JPH08316039A - 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

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JPH08316039A
JPH08316039A JP12227195A JP12227195A JPH08316039A JP H08316039 A JPH08316039 A JP H08316039A JP 12227195 A JP12227195 A JP 12227195A JP 12227195 A JP12227195 A JP 12227195A JP H08316039 A JPH08316039 A JP H08316039A
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JP
Japan
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choke coil
core
inductance
input current
power supply
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JP12227195A
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English (en)
Inventor
Kenji Kamoi
健司 鴨居
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TDK Lambda Corp
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TDK Lambda Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電流に関する規格を満足しつつ、部品
の小形化を図る 【構成】 高調波抑制用チョークコイル5において、主
脚17および側脚18の各上端に、側面からみて各々端面の
高さの異なる段部19を形成する。この段部19と上部磁性
部材13の下端部20との間に、空間幅が異なるギャップ21
を設ける。 【効果】 ギャップ21の空間幅が狭い程、入力電流の少
ない領域から飽和する。したがって、軽負荷ではインダ
クタンスが大きく、重負荷ではインダクタンスが小さく
変化し、規格に適合したインダクタンス特性となる。ま
た、入力電流の少ない領域から部分的にコアが飽和する
ため、その全体形状を小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源ラインに挿入接続
される高調波電流抑制用チョークコイルに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、コンデンサインプット型の整流
回路を備えた各種電子機器の場合、コンデンサの端子間
電圧よりも交流電源からの入力電圧が高い期間にのみ入
力電流が流れるため、入力電流はその尖頭値が入力電圧
の最大値付近で極めて大きくなって、規格を超える高調
波電流を含有することになる。こうした事態を避けるた
めの一手段として、整流回路の出力側に昇圧型コンバー
タを有するアクティブフィルタを電源装置に組み込み、
入力電流を入力電圧と略同じ正弦波波形に近付けるもの
が、特開平2−84069号公報などに開示されてい
る。しかし、このようなアクティブフィルタはスイッチ
ング素子などを有するため回路構成が複雑で、コスト高
を招くとともに、既存の装置にはそのまま組み込むこと
ができないという問題点もある。
【0003】これに対して、高調波電流を効果的に抑制
するいわゆる高調波電流抑制用チョークコイルを、交流
電源から電子機器に至る電源ラインに挿入接続する方法
がある。この方法は、回路構成が極めて簡単なうえに、
電子機器の前段にそのまま外付けできるという利点を有
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、各種電子機器から発生する高周波電流は、国際的な
規格に基づきその上限の規格値が各々クラス別に設定さ
れている。具体的には、スイッチング電源装置などのコ
ンデンサインプット型の電子機器は、IEC555−2
のDクラスの規格に適合したものでなければならない。
