JPS6119098B2 - - Google Patents
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- JPS6119098B2 JPS6119098B2 JP56010837A JP1083781A JPS6119098B2 JP S6119098 B2 JPS6119098 B2 JP S6119098B2 JP 56010837 A JP56010837 A JP 56010837A JP 1083781 A JP1083781 A JP 1083781A JP S6119098 B2 JPS6119098 B2 JP S6119098B2
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- Japan
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- permanent magnet
- current
- inductance element
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、スイツチングレギユレータ等に使用
するのに適したインダクタンス素子に関する。
するのに適したインダクタンス素子に関する。
(発明の背景)
従来、チヨークコイル等のインダクタンス素子
において脈動電圧を平滑する場合、平滑電流の小
さい値から大きい値まで第1図の如くほぼ一定の
インダクタンスを有することが必要であると考
え、インダクタンスが大きくかつ磁心を軟磁性体
で構成して飽和電流を平滑電流最大値より大きく
なる如く設計したインダクタンス素子を用いてい
た。しかし、これでは、インダクタンス素子の寸
法がLI2(Lはインダクタンス、Iは飽和電流)
にほぼ比例することから大形となつてしまう欠点
がある。
において脈動電圧を平滑する場合、平滑電流の小
さい値から大きい値まで第1図の如くほぼ一定の
インダクタンスを有することが必要であると考
え、インダクタンスが大きくかつ磁心を軟磁性体
で構成して飽和電流を平滑電流最大値より大きく
なる如く設計したインダクタンス素子を用いてい
た。しかし、これでは、インダクタンス素子の寸
法がLI2(Lはインダクタンス、Iは飽和電流)
にほぼ比例することから大形となつてしまう欠点
がある。
(従来技術)
そのため、磁気回路をEI磁心で構成し、その
中央磁脚に空隙を設けて、ある程度以上電流が大
きい場合でも磁心が飽和しないようにして小形化
を図ることが提案されている。しかし、それでは
E型磁心として規格品を使用することができず加
工がめんどうであり、かつ所定の特性が得られよ
うに調整、設定することが困難である。さらに、
中央磁脚に空隙を設けることは磁気回路の磁気抵
抗が増加し、低電流領域でのインダクタンスが空
隙のない場合よりも低下してしまう欠点が生じ
る。
中央磁脚に空隙を設けて、ある程度以上電流が大
きい場合でも磁心が飽和しないようにして小形化
を図ることが提案されている。しかし、それでは
E型磁心として規格品を使用することができず加
工がめんどうであり、かつ所定の特性が得られよ
うに調整、設定することが困難である。さらに、
中央磁脚に空隙を設けることは磁気回路の磁気抵
抗が増加し、低電流領域でのインダクタンスが空
隙のない場合よりも低下してしまう欠点が生じ
る。
さらに、磁心の空隙に永久磁石を設けて磁気バ
イアスを与えるインダクタンス素子が特公昭54−
5501号、実公昭54−7319号、特公昭54−32696号
において提示されているが、これらはいずれも磁
気バイアス用の永久磁石の改良であり、磁心側の
構造の改良については何ら言及していない。
イアスを与えるインダクタンス素子が特公昭54−
5501号、実公昭54−7319号、特公昭54−32696号
において提示されているが、これらはいずれも磁
気バイアス用の永久磁石の改良であり、磁心側の
構造の改良については何ら言及していない。
(発明の目的)
本発明の目的は、上記従来の欠点をなくし、脈
動電圧の平滑等に適した小形のインダクタンス素
子を提供することにある。
動電圧の平滑等に適した小形のインダクタンス素
子を提供することにある。
(発明の構成の要点)
本発明の特徴は、中央磁脚及び側磁脚を有する
第1の磁心と、それらの磁脚に対接する第2の磁
心とを組合わせた磁心組立体において、前記第2
の磁心を前記第1の磁心に直接接する第1の磁性
