JPS6388813A - インダクタンス素子 - Google Patents
インダクタンス素子Info
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- JPS6388813A JPS6388813A JP23417586A JP23417586A JPS6388813A JP S6388813 A JPS6388813 A JP S6388813A JP 23417586 A JP23417586 A JP 23417586A JP 23417586 A JP23417586 A JP 23417586A JP S6388813 A JPS6388813 A JP S6388813A
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- Japan
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- magnetic
- magnetic thin
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- thin film
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- Pending
Links
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Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチング電源
装置用の電カドランスやコイルとして好適なインダクタ
ンス素子に係り、特にその磁心の構成に関するものであ
る。
装置用の電カドランスやコイルとして好適なインダクタ
ンス素子に係り、特にその磁心の構成に関するものであ
る。
近年、スイッチング電源装置は各種の電気機器の電力供
給装置として広く使用されているが、電気機器の小型化
に伴って電源装置も一段と軽量で薄形のものが望まれて
いる。スイッチング電源装置を構成しているコンデンサ
やコイルはスイッチング周波数が高くなるほど小型のも
のを用いることができるので、このスイッチング周波数
は著しく高周波化される傾向にある。
給装置として広く使用されているが、電気機器の小型化
に伴って電源装置も一段と軽量で薄形のものが望まれて
いる。スイッチング電源装置を構成しているコンデンサ
やコイルはスイッチング周波数が高くなるほど小型のも
のを用いることができるので、このスイッチング周波数
は著しく高周波化される傾向にある。
コイルやトランスの高周波化を達成するためには、まず
磁心材料を高周波化に対応できるものにしなければなら
ない。従来のスイッチング電源装置のトランスやコイル
に用いられているフェライト等のバルク状の磁心は、ス
イッチング電流の駆動時に生ずる磁化状態の変化が磁壁
移動によって行われるため、スイッチジグ周波数が２０
０ｋＨｚくらいになると追随出来なくなり、それ以上高
速でスイッチングすると電力損失が大幅に増大して実用
にならないという問題があった。
磁心材料を高周波化に対応できるものにしなければなら
ない。従来のスイッチング電源装置のトランスやコイル
に用いられているフェライト等のバルク状の磁心は、ス
イッチング電流の駆動時に生ずる磁化状態の変化が磁壁
移動によって行われるため、スイッチジグ周波数が２０
０ｋＨｚくらいになると追随出来なくなり、それ以上高
速でスイッチングすると電力損失が大幅に増大して実用
にならないという問題があった。
そこで、銅箔等の薄板に被着した磁性薄膜を磁心として
用い、磁性薄膜の磁化応答速度が速いことを利用してイ
ンダクタンス素子の高周波特性を改善することが考えら
れている。
用い、磁性薄膜の磁化応答速度が速いことを利用してイ
ンダクタンス素子の高周波特性を改善することが考えら
れている。
しかしながら、パーマロイ等の導電性材料からなる磁性
薄膜を薄板に単に被着しただけの磁心では、高周波動作
時に磁性薄膜中に大きな渦電流を生じ、これが動作損失
となって効率の低下を招く欠点があった。
薄膜を薄板に単に被着しただけの磁心では、高周波動作
時に磁性薄膜中に大きな渦電流を生じ、これが動作損失
となって効率の低下を招く欠点があった。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、スイッチング電源装置等の電気機器の一層の高
周波化を進めて装置の小型化、軽量化を実現するために
、インダクタンス素子における磁心の高周波特性を改善
することを目的とするものである。
もので、スイッチング電源装置等の電気機器の一層の高
周波化を進めて装置の小型化、軽量化を実現するために
、インダクタンス素子における磁心の高周波特性を改善
することを目的とするものである。
本発明は、磁性薄膜を磁心として用いたインダクタンス
素子において、この磁性薄膜を抵抗率の比較的小さな抵
抗層によって複数の層に分離した構成を特徴とする。
素子において、この磁性薄膜を抵抗率の比較的小さな抵
抗層によって複数の層に分離した構成を特徴とする。
第１図は本発明のインダクタンス素子の磁心に用いる磁
性線１の構成例を示す横断面図である。
性線１の構成例を示す横断面図である。
磁性線１は、銅箔のような金属導体からなる長尺の薄板
２の全面に、パーマロイ等の高透磁率の磁性薄膜３から
なる層と抵抗率の小さな抵抗層４を交互に設け、さらに
その外側にエポキシ樹脂等の絶縁膜５を被せた構成とし
である。抵抗Ｎ４の上に磁性薄膜３を被着するにあたり
生産効率のよい電気メツキ法を使用できるように、抵抗