ところが、このDクラスの規格は、軽負荷の場合には高
調波電流の上限規格値が厳しいのに対して、重負荷の場
合には高周波電流の上限規格値が緩やかであり、入力電
力すなわち電源ラインを流れる入力電流に応じて高調波
電流の上限規格値が異なっている。したがって、電源装
置に上記高調波電流抑制用チョークコイルを組み込んだ
場合、入力電流が少ないほどインダクタンスが大きく、
入力電流が多いほどインダクタンスが小さくなるような
チョークコイルが望まれる。しかし、実際にはチョーク
コイルのインダクタンスは入力電流によってさほど変化
しないことから、ある程度の入力電流が流れても飽和し
ない大きな形状のチョークコイルが必要となり、チョー
クコイルを小形化できないという問題を引き起こしてい
た。
【0005】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、高周
波電流に関する規格を満足しつつ、既存のものよりも部
品の小形化を図ることが可能な高調波電流抑制用チョー
クコイルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の高調波
電流抑制用チョークコイルは、電源ラインに挿入接続さ
れる高調波電流抑制用チョークコイルにおいて、空間幅
が異なるギャップをコアの途中に設けたものである。
【0007】また、請求項2に記載の高調波電流抑制用
チョークコイルは、電源ラインに挿入接続される高調波
電流抑制用チョークコイルにおいて、各々異なる材質の
磁性部材を組み合わせてコアを構成したものである。
【0008】
【作用】上記請求項1の構成により、ギャップの空間幅
の狭い部分では、比較的入力電流の少ない領域からコア
の飽和が起き始めるが、ギャップの空間幅の広い部分で
は、入力電流がある程度多くなるまでコアの飽和が起き
ない。したがって、入力電流の少ない軽負荷の領域では
インダクタンスが大きく、入力電流の多い重負荷の領域
ではインダクタンスが小さく変化し、規格に適合した望
ましいインダクタンス特性となる。また、入力電流の少
ない領域から部分的にコアが飽和するため、従来のチョ
ークコイルに比べて、コアすなわちチョークコイルの全
体形状を小さくできる。
【0009】また、上記請求項2の構成により、最大磁
束密度の低い磁性部材は、比較的入力電流の少ない領域
からコアの飽和が起き始めるが、最大磁束密度の高い磁
性部材は、入力電流Iがある程度多くなるまでコアの飽
和が起きない。したがって、最大磁束密度が低いほど透
磁率の高い磁性部材を用いれば、入力電流の少ない軽負
荷の領域ではインダクタンスが大きく、入力電流の多い
重負荷の領域ではインダクタンスが小さく変化し、規格
に適合した望ましいインダクタンス特性となる。また、
入力電流の少ない領域から部分的にコアが飽和するた
め、従来のチョークコイルに比べて、コアすなわちチョ
ークコイルの全体形状を小さくできる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1乃至図4は、本発明の第1実施例を示
すものである。先ず、本実施例における全体の回路構成
を図1に基づき説明すると、1は商用の交流電源、2は
電源装置であり、交流電源1は電源装置2の入力端子
3,3Aに電源ライン4,4Aを介して接続されてい
る。また、電源装置2の前段には、電源ライン4に高調
波電流抑制用チョークコイル5を挿入接続した高調波電
流抑制フィルタ6が設けられる。さらに、図示していな
いが、電源装置2の内部には、入力側にダイオードブリ
ッジおよび平滑コンデンサからなる整流平滑回路を備え
ている。この図1の回路では、高調波電流抑制フィルタ
6のチョークコイル5により、交流電源1から電源装置
2に取り込まれる主として低周波領域における入力電流
の通過時間が長くなるため、入力電流の尖頭値は小さく
なってその高調波成分が抑制される。
【0011】次に、図2および図3に基づきチョークコ
イル5の構成を説明する。チョークコイル5のコア11
は、正面からみてE字状の下部磁性部材12と、I字状の
上部磁性部材13とにより構成される。これらの下部磁性
部材12および上部磁性部材13は、いずれも同一の材質か
らなり、磁気回路たる第1の閉磁気回路15と、第2の閉
磁気回路16とを形成している。下部磁性部材12は、コア
11の中央に位置する主脚17と、この主脚17の両側に設け
られる一対の側脚18とを備えている。主脚17および側脚