体と、これに対向する第2の磁性体とに分割し、
それら第1及び第2の磁性体間に磁気バイアス用
永久磁石片を配設した点にある。
第1の磁心と、それらの磁脚に対接する第2の磁
心とを組合わせた磁心組立体において、前記第2
の磁心を前記第1の磁心に直接接する第1の磁性
体と、これに対向する第2の磁性体とに分割し、
それら第1及び第2の磁性体間に磁気バイアス用
永久磁石片を配設した点にある。
(発明の実施例)
以下、本発明に係るインダクタンス素子の実施
例を図面に従つて説明する。
例を図面に従つて説明する。
第2図は本発明の第1実施例を示す。この図に
おいて、インダクタンス素子は、E型軟磁性体1
と2つのI型軟磁性体2,3とでEI磁心を形成
し、I型軟磁性体2,3間の空隙に磁気バイアス
用永久磁石片4A,4B,4Cを配設するととも
に、E型軟磁性体の中央磁脚1aに巻線5を施し
たものである。ここで、I型軟磁性体2はE型軟
磁性体1の中央磁脚1a及び側磁脚1bに直接対
接し、好ましくは磁性体1,3より充分大きな透
磁率のものであり、I型軟磁性体3は永久磁石片
4A,4B,4Cを介してI型軟磁性体2に構造
的に一体化される。また、各永久磁石片4A,4
B,4Cの極性は、平滑電流の直流成分(直流重
畳電流)による磁束を打消す方向に各永久磁石片
による磁束が発生する如く定められる。
おいて、インダクタンス素子は、E型軟磁性体1
と2つのI型軟磁性体2,3とでEI磁心を形成
し、I型軟磁性体2,3間の空隙に磁気バイアス
用永久磁石片4A,4B,4Cを配設するととも
に、E型軟磁性体の中央磁脚1aに巻線5を施し
たものである。ここで、I型軟磁性体2はE型軟
磁性体1の中央磁脚1a及び側磁脚1bに直接対
接し、好ましくは磁性体1,3より充分大きな透
磁率のものであり、I型軟磁性体3は永久磁石片
4A,4B,4Cを介してI型軟磁性体2に構造
的に一体化される。また、各永久磁石片4A,4
B,4Cの極性は、平滑電流の直流成分(直流重
畳電流)による磁束を打消す方向に各永久磁石片
による磁束が発生する如く定められる。
次に上記第1実施例の動作を、第3図、第4図
の動作図及び第5図の特性図とともにに説明す
る。ただし、E型及びI型軟磁性体1,2,3は
同一特性のフエライト磁心とし、E型軟磁性体1
は東京電気化学工業株式会社製のEI−30型のE
型磁心の規格品、I型軟磁性体2,3は規格品の
I型磁心を1:4に厚み方向に分割したものであ
る。すなわち、磁性体2は厚さ1mm、磁性体3は
厚さ4mmである。また、前記永久磁石片4A,4
B,4Cは前記I型軟磁性体2と同じ厚みであ
り、永久磁石4AはE型軟磁性体1の中央磁脚1
aと同じ面積、永久磁石片4B,4CはE型軟磁
性体1の側磁脚1bと同じ面積であり、それぞれ
下記の表1の特性を有するフエライト磁石で構成
した。
の動作図及び第5図の特性図とともにに説明す
る。ただし、E型及びI型軟磁性体1,2,3は
同一特性のフエライト磁心とし、E型軟磁性体1
は東京電気化学工業株式会社製のEI−30型のE
型磁心の規格品、I型軟磁性体2,3は規格品の
I型磁心を1:4に厚み方向に分割したものであ
る。すなわち、磁性体2は厚さ1mm、磁性体3は
厚さ4mmである。また、前記永久磁石片4A,4
B,4Cは前記I型軟磁性体2と同じ厚みであ
り、永久磁石4AはE型軟磁性体1の中央磁脚1
aと同じ面積、永久磁石片4B,4CはE型軟磁
性体1の側磁脚1bと同じ面積であり、それぞれ
下記の表1の特性を有するフエライト磁石で構成
した。
表1
残留磁束密度 Br 4200G
保 磁 力 Hc 2900Oe
抵 抗 率 ρ> 106
最大エネルギー積 BH 4.2×106G・Oe
さて、動作は大別して平滑電流の小さい1A未
満の領域と、電流がそれより大きい領域とに分け
られる。まず、電流が小さい領域において、第3
図に示す如く永久磁石片4A,4B,4Cの起磁
力によつて生ずる磁束φmが点線のように磁心を
通り、巻線5による磁束φlは実線に示すごとく
磁心を通る。すなわち、巻線5の電流が小さく、
それによる磁束φlが小さい場合は、磁束φlは
2つのI型軟磁性体2,3のうち、磁性体2の方
を通ることになり、インダクタンスは空隙のない
EI磁心にもとづく大きな値(約500μH)とな
る。
満の領域と、電流がそれより大きい領域とに分け
られる。まず、電流が小さい領域において、第3
図に示す如く永久磁石片4A,4B,4Cの起磁
力によつて生ずる磁束φmが点線のように磁心を