層４の抵抗率は１０２ｔｔΩ・ｃｍ乃至１０６μΩ・ｃ
ｒｒｉの範囲から選択するのが望ましい。抵抗層４の抵
抗率が１０２μΩ・ｃｍより小さいと各磁性薄膜３間の
電気的な分離が不充分となり、１０６μΩ・ｃｍより大
きいと磁性薄膜３を被着するのに電気メツキ法を使えな
くなる。
２の全面に、パーマロイ等の高透磁率の磁性薄膜３から
なる層と抵抗率の小さな抵抗層４を交互に設け、さらに
その外側にエポキシ樹脂等の絶縁膜５を被せた構成とし
である。抵抗Ｎ４の上に磁性薄膜３を被着するにあたり
生産効率のよい電気メツキ法を使用できるように、抵抗
層４の抵抗率は１０２ｔｔΩ・ｃｍ乃至１０６μΩ・ｃ
ｒｒｉの範囲から選択するのが望ましい。抵抗層４の抵
抗率が１０２μΩ・ｃｍより小さいと各磁性薄膜３間の
電気的な分離が不充分となり、１０６μΩ・ｃｍより大
きいと磁性薄膜３を被着するのに電気メツキ法を使えな
くなる。
また、抵抗層４としては鉄やニッケルの金属化合物等を
用いればよい。すなわち、磁性薄膜３としてパーマロイ
を用いた場合、その表面を加熱しながら酸化することで
抵抗層４を形成することができる。この熱酸化による方
法によると、薄い抵抗層４を簡単に形成できるばかりで
なく、その抵抗率の値を精度よく制御できる利点がある
。
用いればよい。すなわち、磁性薄膜３としてパーマロイ
を用いた場合、その表面を加熱しながら酸化することで
抵抗層４を形成することができる。この熱酸化による方
法によると、薄い抵抗層４を簡単に形成できるばかりで
なく、その抵抗率の値を精度よく制御できる利点がある
。
なお、図面では寸法を誇張しであるが、薄板２及び、磁
性簿膜３、抵抗層４の実際の厚さは、たとえばそれぞれ
２０μｍ、４０００人、２００人程入定なされる。
性簿膜３、抵抗層４の実際の厚さは、たとえばそれぞれ
２０μｍ、４０００人、２００人程入定なされる。
磁性薄膜における磁化の動作は磁気スピンの一斉回転に
より行われるため、この応答速度がフェライトなどのバ
ルク材の磁壁移動に比べてはるかに高速であることはよ
く知られている。
より行われるため、この応答速度がフェライトなどのバ
ルク材の磁壁移動に比べてはるかに高速であることはよ
く知られている。
第２図は本発明によるインダクタンス素子の一実施例を
示すものである。第１図に示したような磁性線１を長さ
方向に渦巻状に巻いて環状の磁心を形成し、この磁心に
導線６を巻回してコイルを構成している。なお、２本以
上の導線を同様に巻回してトランスを構成してもよいこ
とは言うまでもない。
示すものである。第１図に示したような磁性線１を長さ
方向に渦巻状に巻いて環状の磁心を形成し、この磁心に
導線６を巻回してコイルを構成している。なお、２本以
上の導線を同様に巻回してトランスを構成してもよいこ
とは言うまでもない。
第３図は本発明によるインダクタンス素子の動作を説明
するための図である。この図は抵抗層４で分離された多
層の磁性薄膜３の一部のみを部分的に取り出して磁心と
し、これに導線６を巻回したモデルを示している。コイ
ルを形成する導線６に高周波電流１ｃが流れると、磁心
の巻線軸方向には高周波磁界Ｈｃが生じ、磁性簿膜３の
中にはこの高周波磁界Ｈｃを阻止する方向に渦電流Ｉｅ
が流れる。
するための図である。この図は抵抗層４で分離された多
層の磁性薄膜３の一部のみを部分的に取り出して磁心と
し、これに導線６を巻回したモデルを示している。コイ
ルを形成する導線６に高周波電流１ｃが流れると、磁心
の巻線軸方向には高周波磁界Ｈｃが生じ、磁性簿膜３の
中にはこの高周波磁界Ｈｃを阻止する方向に渦電流Ｉｅ
が流れる。
今、抵抗層４で区切られた単位磁性薄膜３の厚さをＴ、
磁性薄膜３の抵抗率をρ、周波数をｆとすると、この時
の渦電流Ｔｅの大きさはＨｃ−ｆ−Ｔ” ｒｅ 父 □ ρ の関係にある。また、この渦電流Ｉｅによる単位体積当
たりの消費電力Ｐｅは ρ の関係にあり、渦電流ｒｅ及びその消費電力Ｐｅは、共
に磁性薄膜３の厚みＴに大きく依存していることか分か
る。すなわち、コイルの高周波特性を改善するためには
渦電流１ｅとそれによる消費電力Ｐｅを低減することが
必要であるが、そのためには抵抗層４で分離された磁性
薄膜３の厚さＴを薄＜シなければならないことになる。
磁性薄膜３の抵抗率をρ、周波数をｆとすると、この時
の渦電流Ｔｅの大きさはＨｃ−ｆ−Ｔ” ｒｅ 父 □ ρ の関係にある。また、この渦電流Ｉｅによる単位体積当
たりの消費電力Ｐｅは ρ の関係にあり、渦電流ｒｅ及びその消費電力Ｐｅは、共
に磁性薄膜３の厚みＴに大きく依存していることか分か
る。すなわち、コイルの高周波特性を改善するためには
渦電流１ｅとそれによる消費電力Ｐｅを低減することが
必要であるが、そのためには抵抗層４で分離された磁性
薄膜３の厚さＴを薄＜シなければならないことになる。
第４図は第２図のように構成したコイルのインダクタン
スの周波数特性図である。図中、実線は磁性薄膜を抵抗
層で７層に分離して設けた場合の特性であり、破線は抵
抗層を設けない単層の磁性薄膜の場合の特性を示してい
る。単層の磁性薄膜のインダクタンスは、ｌＫ１１ｚか
ら急速に低下し、すでに４０ＫＨｚ位でｌＫ＋ｌｚのと
きの２０％以下に減少している。これに対し、抵抗層を
設けた本発明の構成においては２ＭＨｚでも１ＫＨｚの
ときの約７０％程度にしか減少しておらず、特に高周波
領域でのインダクタンスの低下がきわめて少ないことが
分かる。
スの周波数特性図である。図中、実線は磁性薄膜を抵抗
層で７層に分離して設けた場合の特性であり、破線は抵
抗層を設けない単層の磁性薄膜の場合の特性を示してい
る。単層の磁性薄膜のインダクタンスは、ｌＫ１１ｚか