18の各上端には、側面からみてコア11の略中央を境とし
て各々端面の高さの異なる段部19が形成されており、こ
の段部19と上部磁性部材13の下端部20との間に、空間幅
が段階的に異なるギャップ21が設けられる。本実施例で
は、このギャップ21に、下部磁性部材12および上部磁性
部材13と材質の異なるギャップ材22を設けている。な
お、説明の都合上図示してはいないが、実際には主脚17
あるいは側脚18に巻線が巻装されている。
【0012】次に、上記構成のチョークコイル5につ
き、その作用を図4のグラフとともに説明する。交流電
源1から電源装置2に所定の電源電圧を供給すると、電
源ライン4を流れる入力電流Iに比例して、第1の閉磁
気回路15および第2の閉磁気回路16に各々磁束φが発生
する。ここで、特に図3に注目して説明すると、コア11
の左側に発生する磁束φ1は、インダクタンスの大きい
ギャップ材22の薄い部分、すなわちギャップ21の空間幅
の狭い部分を通過するのに対し、コア11の右側に発生す
る磁束φ2は、インダクタンスの小さいギャップ材22の
厚い部分すなわちギャップ21の空間幅の広い部分を通過
する。磁束φ1側の部分は、ギャップ21の空間幅が狭
く、比較的入力電流Iの少ない領域からコア11の飽和が
起き始めるが、磁束φ2側の部分は、ギャップ21の空間
幅が広いため、入力電流Iがある程度多くなるまでコア
11の飽和が起きない。したがって、図4のグラフの実線
に示すように、入力電流Iの少ない軽負荷の領域ではイ
ンダクタンスが大きく、入力電流Iの多い重負荷の領域
ではインダクタンスが小さく変化し、高周波電流に関す
る規格に適合した望ましいインダクタンス特性となる。
これは、入力電流Iが多くなってもインダクタンスが殆
ど変化しない従来の高調波電流抑制用チョークコイルの
インダクタンス特性(図4の破線参照)との対比からも
明らかである。しかも、本実施例のチョークコイル5
は、入力電流Iの少ない領域から部分的にコア11が飽和
するため、入力電流Iの多い領域までコア11全体を飽和
させない従来のチョークコイルに比べて、コア11すなわ
ちチョークコイル5の全体形状を小さくできる。
【0013】以上のように、本実施例では、空間幅が異
なるギャップ21をコア11の途中に設けているので、入力
電流Iに応じてチョークコイル5のインダクタンスを、
高周波電流に関する規格に適合した望ましい特性に変化
させることが可能となる。また、入力電流Iの少ない領
域から部分的にコア11を飽和させることから、従来のチ
ョークコイルに比べて、コア11すなわちチョークコイル
5の全体形状を小さくできる。
【0014】なお、本実施例では、ギャップ21にギャッ
プ材22を介在させたが、これは必ずしも必須のものでは
ない。但し、より望ましいインダクタンス特性を得るた
めに、ギャップ材22の材質を適宜選定することは有効で
ある。また、ギャップ21は少なくとも空間幅が一定でな
く変化していればよく、具体的には、段部19をテーパー
状に形成したり、あるいは山形に形成してもよい。勿
論、上部磁性部材13の下端部20を非平坦状に形成しても
構わない。また、ギャップ21は磁束φが通過するいかな
る箇所に設けてもよい。例えば、主脚17あるいは側脚18
の上端のみにギャップ21を設けてもよい。
【0015】次に、本発明の第2実施例を図5および図
6に基づき説明する。なお、上記第1実施例と同一部分
には同一符号を付し、その共通する部分の説明は重複す
るため省略する。
【0016】本実施例における高調波抑制用チョークコ
イル5も、図1と同様の回路構成に適用され、電源ライ
ン4にチョークコイル5が挿入接続される。チョークコ
イル5のコア11は、各々材質の異なる同一形状の磁性部
材31,32を重ね合わせて構成している。本実施例の場
合、一方の磁性部材31は、他方の磁性部材32に比べて、
最大磁束密度Bmaxが高く、透磁率μが低い材質を選
定している。また、これらの磁性部材31,32は、第1実
施例と同様に、E字状の下部磁性部材33A,33Bと、I
字状の上部磁性部材34A,34Bとから構成され、磁気回
路たる第1の閉磁気回路15と、第2の閉磁気回路16とを
形成している。下部磁性部材33A,33Bには主脚17およ
び側脚18が設けられ、この主脚17および側脚18の上端と
上部磁性部材34A,34Bの下端との間にギャップ材22を
介在したギャップ21が設けられる。但し、本実施例の場