通り、巻線5による磁束φlは実線に示すごとく
磁心を通る。すなわち、巻線5の電流が小さく、
それによる磁束φlが小さい場合は、磁束φlは
2つのI型軟磁性体2,3のうち、磁性体2の方
を通ることになり、インダクタンスは空隙のない
EI磁心にもとづく大きな値(約500μH)とな
る。
次に巻線5に流れる電流が大きく(1A以上)
になつた場合は、巻線5による磁束φlが多くな
り、I型軟磁性体2を通る磁束も多くなる。この
結果、I型軟磁性体2は薄い板状であるため、そ
の飽和磁束密度を超えることになり、I型軟磁性
体2の部分の磁気抵抗は磁性体が存在しない状態
と等価となる。従つて、動作的には第4図に示す
ように等価的空隙Gを有するEI磁心となり、イ
ンダクタンスは小さな値(約175μH)となる。
この動作状態は、巻線5による磁束φlが永久磁
石片4A,4B,4Cによる磁束φmを打ち消
し、第5図の電流が25A以上となつて厚い方のI
型軟磁性体3の飽和磁束密度に達するまで続くこ
とになる。
になつた場合は、巻線5による磁束φlが多くな
り、I型軟磁性体2を通る磁束も多くなる。この
結果、I型軟磁性体2は薄い板状であるため、そ
の飽和磁束密度を超えることになり、I型軟磁性
体2の部分の磁気抵抗は磁性体が存在しない状態
と等価となる。従つて、動作的には第4図に示す
ように等価的空隙Gを有するEI磁心となり、イ
ンダクタンスは小さな値(約175μH)となる。
この動作状態は、巻線5による磁束φlが永久磁
石片4A,4B,4Cによる磁束φmを打ち消
し、第5図の電流が25A以上となつて厚い方のI
型軟磁性体3の飽和磁束密度に達するまで続くこ
とになる。
以上説明したように、上記第1実施例によれ
ば、平滑電流の小さい領域では大きなインダクタ
ンス値を、平滑電流の大きな領域では小さなイン
ダクタンス値を得ることができ、さらに磁気バイ
アス用永久磁石片の逆バイアス作用によつて空隙
だけによる磁心の飽和磁束密度よりも大きな飽和
磁束密度が得られるから、直流重畳電流を大きく
でき、小形でスイツチングレギユレータ等に適し
たインダクタンス素子を実現できる。また、I型
軟磁性体2,3の厚みを変えることにより任意の
特性を得ることができる。さらに、スイツチング
レギユレータに用いるとき、負荷が軽負荷の場合
チヨークコイルに流れる電流が不連続となり、フ
イルタ効果を失う事になるが、その電流を臨界電
流ICLとして、 IUL≧Ein−Eout/2L・tON (ただし、Ein:入力直流電圧、Eout:出力直
流電圧、tON:トランジスタのオン時間、L:チ
ヨークコイルのインダクタンス) であることが必要である。従つて、スイツチング
レギユレータでは臨界電流IULを超えさせるた
め、通常ダミー抵抗を出力端に接続し、ダミー電
流を流している。しかし、本発明のインダクタン
ス素子は軽負荷でのインダクタンスが大きいので
臨界電流ICLは少なくてよいこととなる。この結
果、ダミーロードを減らして効率の改善を図るこ
とが可能である。
ば、平滑電流の小さい領域では大きなインダクタ
ンス値を、平滑電流の大きな領域では小さなイン
ダクタンス値を得ることができ、さらに磁気バイ
アス用永久磁石片の逆バイアス作用によつて空隙
だけによる磁心の飽和磁束密度よりも大きな飽和
磁束密度が得られるから、直流重畳電流を大きく
でき、小形でスイツチングレギユレータ等に適し
たインダクタンス素子を実現できる。また、I型
軟磁性体2,3の厚みを変えることにより任意の
特性を得ることができる。さらに、スイツチング
レギユレータに用いるとき、負荷が軽負荷の場合
チヨークコイルに流れる電流が不連続となり、フ
イルタ効果を失う事になるが、その電流を臨界電
流ICLとして、 IUL≧Ein−Eout/2L・tON (ただし、Ein:入力直流電圧、Eout:出力直
流電圧、tON:トランジスタのオン時間、L:チ
ヨークコイルのインダクタンス) であることが必要である。従つて、スイツチング
レギユレータでは臨界電流IULを超えさせるた
め、通常ダミー抵抗を出力端に接続し、ダミー電
流を流している。しかし、本発明のインダクタン
ス素子は軽負荷でのインダクタンスが大きいので
臨界電流ICLは少なくてよいこととなる。この結
果、ダミーロードを減らして効率の改善を図るこ
とが可能である。
第6図は本発明の第2実施例を示す。この図に
おいて、インダクタンス素子は、軟磁性体のポツ
ト型磁心10と円板状磁心を2分割した2つの円
