JPH08181024A - 高調波電流抑制用チョークコイル - Google Patents
高調波電流抑制用チョークコイルInfo
- Publication number
- JPH08181024A JPH08181024A JP33785494A JP33785494A JPH08181024A JP H08181024 A JPH08181024 A JP H08181024A JP 33785494 A JP33785494 A JP 33785494A JP 33785494 A JP33785494 A JP 33785494A JP H08181024 A JPH08181024 A JP H08181024A
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- choke coil
- harmonic current
- current
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い電力範囲と負荷変動に対応できる高調波
電流抑制用チョークコイルを実現できる。 【構成】 ２つに分割された日の字型磁芯１の外脚部に
異なる空隙幅の複数の空隙２が設けられ、あるいは空隙
幅の一部を零とした構造の磁芯１を用いることで、広範
囲の電力容量値に対応し、しかも負荷が変動した場合に
も十分に高調波電流を抑制することのできるチョークコ
イル。
電流抑制用チョークコイルを実現できる。 【構成】 ２つに分割された日の字型磁芯１の外脚部に
異なる空隙幅の複数の空隙２が設けられ、あるいは空隙
幅の一部を零とした構造の磁芯１を用いることで、広範
囲の電力容量値に対応し、しかも負荷が変動した場合に
も十分に高調波電流を抑制することのできるチョークコ
イル。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源やイ
ンバータ回路等のコンデンサーインプット方式の電源回
路から発生する高調波電流を抑制するチョークコイルに
関するものである。
ンバータ回路等のコンデンサーインプット方式の電源回
路から発生する高調波電流を抑制するチョークコイルに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、電源回路から発生する高調波電流
（ノーマルモードノイズ）によって変圧器の力率改善用
コンデンサが焼失するなどの事故が増加し、社会問題と
なっている。高調波電流を抑制するためには従来、整流
器の直前にチョークコイルを挿入する方法、アクティブ
フィルタを挿入する方法、ワンコンバータ回路で抑制す
る方法などが提案されている。これらのうちチョークコ
イルを用いる方法はコストが安く、比較的定格の小さな
電源には極めて有効な方法である。
（ノーマルモードノイズ）によって変圧器の力率改善用
コンデンサが焼失するなどの事故が増加し、社会問題と
なっている。高調波電流を抑制するためには従来、整流
器の直前にチョークコイルを挿入する方法、アクティブ
フィルタを挿入する方法、ワンコンバータ回路で抑制す
る方法などが提案されている。これらのうちチョークコ
イルを用いる方法はコストが安く、比較的定格の小さな
電源には極めて有効な方法である。
【０００３】チョークコイルを用いて高調波電流（ノー
マルモードノイズ）を抑制する場合、チョークコイルに
電源電流がそのまま流れるため、電源電流によってチョ
ークコイルの磁芯が磁気飽和を起こすことがある。その
磁気飽和を防ぐために、磁芯の材料には飽和磁束密度が
高い珪素鋼板などの軟磁性材料が用いられており、さら
に、磁路には一定幅の空隙を設けることによって、定格
電流まで一定のインダクタンス値を確保するようにして
いる。
マルモードノイズ）を抑制する場合、チョークコイルに
電源電流がそのまま流れるため、電源電流によってチョ
ークコイルの磁芯が磁気飽和を起こすことがある。その
磁気飽和を防ぐために、磁芯の材料には飽和磁束密度が
高い珪素鋼板などの軟磁性材料が用いられており、さら
に、磁路には一定幅の空隙を設けることによって、定格
電流まで一定のインダクタンス値を確保するようにして
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】高調波電流抑制用のチ
ョークコイルでは、電源の電力容量値によって適切なイ
ンダクタンス値が異なり、大きな電力容量の電源では小
さなインダクタンス値、小さな電源容量の電源では大き
なインダクタンス値が最適とされる。したがって、例え
ば２００Ｗの電源用チョークコイルを１００Ｗの電源に
用いようとした場合にはインダクタンス値が不足する恐
れがあり、逆にインダクタンス値を１００Ｗの電源に合
わせた場合には、２００Ｗでは過剰なインダクタンス値
