JPH06349647A - プリントコイル形ラインフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動組立が容易で装置の小型化ができるプリ
ントコイル形ラインフィルタを提供すること。 【構成】 渦巻状の導体パターンを有する平板状のプリ
ントコイル５０を複数積層し、これらのプリントコイル
の導体パターンの中心部を貫通するコア２０を有すると
共に、各プリントコイルの導体パターンを電気的に接続
するプリントコイル形ラインフィルタであって、この平
板状のプリントコイルを上部部品実装板６０と下部部品
実装板７０で挟むと共に、これら上部部品実装板と下部
部品実装板にフィルタ回路用の電子部品を実装したこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源のノイ
ズ低減に用いられるラインフィルタに係り、特に装置の
小型化と高性能化を達成する改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラインフィルタ等のノイズ低減装置は、
例えば本出願人の提案に係る特開平４−３５５９０５号
公報等に開示されている。図８はそのようなノイズ低減
装置の動作説明図である。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。そして、スイッチング電源４はインピー
ダンスＺ１を介して接地されている。

【０００３】次に、フィルタ回路１０の回路構成を説明
する。アクロスザラインコンデンサＣ_X1は、入力端子Ｐ
１，Ｐ２を連結するもので、これと並列に放電用の抵抗
Ｒ１が接続されている。ラインフィルタＬ１はアクロス
ザラインコンデンサＣ_X1の後段に接続されたもので、コ
モンモードノイズ電流とノーマルモードノイズ電流を低
減する。アクロスザラインコンデンサＣ_X2は、ラインフ
ィルタ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Ｃ_Y1，Ｃ_Y2が接続されている。コンデンサ
Ｃ_Y1，Ｃ_Y2がは両者の共通接続点が接続されたもので、
コモンモードノイズ電流を低減する。また、ラインフィ
ルタＬ２はこのコンデンサＣ_Y1，Ｃ_Y2の後段に接続され
たもので、ノーマルモードノイズ電流ｉ２を削減すると
共に、後段の出力端子Ｐ３，Ｐ４と接続されている。

【０００４】ここで、スイッチング電源４をノイズ源と
すると、コモンモードノイズ電流ｉ１とノーマルモード
ノイズ電流ｉ２，ｉ３の２種類がある。コモンモードノ
イズ電流ｉ１は、図中破線で示すごとく、インピーダン
スＺ１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。インピーダンスＺ１としては、例えばス
イッチング素子のカンケースとヒートシンク間のキャパ
シタ等がある。ノーマルモードノイズ電流ｉ２は実線で
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、ノーマルモードノイズ電流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１
０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。

【０００５】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。コモンモードノイズ電流ｉ１は、
ラインフィルタＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ_Y1，Ｃ_Y2の作
用で低減される。即ち、ラインフィルタＬ１，Ｌ２はそ
のインダクタンスがコモンモードノイズ電流ｉ１に対し
て大きなインピーダンスとして働く。またコンデンサＣ
_Y1，Ｃ_Y2は、その共通接続点が接地されているので、コ
モンモードノイズ電流ｉ１をスイッチング電源４側に還
流させて、交流電源２側に流れないようにしている。

【０００６】ノーマルモードノイズ電流ｉ２は、アクロ
スザラインコンデンサＣ_X2の作用により交流電源２側の
発生源に還流し、ノーマルモードノイズ電流ｉ３は、ア
クロスザラインコンデンサＣ_X1の作用によりスイッチン
グ電源４側の発生源に還流されている。そして、信号線
に流れるノーマルモードノイズ電流ｉ２，ｉ３の総量を
削減している。

【０００７】図９はラインフィルタの構成斜視図であ
る。コア２０は、ＵＵ形コアを２個突き合わせて口状の
閉磁路を形成している。このコア２０には、絶縁と整線
を目的としてボビン３０が取り付けられ、このボビン３
０にコイル４０が巻かれている。ここでは、ラインフィ
ルタＬ１，Ｌ２に対応して２巻線構造としているので、
ボビン３０とコイル４０が各２個装着されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コア２
０にコイル４０を巻装しているので、組立作業が複雑で
作業の自動化が難しいという課題があった。また、装置
を小型化するためにコイル４０の軸方向の巻幅ｄを狭く
すると、コイルの総巻数は一定数を確保する必要がある
ため、コイルを巻く半径の平均値が大きくなって巻線総
長が長くなり、抵抗損失が増大するという欠点を招来
し、小型化が図りにくいという課題があった。

【０００９】本発明は上述の課題を解決したもので、自
動組立が容易で装置の小型化ができるプリントコイル形
ラインフィルタを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、渦巻状の導体パターンを有する平板状のプ
リントコイル５０を複数積層し、これらのプリントコイ
ルの導体パターンの中心部を貫通するコア２０を有する
と共に、各プリントコイルの導体パターンを電気的に接
続するプリントコイル形ラインフィルタであって、この
平板状のプリントコイルを上部部品実装板６０と下部部
品実装板７０で挟むと共に、これら上部部品実装板と下
部部品実装板にフィルタ回路用の電子部品を実装したこ
とを特徴としている。