板状軟磁性体11,12と、両磁性体11,12
間に配設される磁気バイアス用永久磁石片13
A,13Bとで磁気回路を構成し、前記ポツト型
磁心10の中央磁脚10aに巻線14を施したも
のである。ここで、円板状軟磁性体11はポツト
型磁心10の中央磁脚10a及び円筒状側磁脚1
0bに直接対接し、前記永久磁石片13Aは円板
状、永久磁石片13Bは円環状であり、前記円板
状軟磁性体12はそれらの永久磁石13A,13
Bを介して構造的に一体化される。
おいて、インダクタンス素子は、軟磁性体のポツ
ト型磁心10と円板状磁心を2分割した2つの円
板状軟磁性体11,12と、両磁性体11,12
間に配設される磁気バイアス用永久磁石片13
A,13Bとで磁気回路を構成し、前記ポツト型
磁心10の中央磁脚10aに巻線14を施したも
のである。ここで、円板状軟磁性体11はポツト
型磁心10の中央磁脚10a及び円筒状側磁脚1
0bに直接対接し、前記永久磁石片13Aは円板
状、永久磁石片13Bは円環状であり、前記円板
状軟磁性体12はそれらの永久磁石13A,13
Bを介して構造的に一体化される。
上記第2実施例においても、円板状軟磁性体1
1が飽和するまでは高インダクタンス値を、それ
以上の電流では小さなインダクタンス値を示すこ
とになり、さらに永久磁石片13A,13Bで直
流重畳電流による磁束を打消す方向に磁気バイア
スをかけているから、空隙だけによる磁心の飽和
磁束密度よりも大きな飽和磁束密度が得られる。
従つて、前述の第1実施例と同様の効果を上げる
ことができる。
1が飽和するまでは高インダクタンス値を、それ
以上の電流では小さなインダクタンス値を示すこ
とになり、さらに永久磁石片13A,13Bで直
流重畳電流による磁束を打消す方向に磁気バイア
スをかけているから、空隙だけによる磁心の飽和
磁束密度よりも大きな飽和磁束密度が得られる。
従つて、前述の第1実施例と同様の効果を上げる
ことができる。
なお、上記第1、第2実施例において、磁気バ
イアス用永久磁石片として小形で強力な希土類コ
バルト磁石を用い、かつ該永久磁石片をその着磁
方向と直角方向に複数個に分割して非磁性材料よ
りなる充填体にて一体成形した構造体を、I型軟
磁性体間又は円板状軟磁性体間に挿入するように
すれば、組立容易で特性の良好なものが得られ
る。第7図にそのように永久磁石片を複数個の希
土類コバルト磁石分割体15に分割し、非磁性材
料の充填体16にて一体に成形した場合の構造図
を示す。
イアス用永久磁石片として小形で強力な希土類コ
バルト磁石を用い、かつ該永久磁石片をその着磁
方向と直角方向に複数個に分割して非磁性材料よ
りなる充填体にて一体成形した構造体を、I型軟
磁性体間又は円板状軟磁性体間に挿入するように
すれば、組立容易で特性の良好なものが得られ
る。第7図にそのように永久磁石片を複数個の希
土類コバルト磁石分割体15に分割し、非磁性材
料の充填体16にて一体に成形した場合の構造図
を示す。
また、前記磁気バイアス用永久磁石片として、
希土類永久磁石粉と絶縁物とを混合し圧縮成形し
たものを用いてもよい。
希土類永久磁石粉と絶縁物とを混合し圧縮成形し
たものを用いてもよい。
(発明の効果)
叙上のように、本発明によれば、電流の小さい
領域では大きなインダクタンス値を、電流の大き
な領域では小さなインダクタンス値を得ることが
でき、小形でスイツチングレギユレータ等に適し
たインダクタンス素子を実現できる。
領域では大きなインダクタンス値を、電流の大き
な領域では小さなインダクタンス値を得ることが
でき、小形でスイツチングレギユレータ等に適し
たインダクタンス素子を実現できる。
第1図は従来のインダクタンス素子の電流とイ
ンダクタンスとの関係を示す特性図、第2図は本
発明に係るインダクタンス素子の第1実施例を示
す斜視図、第3図は電流が小さいときの動作図、
第4図は電流が大きいときの動作図、第5図は第
1実施例の場合の電流とインダクタンスとの関係
を示す特性図、第6図は本発明の第2実施例を示
す分解斜視図、第7図Aは希土類コバルト磁石分
割体を充填体を介して一体成形した場合の平面
図、第7図Bは同側断面図である。 1……E型軟磁性体、2,3……I型軟磁性
体、4A乃至4C,13A,13B……永久磁石
片、5,14……巻線、10……ポツト型磁心、
11,12……円板状軟磁性体、15……希土類
コバルト磁石分割体、16……充填体。
ンダクタンスとの関係を示す特性図、第2図は本