によって電圧降下を生じ、また磁芯やコイルの体積が大
きくなってしまうなどの問題があった。従来、それぞれ
の電源の定格に合わせてインダクタンス値の異なるチョ
ークコイルが必要であった。
ョークコイルでは、電源の電力容量値によって適切なイ
ンダクタンス値が異なり、大きな電力容量の電源では小
さなインダクタンス値、小さな電源容量の電源では大き
なインダクタンス値が最適とされる。したがって、例え
ば２００Ｗの電源用チョークコイルを１００Ｗの電源に
用いようとした場合にはインダクタンス値が不足する恐
れがあり、逆にインダクタンス値を１００Ｗの電源に合
わせた場合には、２００Ｗでは過剰なインダクタンス値
によって電圧降下を生じ、また磁芯やコイルの体積が大
きくなってしまうなどの問題があった。従来、それぞれ
の電源の定格に合わせてインダクタンス値の異なるチョ
ークコイルが必要であった。
【０００５】さらに、電源によっては負荷が大幅に変動
する場合もあり、従来のノーマルモードノイズ防止チョ
ークコイルにおいてはインダクタンス値は最小負荷時
に、磁芯やコイルのサイズは最大負荷時に合わせないと
対応できず、電圧が降下したり、これを避けようとする
とチョークコイルの体積を非常に大きくする必要がある
などの問題があり、スイッチング電源やインバータ回路
等を含む装置の小形化を阻害していた。
する場合もあり、従来のノーマルモードノイズ防止チョ
ークコイルにおいてはインダクタンス値は最小負荷時
に、磁芯やコイルのサイズは最大負荷時に合わせないと
対応できず、電圧が降下したり、これを避けようとする
とチョークコイルの体積を非常に大きくする必要がある
などの問題があり、スイッチング電源やインバータ回路
等を含む装置の小形化を阻害していた。
【０００６】本発明の課題は、広範囲の電力容量値に対
応し、しかも負荷が変動した場合にも十分に高調波電流
（ノーマルモードノイズ）を抑制することのできるチョ
ークコイルを提供することである。
応し、しかも負荷が変動した場合にも十分に高調波電流
（ノーマルモードノイズ）を抑制することのできるチョ
ークコイルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、高調波電流（ノーマルモードノイズ）防
止用のチョークコイルにおいて、従来は日の字型磁芯の
２つの外脚部の、断面全体に一定の間隔で空隙が加工さ
れていたのに対して、磁脚の断面内の場所によって空隙
幅の異なる複数の空隙を加工し、外脚部の磁束の方向が
ノーマルモードとなるようにコイルを巻くことで、磁芯
の外脚部で高調波電流（ノーマルモードノイズ）を抑制
し、同時に中脚部でコモンモードノイズを抑制する機能
を有するチョークコイルを供する。
に、本発明は、高調波電流（ノーマルモードノイズ）防
止用のチョークコイルにおいて、従来は日の字型磁芯の
２つの外脚部の、断面全体に一定の間隔で空隙が加工さ
れていたのに対して、磁脚の断面内の場所によって空隙
幅の異なる複数の空隙を加工し、外脚部の磁束の方向が
ノーマルモードとなるようにコイルを巻くことで、磁芯
の外脚部で高調波電流（ノーマルモードノイズ）を抑制
し、同時に中脚部でコモンモードノイズを抑制する機能
を有するチョークコイルを供する。
【０００８】即ち、本発明は、２つに分割された日の字
型磁芯に巻線してなる電子回路の電源回路部より発生す
る高調波電流を抑制するチョークコイルにおいて、前記
日の字型磁芯の外脚部に異なる空隙幅の複数の空隙を設
けて、該空隙を設けた外脚部にそれぞれ入力端および出
力端からみた巻方向が互いに同じ方向であるように巻線
し、コモンモードチョークコイルとノーマルモードチョ
ークコイルの機能を有することを特徴とする高調波電流
抑制用チョークコイルである。
型磁芯に巻線してなる電子回路の電源回路部より発生す
る高調波電流を抑制するチョークコイルにおいて、前記
日の字型磁芯の外脚部に異なる空隙幅の複数の空隙を設
けて、該空隙を設けた外脚部にそれぞれ入力端および出
力端からみた巻方向が互いに同じ方向であるように巻線
し、コモンモードチョークコイルとノーマルモードチョ
ークコイルの機能を有することを特徴とする高調波電流
抑制用チョークコイルである。
【０００９】
【作用】図１及び図２を用いて本発明の作用を説明す
る。比較的電力容量の小さい回路及び装置に用いる場合
は、コイルに流れる電流が小さくなるため、発生する磁
界が小さく、磁束のほとんどは空隙幅が狭い部分（図１
の下端部）あるいは空隙幅が零となる部分（図２の下端
部）を通り、大きなインダクタンス値が得られる。反対
に比較的電力容量の大きい回路及び装置に用いる場合
は、コイルに流れる電流が大きくなるため、空隙幅が狭
い部分あるいは零となる部分が磁気的に飽和して、より
広い空隙部にも磁束が通るようになり、インダクタンス