合、ギャップ21の空間幅は一定である。なお、本実施例
も図示してはいないものの、実際には主脚17あるいは側
脚18に巻線が巻装されている。
【0017】上記構成では、図6に示すように、コア11
の左側に発生する磁束φ1は、最大磁束密度Bmaxが
高く、透磁率μが低い磁性部材31の内部を通過するのに
対し、コア11の右側に発生する磁束φ2は、最大磁束密
度Bmaxが低く、透磁率μが高い磁性部材31の内部を
通過する。このため、磁束φ2側の部分は、最大磁束密
度Bmaxが低いことから、比較的入力電流Iの少ない
領域からコア11の飽和が起き始めるが、磁束φ1側の部
分は、最大磁束密度Bmaxが高いことから、入力電流
Iがある程度多くなるまでコア11の飽和が起きない。し
たがって、この場合にも、入力電流Iの少ない軽負荷の
領域ではインダクタンスが大きく、入力電流Iの多い重
負荷の領域ではインダクタンスが小さく変化し、高周波
電流に関する規格に適合した望ましいインダクタンス特
性となる。また、本実施例のチョークコイル5は、入力
電流Iの少ない領域から部分的にコア11が飽和するた
め、コア11すなわちチョークコイル5の全体形状を小さ
くできる。
【0018】このように、各々異なる材質の磁性部材3
1,32を組み合わせてコア11を構成すれば、第1実施例
の場合と同様に、入力電流Iに応じてチョークコイル5
のインダクタンスを、高周波電流に関する規格に適合し
た望ましい特性に変化させることが可能となる。また、
入力電流Iの少ない領域から部分的にコア11を飽和させ
ることから、従来のチョークコイルに比べて、コア11す
なわちチョークコイル5の全体形状を小さくできる。
【0019】なお、上記実施例では、2種類の磁性部材
31,32により入力電流Iに応じてインダクタンスを変化
させたが、3種類以上の磁性部材を用いて、さらに好ま
しいインダクタンス特性を得ることも可能である。
【0020】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。例えば、コアの形状は上記各実施例のものに
限定されず、EE型コアなどにも適用できる。また、各
実施例では、電源ラインの一方にチョークコイルを挿入
接続していたが、電源ラインの双方にチョークコイルを
挿入接続する構成であっても構わない。
【0021】
【発明の効果】請求項1に記載された本発明の高調波電
流抑制用チョークコイルは、電源ラインに挿入接続され
る高調波電流抑制用チョークコイルにおいて、空間幅が
異なるギャップをコアの途中に設けたものであり、高周
波電流に関する規格を満足しつつ、既存のものよりも部
品の小形化を図ることができる。
【0022】また、請求項2に記載された本発明の高調
波電流抑制用チョークコイルは、電源ラインに挿入接続
される高調波電流抑制用チョークコイルにおいて、各々
異なる材質の磁性部材を組み合わせてコアを構成したも
のであり、高周波電流に関する規格を満足しつつ、既存
のものよりも部品の小形化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回路図である。
【図2】同上チョークコイルの正面図である。
【図3】同上チョークコイルの側面図である。
【図4】同上入力電流とインダクタンスとの関係を示す
グラフである。
【図5】本発明の第2実施例を示すチョークコイルの正
面図である。
【図6】同上チョークコイルの側面図である。
【符号の説明】
4,4A 電源ライン 5 高調波電流抑制用チョークコイル 11 コア 21 ギャップ 31,32 磁性部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源ラインに挿入接続される高調波電流
    抑制用チョークコイルにおいて、空間幅が異なるギャッ
    プをコアの途中に設けたことを特徴とする高調波電流抑
    制用チョークコイル
  2. 【請求項2】 電源ラインに挿入接続される高調波電流
    抑制用チョークコイルにおいて、各々異なる材質の磁性
    部材を組み合わせてコアを構成したことを特徴とする高
    調波電流抑制用チョークコイル。
JP12227195A 1995-05-22 1995-05-22 高調波電流抑制用チョークコイル Withdrawn JPH08316039A (ja)

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