【００１１】

【作用】導体パターンは、積層される平板コイルに設け
られると共に、各層間で電気的に接続される。コアは２
相若しくは多相のコイル間を磁気的に連絡してノイズ低
減効果を高めている。そして、積層される平板コイルを
上部部品実装板６０と下部部品実装板７０で挟むと共
に、部品の実装もしているのでフィルタ回路の小型化に
寄与する。

【００１２】

【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構成斜視図である。図におい
て、平板コイル５０ａ〜ｃは同一のコア挿入穴５１と導
体パターン５２の形状を有するもので、ここでは３枚積
層されており、第１層５０ａ、第２層５０ｂ並びに第３
層５０ｃとなっている。コア挿入穴５１は各平板コイル
に２箇所設けられたもので、ＵＵ形コア２０の両脚部が
挿入される。導体パターン５２は各平板コイルに、コア
挿入穴５１を渦巻の中心として２個設けられたもので、
ここでは３ターンの箔状導電部が形成されている。内側
端子５３は平板コイル５０の導体パターン内側端に設け
られ、外側端子５４は導体パターン外側端に設けられて
いる。層間接続部５５は隣接する層間の導体パターンを
接続するもので、ここでは各層平板コイル５０の導体パ
ターン内側端子５３若しくは外側端子５４と、これに隣
接する層の端子との間を接続しており、例えば金属製の
ピンが用いられる。

【００１３】上部部品実装板６０は、第１層平板コイル
５０ａの上に装着されるもので、コア挿入穴６１を有す
ると共に、外部の信号線が接続される入力側端子６２
と、第１層平板コイル５０ａの内側端子５３と層間接続
部５５を介して電気的に接続されている端子６３が設け
られている。そして、入力側端子６２と端子６３の間は
接続パターン６４で結線されると共に、この接続パター
ン６４を両端として表面実装型のコンデンサ６５が実装
されている。ここでコンデンサ６５は、アクロスザライ
ンコンデンサＣ_X1に相当している。

【００１４】下部部品実装板７０は、第３層平板コイル
５０ｃの下に装着されるもので、コア挿入穴７１を有す
ると共に、外部の信号線が接続される出力側端子７２
と、第３層平板コイル５０ｃの外側端子５４と層間接続
部５５を介して電気的に接続されている端子７３が設け
られている。そして、出力側端子７２と端子７３の間は
図示しない接続パターンで結線されると共に、３個の表
面実装型のコンデンサ７５が実装されている。ここでコ
ンデンサ７５は、アクロスザラインコンデンサＣ _X2とコ
ンデンサＣ_Y1，Ｃ_Y2に相当している。接地端子７６はコ
ンデンサＣ_Y1，Ｃ _Y2の中間接続点をグランドに接地する
ものである。ここで各平面コイルの平均電位を考える
と、上部部品実装板６０に対しては第１層平板コイル５
０ａが一番近く、下部部品実装板７０に対しては第３層
平板コイル５０ｃが一番近いので、入出力用コンデンサ
などの部品と最外層コイルとの電位差が小さく、フィル
タの入出力間の不要結合を最小にでき、優れた高周波特
性が得られる。

【００１５】図２は図１の装置の回路図である。ここで
は、ラインフィルタはコア２０が１個となっており、入
力ＩＮ側にアクロスザラインコンデンサＣ_X1が設けら
れ、次段に平板コイル５０とコア２０を主たる構成部品
とするラインフィルタが設けられ、最後の段にアクロス
ザラインコンデンサＣ_X2とコンデンサＣ_Y1，Ｃ_Y2が接続
されて出力ＯＵＴを得ている。

【００１６】図３は図１の装置を金属ケースに組み込ん
だものの構成斜視図である。上部部品実装板６０と下部
部品実装板７０で３枚の平板コイル５０ａ〜ｃを挟み、
コア２０による閉磁路が各導体パターンを貫通してい
る。金属ケース８０はＡＣ電源ラインが接続されるコネ
クタ挿入口８１を有しており、フィルタ回路を介してス
イッチング電源側に交流電流が送られている。

【００１７】図４は本発明の第２実施例を示す構成斜視
図で、ここでは２段フィルタ構成用のものを示してい
る。図において、部品実装コイル９０は導体パターン９
２を有する平板コイルにコンデンサ等の部品を実装した
もので、形状は部品実装用のパターンを有する点を除い
て他の平板コイル９０ａ〜ｃと同様になっている。ここ
ではコア２０，２１の二つの独立した閉磁路が設けられ
るので、これに対応してコア挿入穴９１も４個設けられ
ている。導体パターン９２は渦巻状のもので、コア挿入
穴９１を中心にして４箇所設けられており、それぞれ内
側端子９３と外側端子９４を有している。そして、異な
る平板コイルの間は層間接続部９５によって、内側端子
９３又は外側端子９４と接続されて、各導体パターン９
２が直列に接続される。

【００１８】ここでは、入力端子ＩＮが部品実装コイル
９０に設けられると共に、アクロスザラインコンデンサ
Ｃ_X1，Ｃ_X2と、コンデンサＣ_Y1，Ｃ_Y2が実装されてい
る。出力端子ＯＵＴは第３層平板コイル９０ｃに設けら
れているが、層間接続部９５を設けて部品実装コイル９
０に設置してもよい。