の値は低下するが所定の値が確保される。電力値に対す
る最適なインダクタンス値は予め知られているので、そ
れを満たすように空隙幅と形状を設計することにより、
広範囲の電力容量値に対してノーマルモードノイズを抑
制することができる。
る。比較的電力容量の小さい回路及び装置に用いる場合
は、コイルに流れる電流が小さくなるため、発生する磁
界が小さく、磁束のほとんどは空隙幅が狭い部分（図１
の下端部）あるいは空隙幅が零となる部分（図２の下端
部）を通り、大きなインダクタンス値が得られる。反対
に比較的電力容量の大きい回路及び装置に用いる場合
は、コイルに流れる電流が大きくなるため、空隙幅が狭
い部分あるいは零となる部分が磁気的に飽和して、より
広い空隙部にも磁束が通るようになり、インダクタンス
の値は低下するが所定の値が確保される。電力値に対す
る最適なインダクタンス値は予め知られているので、そ
れを満たすように空隙幅と形状を設計することにより、
広範囲の電力容量値に対してノーマルモードノイズを抑
制することができる。
【００１０】また、図３はコモンモードノイズ抑制機能
を付与したノーマルモードの高調波電流を抑制したチョ
ークコイルの概観図であり、この作用を説明する。磁芯
１は日の字型を有し、磁芯１の外脚部３に、それぞれ入
力端（Ｇ，Ｊ）、出力端子（Ｈ，Ｉ）から見た巻方向
が、互いに同じ方向になるように、即ち、ノーマルモー
ドに巻線５が施してある。それぞれの外脚部３には図１
に示したような空隙幅が場所によって異なる空隙２、あ
るいは図２に示したような空隙の一部を零とした空隙２
を設けている。これによって、外脚部３においてノーマ
ルモードノイズを抑制することができ、また、２つのコ
イルＬ1およびＬ2の発生するコモンモードノイズ電流Ｉ
ｃにより発生する磁束φ2は、外脚部３では打ち消し合
うが中脚部４では同方向になるため、中脚部４でコモン
モードノイズを抑制することができる。
を付与したノーマルモードの高調波電流を抑制したチョ
ークコイルの概観図であり、この作用を説明する。磁芯
１は日の字型を有し、磁芯１の外脚部３に、それぞれ入
力端（Ｇ，Ｊ）、出力端子（Ｈ，Ｉ）から見た巻方向
が、互いに同じ方向になるように、即ち、ノーマルモー
ドに巻線５が施してある。それぞれの外脚部３には図１
に示したような空隙幅が場所によって異なる空隙２、あ
るいは図２に示したような空隙の一部を零とした空隙２
を設けている。これによって、外脚部３においてノーマ
ルモードノイズを抑制することができ、また、２つのコ
イルＬ1およびＬ2の発生するコモンモードノイズ電流Ｉ
ｃにより発生する磁束φ2は、外脚部３では打ち消し合
うが中脚部４では同方向になるため、中脚部４でコモン
モードノイズを抑制することができる。
【００１１】
【実施例】図３に、本発明による高調波電流抑制用チョ
ークコイルの実施例を示す。
ークコイルの実施例を示す。
【００１２】図３は、日の字型磁芯の外脚部３に異なる
空隙幅の複数の空隙２を設けた磁芯１に、それぞれ入力
端子（Ｇ，Ｊ）、出力端子（Ｈ，Ｉ）からみた巻方向が
互いに同じ方向になるように、すなわちノーマルモード
に巻線５を施した例である。
空隙幅の複数の空隙２を設けた磁芯１に、それぞれ入力
端子（Ｇ，Ｊ）、出力端子（Ｈ，Ｉ）からみた巻方向が
互いに同じ方向になるように、すなわちノーマルモード
に巻線５を施した例である。
【００１３】図３において、実線で示すライン電流また
はノーマルモードノイズ電流ＩNは、コイルＬ1において
は入力端子Ｇから出力端子Ｈに流れる。また、コイルＬ
2おいては、入力端子Ｊから出力端子Ｉへ流れる。
はノーマルモードノイズ電流ＩNは、コイルＬ1において
は入力端子Ｇから出力端子Ｈに流れる。また、コイルＬ
2おいては、入力端子Ｊから出力端子Ｉへ流れる。
【００１４】ライン電流またはノーマルモードノイズ電
流ＩNにより発生する磁束φ1は、磁芯の外脚部３にコイ
ルＬ1およびＬ2により互いに磁束を重畳する向きに発生
するノーマルモードインダクタンスを発生する。
流ＩNにより発生する磁束φ1は、磁芯の外脚部３にコイ
ルＬ1およびＬ2により互いに磁束を重畳する向きに発生
するノーマルモードインダクタンスを発生する。
【００１５】破線で示すコモンモードノイズ電流ＩCに
より発生する磁束φ2は、磁芯１の外脚部３では互いに
磁束を打ち消す向きで、中脚部４においては同じ向きと
なり、中脚部４を通る磁束によりコモンモードインダク
タンスが生じる。
より発生する磁束φ2は、磁芯１の外脚部３では互いに
磁束を打ち消す向きで、中脚部４においては同じ向きと
なり、中脚部４を通る磁束によりコモンモードインダク
タンスが生じる。
【００１６】したがって、それぞれのノーマルモードイ
ンダクタンスとコモンモードインダクタンスによりノー