ら急速に低下し、すでに４０ＫＨｚ位でｌＫ＋ｌｚのと
きの２０％以下に減少している。これに対し、抵抗層を
設けた本発明の構成においては２ＭＨｚでも１ＫＨｚの
ときの約７０％程度にしか減少しておらず、特に高周波
領域でのインダクタンスの低下がきわめて少ないことが
分かる。
本発明によれば、磁性薄膜を多層に薄く形成できるうえ
各層が抵抗層によって電気的にも分離されるので、渦電
流による損失を大幅に低減でき、高周波特性にすぐれた
小型のインダクタンス素子が得られる。
各層が抵抗層によって電気的にも分離されるので、渦電
流による損失を大幅に低減でき、高周波特性にすぐれた
小型のインダクタンス素子が得られる。
また、小さいながらも導電性のある抵抗層で磁性薄膜を
分離するものであるため、導電性薄板や抵抗層の上に磁
性薄膜を被着する手段として電気メツキ法を用いること
ができ、一方、磁性薄膜上の抵抗層は、磁性薄膜の表面
を加熱しながら酸化することで簡単に形成することがで
きる。したがって、多層の磁性薄膜を被着した磁性線で
あっても、連続的なメッキ処理工程によって高速で効率
よく生産できる特長がある。
分離するものであるため、導電性薄板や抵抗層の上に磁
性薄膜を被着する手段として電気メツキ法を用いること
ができ、一方、磁性薄膜上の抵抗層は、磁性薄膜の表面
を加熱しながら酸化することで簡単に形成することがで
きる。したがって、多層の磁性薄膜を被着した磁性線で
あっても、連続的なメッキ処理工程によって高速で効率
よく生産できる特長がある。
第１図は本発明における磁性線の一実施例を示す拡大断
面図、第２図はこの磁性線を磁心に用いて構成したコイ
ルの一例を示す斜視図、第３図は本発明によるコイルの
動作説明図、第４図はコイルのインダクタンスの周波数
特性図である。 ■ −〜−−−−磁性線 ２ ・−−−−−ｍ
−導電性薄板３−−−−−−磁性薄膜 ４−・−
−−−一抵抗層６ −−−−−一導線
面図、第２図はこの磁性線を磁心に用いて構成したコイ
ルの一例を示す斜視図、第３図は本発明によるコイルの
動作説明図、第４図はコイルのインダクタンスの周波数
特性図である。 ■ −〜−−−−磁性線 ２ ・−−−−−ｍ
−導電性薄板３−−−−−−磁性薄膜 ４−・−
−−−一抵抗層６ −−−−−一導線
Claims (1)
- 導電性の薄板の表面に磁性薄膜を被着して磁性線を形
成し、該磁性線で構成した磁心に導線を巻回してなるイ
ンダクタンス素子において、抵抗率が１０＾２μΩ・ｃ
ｍから１０＾６μΩ・ｃｍの範囲の抵抗層によって、該
磁性薄膜を複数の層に厚み方向に分離したことを特徴と
するインダクタンス素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23417586A JPS6388813A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | インダクタンス素子 |
| US07/077,298 US4845454A (en) | 1986-07-29 | 1987-07-24 | Inductance element with core of magnetic thin films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23417586A JPS6388813A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | インダクタンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6388813A true JPS6388813A (ja) | 1988-04-19 |
Family
ID=16966842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23417586A Pending JPS6388813A (ja) | 1986-07-29 | 1986-10-01 | インダクタンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6388813A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106910602A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-30 | 华为机器有限公司 | 一种薄膜电感和电源转换电路 |
| CN113253167A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 北京航空航天大学 | 一种针对软磁薄膜的低频复数磁导率测试装置及方法 |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP23417586A patent/JPS6388813A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106910602A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-30 | 华为机器有限公司 | 一种薄膜电感和电源转换电路 |
| CN113253167A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 北京航空航天大学 | 一种针对软磁薄膜的低频复数磁导率测试装置及方法 |
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