【００１９】図５は図４の装置の回路図である。ここで
は、ラインフィルタはコア２０が前個となっており、コ
ア２１が後段を構成している。そして、入力ＩＮ側にア
クロスザラインコンデンサＣ_X1が設けられ、次段に平板
コイル９０とコア２０を主たる構成部品とするラインフ
ィルタが設けられ、第３の段にアクロスザラインコンデ
ンサＣ_X2とコンデンサＣ_Y1，Ｃ_Y2が接続され、最終段に
平板コイル９０とコア２１を主たる構成部品とするライ
ンフィルタが設けられて出力ＯＵＴを得ている。この回
路は従来例として示した図８に対応したものである。

【００２０】図６は本発明の第３実施例の構成斜視図で
ある。上部部品実装板６０にシールド層６７を設けて接
地している。同様に下部部品実装板７０にシールド層７
７を設けて接地している。この場合、シールド層６７，
７７は銅箔としてもよいが、安価な導電性ペーストを用
いてもよい。このようにすると両者で挟まれた平板コイ
ル５０ａ〜ｃは静電シールドされる。好ましくはコア２
０をアース電位に電気的に接続すると、更に静電シール
ド効果が向上する。

【００２１】また、電磁的シールドを取る場合には、透
磁率の高い材料を用いたり、或いは複数層積層するとよ
い。また、図３のような金属ケース８０を用いなくて
も、それに準ずるシールド効果がえられ、装置の小型化
に寄与する。なお、シールド層６７，７７を有する上部
部品実装板６０又は下部部品実装板７０については、図
１に示すように部品を実装してもよいが、別途上部部品
実装板６０又は下部部品実装板７０を設けても差し支え
ない。

【００２２】図７は本発明の第４実施例を示す構成斜視
図である。ここではコア２２の形状がＥＥ型になってい
る。このような場合には、平板コイル５０ａ〜ｃ、上部
部品実装板６０及び下部部品実装板７０に設けるコア挿
入穴は一個となり、このコア挿入穴を中心に導体パター
ンを設ける。フィルタ回路として特性を得るためには、
図６の場合と比較して平板コイルの積層数を２倍にすれ
ば同一の導体パターンの巻数が得られる。導体パターン
については、ＥＥ型コアの両端コアの間隔に収まるよう
に平板コイル５０ａ〜ｃ、上部部品実装板６０及び下部
部品実装板７０の外形寸法を定める。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば平
板コイル５０ａ〜ｃを上部部品実装板６０及び下部部品
実装板７０で挟み、コア２０を貫通させているので、装
置の自動組立が容易に行えるという効果がある。そし
て、この上部部品実装板６０及び下部部品実装板７０に
フィルタ回路に必要な電子部品を実装しているので、装
置の小型化に寄与するという効果がある。また、平板コ
イルの最外層の電位と上部部品実装板６０及び下部部品
実装板７０の電位とが最も近くなるように配置すると、
入出力間の整合がよくなりフィルタの高周波特性が向上
するという効果がある。更に、上部部品実装板６０及び
下部部品実装板７０をシールド層として用いると、平板
コイル５０ａ〜ｃの静電シールド並びに電磁シールドが
効率的に行え、フィルタの特性がよくなるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成斜視図である。

【図２】図１の装置の回路図である。

【図３】図１の装置を金属ケースに組み込んだものの構
成斜視図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す構成斜視図である。

【図５】図４の装置の回路図である。

【図６】本発明の第３実施例の構成斜視図である。

【図７】本発明の第４実施例の構成斜視図である。

【図８】従来のノイズ低減装置の動作説明図である。

【図９】ラインフィルタの構成斜視図である。

【符号の説明】

２０ コア ５０ 平板コイル ６０ 上部部品実装板 ７０ 下部部品実装板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渦巻状の導体パターンを有する平板状のプ
   リントコイル（５０）を複数積層し、これらのプリント
   コイルの導体パターンの中心部を貫通するコア（２０）
   を有すると共に、各プリントコイルの導体パターンを電
   気的に接続するプリントコイル形ラインフィルタであっ
   て、 この平板状のプリントコイルを上部部品実装板（６０）
   と下部部品実装板（７０）で挟むと共に、これら上部部
   品実装板と下部部品実装板にフィルタ回路用の電子部品
   を実装したことを特徴とするプリントコイル形ラインフ
   ィルタ。
2. 【請求項２】上部部品実装板及び下部部品実装板に実装
   される部品の電位と、これら上部部品実装板及び下部部
   品実装板に隣接する平板コイルの層の電位とを、他の平
   板コイルでの電位と比較して近い状態に接続することを
   特徴とする請求項１記載のプリントコイル形ラインフィ
   ルタ。
3. 【請求項３】上部部品実装板及び下部部品実装板には、
   電子部品の実装と共に、もしくは電子部品の実装に代え
   てシールド層を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   プリントコイル形ラインフィルタ。