マルモードチョークコイルとコモンモードチョークコイ
ルの機能を有する高調波電流抑制用チョークコイルとな
る。
ンダクタンスとコモンモードインダクタンスによりノー
マルモードチョークコイルとコモンモードチョークコイ
ルの機能を有する高調波電流抑制用チョークコイルとな
る。
【００１７】図４は、本発明によるチョークコイルと従
来までの空隙幅が一定のチョークコイルのそれぞれのイ
ンダクタンス値の電流値変化を比較したものである。従
来のものは設定した定格電流（３Ａ）までインダクタン
ス値が一定であるのに対し、本発明によるチョークコイ
ルではインダクタンス値は、電流が小さいときには大き
なインダクタンス値を示し、電流が大きくなるにつれて
小さなインダクタンス値となっている。同図中に示した
各電流値に対する最適とされるインダクタンス値と比較
すると、従来のチョークコイルでは定格においては最適
とされるインダクタンス値を満たすことができるが電流
値が小さくなるとインダクタンス値が不足している。こ
れに対して、本発明によるチョークコイルでは必要な電
流値の範囲内で、最適とされるインダクタンス値を満た
している。
来までの空隙幅が一定のチョークコイルのそれぞれのイ
ンダクタンス値の電流値変化を比較したものである。従
来のものは設定した定格電流（３Ａ）までインダクタン
ス値が一定であるのに対し、本発明によるチョークコイ
ルではインダクタンス値は、電流が小さいときには大き
なインダクタンス値を示し、電流が大きくなるにつれて
小さなインダクタンス値となっている。同図中に示した
各電流値に対する最適とされるインダクタンス値と比較
すると、従来のチョークコイルでは定格においては最適
とされるインダクタンス値を満たすことができるが電流
値が小さくなるとインダクタンス値が不足している。こ
れに対して、本発明によるチョークコイルでは必要な電
流値の範囲内で、最適とされるインダクタンス値を満た
している。
【００１８】図５は、チョークコイルを挿入しない場
合、従来の空隙構造のチョークコイル（２００Ｗ用）を
挿入した場合、及び本発明によるチョークコイルを挿入
した場合の３条件において、定格２００Ｗの電源に実装
したときの第３次高調波電流値をチョークコイル無しの
場合の電流値で規格化した値の比較である。２００Ｗで
は従来のチョークコイルでも高調波電流を十分に抑制し
ているが、負荷を変動させて１００Ｗまで低減すると高
調波抑制効果は大きく低下する。これに対して、本発明
によるチョークコイルでは２００Ｗ及び１００Ｗにおい
ても十分な高調波抑制効果を有している。
合、従来の空隙構造のチョークコイル（２００Ｗ用）を
挿入した場合、及び本発明によるチョークコイルを挿入
した場合の３条件において、定格２００Ｗの電源に実装
したときの第３次高調波電流値をチョークコイル無しの
場合の電流値で規格化した値の比較である。２００Ｗで
は従来のチョークコイルでも高調波電流を十分に抑制し
ているが、負荷を変動させて１００Ｗまで低減すると高
調波抑制効果は大きく低下する。これに対して、本発明
によるチョークコイルでは２００Ｗ及び１００Ｗにおい
ても十分な高調波抑制効果を有している。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、以下に
記載するような効果を奏する。
記載するような効果を奏する。
【００２０】高調波電流抑制用チョークコイルは、２つ
に分割された日の字型磁芯の外脚部に異なる空隙幅の複
数の空隙が設けられ、あるいは空隙幅の一部を零とした
構造の磁芯を用いることで、広い電力範囲と負荷変動に
対応できる高調波抑制用チョークコイルを実現できる。
に分割された日の字型磁芯の外脚部に異なる空隙幅の複
数の空隙が設けられ、あるいは空隙幅の一部を零とした
構造の磁芯を用いることで、広い電力範囲と負荷変動に
対応できる高調波抑制用チョークコイルを実現できる。
【図１】本発明のチョークコイルに用いる場所によって
空隙幅が異なる空隙部を有する磁芯の部分正面図。
空隙幅が異なる空隙部を有する磁芯の部分正面図。
【図２】本発明のチョークコイルに用いる空隙幅の一部
を零とした複数の空隙幅の空隙部を有する磁芯の部分正
面図。
を零とした複数の空隙幅の空隙部を有する磁芯の部分正
面図。
【図３】本発明に用いるコモンモード抑制機能を有する
ノーマルモードノイズ防止チョークコイルに用いた空隙
を有する磁芯を示す正面図。
ノーマルモードノイズ防止チョークコイルに用いた空隙
を有する磁芯を示す正面図。
【図４】従来のチョークコイルと本発明によるチョーク
コイルのインダクタンス値の電流依存性を示す図。
コイルのインダクタンス値の電流依存性を示す図。
【図５】従来のチョークコイルと本発明によるチョーク
コイルの第３次高調波電流の抑制効果を比較したもの
