JPH0644120U - 非線形チョークコイル用磁気コア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング電源の直流平滑回路に用いる非
線形チョークコイル用磁気コアであって、直流重畳電流
に対するインダクタンスの値が微少直流重畳電流の範囲
で大きく、かつ直流重畳電流の増加に伴いインダクタン
スの値が斬減する特性を有する非線形チョークコイル用
磁気コアとする。 【構成】 軟磁性フェライトからなる分割型のＥ型磁気
コアの中足６に、磁気コアつき合わせ面１に接する円筒
状、又は枠型状の接続縁部２と、接続縁部に続き円錐台
状凹部３、又は角錐台状凹部を形成した磁気コアとす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スイッチング電源の直流平滑回路に使用する非線形チョークコイル 用磁気コアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

スイッチング電源の二次側直流平滑回路に用いる従来のチョークコイルは、微 少電流域における直流出力電圧の定電圧制御特性を安定に動作できるよう、チョ ークコイルに用いるフェライトコアは、図５、図６に示すような二分割磁気コア の中足６のつき合わせ面に形成する空隙の一部が、分割した二つの磁気コアの磁 気コアつき合わせ面１が互いに接触した階段状の空隙構造であって、チョークコ イルのインダクタンスの直流重畳特性は、図７のＡに示すように、図の縦軸のイ ンダクタンス（ＡＬ）の変化は重畳する直流電流に対し、横軸に示す重畳する直 流電流（ＡＴ）の値が小さい時には大きなインダクタンスの値を示し、重畳する 直流電流の値が増加するにつれ急激にインダクタンスの値が低下し、後ほぼ一定 の値となり、更に直流電流が増加するにつれインダクタンスの値が斬減するとい う特性であった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

直流重畳電流の値が小さい値の時は大きなインダクタンスの値を持ち、重畳す る直流電流の値が増加した時、急激にインダクタンスの値が低下する従来のこの ような直流重畳特性を有するチョークコイルを使用する時は、チョークコイルに 重畳する電流の値が小さい時に、インダクタンスの値が小さい時は電源電圧の変 動による出力側制御電圧の変動が大きく、出力側制御電圧の変動を小さくするた めにフィードバックの値を大きくすると周波数応答特性が劣化する等の問題があ り、本考案はこれらの課題を解決するため分割型磁気コアのつき合わせ部分の空 隙を形成する部分の構造を変え、直流重畳電流に対しインダクタンスの値が直流 重畳電流の増加に対して直線的に減少するよう構成し、出力側電圧の制御を容易 にした非線形チョークコイル用磁気コアを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、分割型磁気コアの少なくとも一方の中足に、断面が円形の電源用フ ェライトコアの中足の磁気コアのつき合わせ面には円筒状の接続縁部と、接続縁 部に続き円錐台状凹部を形成するか、断面四角形の中足には磁気コアのつき合わ せ面に枠型状の接続縁部と、接続縁部に続き四角錐台状凹部を形成することによ り、微小な重畳電流の時はインダクタンスの値が大きく、巻線に重畳する直流電 流の増加と共に、チョークコイルのインダクタンスの値がほぼ直線的に減少する インダクタンスの特性を有する非線形チョークコイル用磁気コアとしたことを特 徴とする。

【０００５】 即ち本考案は、軟磁性フェライトからなる分割型のＥ型磁気コアの、少なくと も一方の中足の磁気コアつき合わせ面に接して、円筒状、又は枠型状の接続縁部 と、接続縁部に続き円錐台状凹部、又は角錐台状凹部を形成してなることを特徴 とする非線形チョークコイル用磁気コアである。