発明に係るインダクタンス素子の第1実施例を示
す斜視図、第3図は電流が小さいときの動作図、
第4図は電流が大きいときの動作図、第5図は第
1実施例の場合の電流とインダクタンスとの関係
を示す特性図、第6図は本発明の第2実施例を示
す分解斜視図、第7図Aは希土類コバルト磁石分
割体を充填体を介して一体成形した場合の平面
図、第7図Bは同側断面図である。 1……E型軟磁性体、2,3……I型軟磁性
体、4A乃至4C,13A,13B……永久磁石
片、5,14……巻線、10……ポツト型磁心、
11,12……円板状軟磁性体、15……希土類
コバルト磁石分割体、16……充填体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 中央磁脚及び側磁脚を有する第1の磁心と、
それらの磁脚に対接する第2の磁心とを組合わせ
て磁気回路を構成し、前記中央磁脚に巻線を施し
たインダクタンス素子において、前記第2の磁心
を前記第1の磁心の中央磁脚及び側磁脚に直接接
する第1の磁性体と、これに対向する第2の磁性
体とで構成するとともに、前記第1及び第2の磁
性体間に磁気バイアス用永久磁石片を配設したこ
とを特徴とするインダクタンス素子。 2 前記磁気バイアス用永久磁石片として希土類
コバルト磁石を用いるとともに、該永久磁石片を
その着磁方向と直角方向に複数個に分割しかつ非
磁性材料よりなる充填体を介して一体成形した特
許請求の範囲第1項記載のインダクタンス素子。 3 前記磁気バイアス用永久磁石片が、希土類永
久磁石粉と絶縁物とを混合し圧縮成形したもので
ある特許請求の範囲第1項記載のインダクタンス
素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1083781A JPS57126110A (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Inductance element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1083781A JPS57126110A (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Inductance element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57126110A JPS57126110A (en) | 1982-08-05 |
JPS6119098B2 true JPS6119098B2 (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=11761458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1083781A Granted JPS57126110A (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Inductance element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57126110A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6327597U (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0538829U (ja) * | 1991-10-26 | 1993-05-25 | ミツミ電機株式会社 | 固定コイル |
WO2000019458A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-06 | Modex-Lite Inc. | Permanent magnetic core device |
JP4828044B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2011-11-30 | Necトーキン株式会社 | 電源回路 |
JP2002222714A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Nec Tokin Corp | インダクタ |
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