted current is supplied to a switching power source via the choke coil according to claim 1 or 2, 1. A noise reduction device for a switching power supply device, characterized in that the DC voltage is converted into a predetermined DC voltage and supplied to the load side.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004327569A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Toyota Motor Corp Reactor device
JP2008041876A (en) * 2006-08-04 2008-02-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor
JP2011124553A (en) * 2009-11-10 2011-06-23 Hitachi Metals Ltd Noise filter
JP2017022961A (en) * 2015-07-07 2017-01-26 株式会社豊田自動織機 On-vehicle inverter device and on-vehicle air conditioner
US10003241B2 (en) 2015-07-07 2018-06-19 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Vehicle inverter device and motor-driven compressor

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