で、チョークコイル無しのときの第３次高調波電流値を
１としたときを示す図。
コイルの第３次高調波電流の抑制効果を比較したもの
で、チョークコイル無しのときの第３次高調波電流値を
１としたときを示す図。
１ 磁芯 ２ 空隙 ３ 外脚部 ４ 中脚部 ５ 巻線 Ａ 本発明によるチョークコイルのインダクタンス値 Ｂ 従来のチョークコイルのインダクタンス値 Ｃ 設計上最適とされるインダクタンス値 Ｄ 本発明によるチョークコイル使用時の第３次高調
波電流 Ｅ 従来のチョークコイル使用時の第３次高調波電流 Ｆ チョークコイル無しの時の第３次高調波電流 Ｇ，Ｈ コイルの入力端子 Ｈ，Ｉ コイルの出力端子 Ｌ1，Ｌ2 コイル ＩN ノーマルモードノイズ電流 ＩC コモンモードノイズ電流 φ1 ノーマルモードノイズ電流により発生する磁束 φ2 コモンモードノイズ電流により発生する磁束
波電流 Ｅ 従来のチョークコイル使用時の第３次高調波電流 Ｆ チョークコイル無しの時の第３次高調波電流 Ｇ，Ｈ コイルの入力端子 Ｈ，Ｉ コイルの出力端子 Ｌ1，Ｌ2 コイル ＩN ノーマルモードノイズ電流 ＩC コモンモードノイズ電流 φ1 ノーマルモードノイズ電流により発生する磁束 φ2 コモンモードノイズ電流により発生する磁束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｆ 27/24
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つに分割された日の字型磁芯に巻線し
てなる電子回路の電源回路部より発生する高調波電流を
抑制するチョークコイルにおいて、前記日の字型磁芯の
外脚部に異なる空隙幅の複数の空隙を設けて、該空隙を
設けた外脚部にそれぞれ入力端および出力端からみた巻
方向が互いに同じ方向であるように巻線し、コモンモー
ドチョークコイルとノーマルモードチョークコイルの機
能を有することを特徴とする高調波電流抑制用チョーク
コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33785494A JPH08181024A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 高調波電流抑制用チョークコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33785494A JPH08181024A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 高調波電流抑制用チョークコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181024A true JPH08181024A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18312611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33785494A Pending JPH08181024A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 高調波電流抑制用チョークコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08181024A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0821375A1 (de) * | 1996-07-26 | 1998-01-28 | SIEMENS MATSUSHITA COMPONENTS GmbH & CO. KG | Verwendung einer Entstördrossel in Schaltnetzteilen |
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| US8102161B2 (en) | 2007-09-25 | 2012-01-24 | Tdk Corporation | Stable output in a switching power supply by smoothing the output of the secondary coil |
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-
1994
- 1994-12-26 JP JP33785494A patent/JPH08181024A/ja active Pending
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