【０００６】

【作用】

分割型のＥ型磁気コアの中足の断面形状が円形の磁気コアにおいては、中足の 周囲には相対向する磁気コアのつき合わせ面に接する狭い幅を有し、適当な深さ で外周面と平行に円柱状をした接続縁部と、接続縁部に続いて円錐台状凹部を形 成してある。円錐台状凹部の深さは、本考案の磁気コアを用いて作られる非線形 チョークコイルの直流重畳電流とインダクタンスの関係において、直流重畳電流 の値に対しインダクタンスの値の傾斜を大きくする時は、接続縁部に続く円錐台 状凹部の深さの傾斜を大きく、つき合わせ面と円錐台の底面迄の深さを深くする 。磁気コアの中足の断面形状が四角の時には、接続縁部に続く凹部の形状を四角 錐台に成形する。円錐台状凹部、及び角錐台状凹部の傾斜、及び凹部の深さを変 えることにより直流重畳電流に対するインダクタンスの値が異なるチョークコイ ルを構成し得る。なお、対向する磁気コアのつき合わせ面の磁気コアの中足に接 続縁部を枠形に形成したのは、直流電流の値が微小な時のインダクタンスの値が 等価的につき合わせた分割型磁気コアのつき合わせ面に空隙がないので大きな値 となり、一方磁気コアからの漏洩磁束も少ない値となることによる。 なお、本考案における磁気コア中足部分に形成する円錐台状凹部、又は角錐台 状凹部は焼結時前の圧粉体成形時に金型により一体成型が可能であり、焼結後、 磁気コアつき合わせ面を研削することにより平坦に加工でき、磁気コアの形成は 容易である。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案による非線形チョークコイル用磁気コアの一実施例で、分割型の 磁気コアの一方を示し、磁気コアの中足の断面形状が円形の場合を示す。図１の （ａ）は平面図、図１の（ｂ）は正面図である。図１において中足の磁気コアつ き合わせ面１に円筒状の接続縁部２が形成され、接続縁部に続き円錐台の底面４ を有する円錐台状凹部３が形成されている。 図２は、磁気コアのコア中足の断面形状が四角形の場合を示し、四角形の杵形 の接続縁部２に続き、角錐台状凹部５を形成した例を示す。本考案によるフェラ イトコアからなる非線形チョークコイル用磁気コアに巻線を施してチョークコイ ルを形成し、チョークコイルに微少交流磁界を印加し、巻線に重畳する直流電流 を徐々に増加させる時、直流電流の値が小さい時は接続縁部の部分は初めは空隙 のない閉磁路の時と同じインダクタンスの値を示し、ついで直流電流の値が大き くなると磁気コアの全断面積に生じた磁束で接続縁部が部分的に飽和し、中足の 接続縁部の長さだけ見かけ上、空隙が形成されたと同じ効果となる。従って、図 １、図２に示す円錐台状、又は角錐台状の凹部を有する磁気コアの中足では接続 縁部より飽和をはじめ、円錐台状凹部、角錐台状凹部の縁の部分から徐々に磁気 飽和に達して、円錐台状凹部、角錐台状凹部の錐台の底面４に磁気飽和が到達す ると、等価的に磁気コアつき合わせ面１と錐台の底面との寸法が等価的に磁路に 形成された空隙となる。ついで、磁気コア中足に発生した磁束が飽和磁束密度を 越えると、コア全体が飽和する。従って、インダクタの巻線に流れる直流重畳電 流とインダクタンスの特性は、重畳電流の増加により見かけ上の空隙が徐々に増 加するために、巻線に流れる直流重畳電流の増加と共にインダクタンスも減少し ていく。減少の度合は、つき合わせ面と円錐台、角錐台の底面の長さと接続縁部 から錐台の底面との間の角度により決まる。 本考案によるコア中足部の構造とすることにより、チョークコイルのインダク タンスの直流重畳特性は、図７のＤに示すように、直流重畳電流に対しほぼ直線 的にインダクタンスの値が減少する。図７における巻線に流れる直流重畳電流Ａ Ｔ（巻線×電流）とインダクタンス（ＡＬ）の特性において、曲線Ｂは磁気コア つき合わせ面の中足に空隙があり、接続縁部及び円錐台状凹部がない非線形チョ ークコイル用磁気コアによる特性であり、曲線Ｃは中足のつき合わせ面が分割型 磁気コアにおいて、同じ形状で密接した磁気コアの特性例である。 なお、本考案の実施例において、図３は二分割磁気コアの一方に接続縁部２と 円錐台状凹部３を有する磁気コアを用いた非線形チョークコイル用磁気コアであ り、図４は、二分割磁気コアの双方に接続縁部２と円錐台状凹部３を有する磁気 コアを用いた非線形チョークコイル用磁気コアの例を示す。 従って本考案による磁気コアの形状とすることにより、従来の磁気コアつき合 わせ面に形成していた階段状ギャップのみの場合に比べて、スイッチング電源二 次側直流平滑回路のチョークコイルに適した非線形の特性が得られる。

【０００８】

【考案の効果】

以上述べたごとく、本考案による磁気コアの中足に、磁気コアのつき合わせ面 に接する円筒状の接続縁部と、接続縁部に接し、円錐台状凹部、又は角錐台状凹 部を形成した非線形チョークコイル用磁気コアとすることにより、インダクタン スと直流重畳特性が直流電流の変化と共に連続的に変化させることができる非線 形のリニアー特性の利点を持った非線形チョークコイル用磁気コアの提供が可能 となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による非線形チョークコイル用磁気コア
を示す図で、図１の（ａ）は平面図、図１の（ｂ）は正
面図。

【図２】本考案による他の例の非線形チョークコイル用
磁気コアを示す図で、図２の（ａ）は平面図、図２の
（ｂ）は正面図。

【図３】本考案による非線形チョークコイル用磁気コア
の組合せを示す図で、分割型磁気コアの一方が円錐台状
凹部を設けた磁気コアの正面図。

【図４】本考案による非線形チョークコイル用磁気コア
の組合せを示す図で、分割型磁気コアの両方に円錐台状
凹部を有する磁気コアの正面図。

【図５】従来の階段状の空隙を有する非線形チョークコ
イル用磁気コアを示す図で、図５の（ａ）は外観斜視
図、図５の（ｂ）は分割型コアを組合わせた正面図。

【図６】従来の階段状の非線形チョークコイル用磁気コ
アを示す図で、図６の（ａ）は外観斜視図、図６の
（ｂ）は分割型コアを組合わせた正面図。

【図７】磁気コアの形状によるインダクタンスと直流重
畳電流との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１ 磁気コアつき合わせ面 ２ 接続縁部 ３ 円錐台状凹部 ４ 錐台の底面 ５ 角錐台状凹部 ６ 中足 Ａ 従来の階段状コアによる特性曲線 Ｂ 中足に空隙を設けた磁気コアの特性曲線 Ｃ 空隙のない磁気コアの特性曲線 Ｄ 本考案による磁気コアの特性曲線

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図７】

【図６】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟磁性フェライトからなる分割型のＥ型
   磁気コアの、少なくとも一方の中足の磁気コアつき合わ
   せ面に接して、円筒状、又は枠型状の接続縁部と、接続
   縁部に続き円錐台状凹部、又は角錐台状凹部を形成して
   なることを特徴とする非線形チョークコイル用磁気コ
   ア。