特開 2024-89647 コモンモードとディファレンシャルモードで動作する電磁フィルター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024089647

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】コモンモードとディファレンシャルモードで動作する電磁フィルター

(51)【国際特許分類】

   H01F 37/00 20060101AFI20240626BHJP

   H01F 27/00 20060101ALI20240626BHJP

   H01F 17/06 20060101ALI20240626BHJP

   H01F 27/08 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

H01F37/00 N

H01F37/00 A

H01F37/00 C

H01F37/00 K

H01F37/00 S

H01F27/00 S

H01F17/06 F

H01F27/08 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023212609

(22)【出願日】2023-12-18

(31)【優先権主張番号】22383252.8

(32)【優先日】2022-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】520161894

【氏名又は名称】プレモ，エスアー．

(74)【代理人】

【識別番号】100081053

【弁理士】

【氏名又は名称】三俣 弘文

(72)【発明者】

【氏名】クエスタ カノ，フアン ミゲル

(72)【発明者】

【氏名】ペレス カメロ，パウラ

(72)【発明者】

【氏名】ロハス クエバス，アントニオ

(72)【発明者】

【氏名】カネテ カベツァ，クラウディオ

(72)【発明者】

【氏名】ナバッロ ペレス，フランシスコ エツェクイエル

【テーマコード（参考）】

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E070AA05

5E070BA14

5E070DA18

5E070DB08

(57)【要約】

【課題】コモンモードＣＭとディファレンシャルモードＤＭで動作する電磁フィルターＦを提供する。
【解決手段】本発明のフィルターは、内側空洞を有する磁気コア１０と、コア１０の周りで反対位置に配置される２つのコイル２１と２２と、コア１０、コイル２１，２２の周囲に巻回されコア１０の内側空洞と同軸に配置される第３コイル２３と、キャパシタ１５と、キャパシタ１５の両側に配置される２枚のシート１８と、コア１０，コイル２１，２２，２３、キャパシタ１５，シート１８を覆う層１２とを有する。コイル２１、２２とコア１０はＣＭＦを、コイル２３はＤＭＦを構成する。シート１８は、キャパシタ１５をコイル２１、２２からの断熱し、キャパシタ１５とシート１８は、コア１０の空洞内に配置され、リーク・インダクタンスを増加させ、コイル２３により生成される磁界を閉じ込め、良好な熱伝導路を形成する。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コモンモードとディファレンシャルモードで動作する電磁フィルターにおいて、
＊内側に空洞を有するドーナッツ形状の磁気コア（１０）と、
＊前記磁気コア（１０）の周囲に巻回される第１コイル（２１）と第２コイル（２２）と、
前記第１コイル（２１）と第２コイル（２２）は、前記磁気コア（１０）の２つの主部（１０Ａ，１０Ｂ）の周りに互いに反対位置に配置され、前記第１コイル（２１）と第２コイル（２２）と磁気コア（１０）は、コモンモード・フィルターを構成し、
＊第３コイル（２３）と、
前記第３コイル（２３）は、前記磁気コア（１０）、第１コイル（２１），第２コイル（２２）の周囲に巻回され、前記磁気コア（１０）の空洞と同軸となるＺ軸の周囲に配置され、前記第３コイル（２３）は、ディファレンシャルモード・フィルターを構成し、
＊キャパシタ（１５）と、
＊２枚のシート（１８）と、
前記シート（１８）は、前記キャパシタ（１５）の両外側に配置され、前記キャパシタ（１５）を、前記第１コイル（２１）と第２コイル（２２）からの断熱し、
前記キャパシタ（１５）と２枚のシート（１８）は、前記磁気コア（１０）の空洞内に配置され、
＊伝熱性磁気化合物製の層（１２）と
を有し、
前記伝熱性磁気化合物製の層（１２）は、前記磁気コア（１０），第１コイル（２１），第２コイル（２２），第３コイル（２３）、キャパシタ（１５），シート（１８）を覆い、その結果、リーク・インダクタンスは増加し、前記第３コイル（２３）により生成される磁界が閉じ込められ、冷却板への良好な熱伝導路が形成される
ことを特徴とする電磁気フィルター。

【請求項2】

前記磁気コア（１０）は、長円形である
ことを特徴とする請求項１記載の電磁気フィルター。

【請求項3】

前記磁気コア（１０）は、楕円形である
ことを特徴とする請求項１記載の電磁気フィルター。

【請求項4】

前記第３コイル（２３）は、前記第１コイル（２１）と第２コイル（２２）に直交して配置される
ことを特徴とする請求項１－３のいずれかに記載の電磁気フィルター。

【請求項5】

前記第３コイル（２３）は、前記第１コイル（２１）と第２コイル（２２）から切り離されている
ことを特徴とする請求項１－３のいずれかに記載の電磁気フィルター。

【請求項6】

前記シート（１８）は、ポリスチレン製である
ことを特徴とする請求項１－３のいずれかに記載の電磁気フィルター。

【請求項7】

前記磁気コア（１０）は、微細結晶コアである
ことを特徴とする請求項１－３のいずれかに記載の電磁気フィルター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁干渉（ElectroMagnetic Interference）即ちＥＭＩ／ＲＦＩを低減するノイズの影響を受けやすい電磁フィルター即ちＥＭＣフィルターに関し、特に、コモンモードとディファレンシャルモードの両方で動作する小型の特殊構造の電磁フィルターに関する。

【背景技術】

【0002】

ＥＭＣフィルターは、特許文献１で公知である。特許文献１は、二重の磁気コアでコモンモードとディファレンシャルモードで動作する集積化されたＥＭＣフィルターを開示する。ＥＭＣフィルターは、２つの同一の磁気コアと４本のコイルを有する。この磁気コアは、閉鎖された磁気コアである。空気ギャップがこの２つの磁気コアの間に設けられている。２つのコモンモードのインダクタンス・コイルが、２つの磁気コアに共有モードで巻回されている。２つのディファレンシャルモードのインダクタンス・コイルが、２つの磁気コア上にそれぞれ巻回されている。第１のディファレンシャルモードのインダクタンス・コイルの調和端は、第１のコモンモードのインダクタンス・コイルの調和端に接続されている。 第２のディファレンシャルモードのインダクタンス・コイルの調和端は、第２のコモンモードのインダクタンス・コイルの調和端に接続されている。

【0003】

別の実施例である特許文献２は、環状の磁気パワー・ユニットを開示する。
この環状の磁気パワー・ユニットは、
向かい合って重ね合わされた第１の部分磁気コアと第２の部分磁気コア（この第１の部分磁気コアは、第１の環状溝を有し、この第１の環状溝は、この第１の部分磁気コアの表面を介してアクセス可能である）と、
この第１の環状溝内に収納される導電性内側コイルと、
この環状磁気コアの周りに巻回される導電性外側コイルとを有する。
この導電性外側コイルは、２つの独立した導電性外側コイル（左側導電性外側コイル、右側導電性外側コイルと命名されている）で形成されている。第１の部分磁気コアは、２つの並行な空気ギャップで、３つの独立した部分に分離される。
この３つの独立した部分は、２つの並行な空気ギャップの間に挟まれた第１の中央磁気コア部分と、この第１の中央磁気コア部分の両側にある左側と右側の中央磁気コア部分に対応する。第２の部分磁気コアも、２つの並行な空気ギャップで、３つの独立した部分に分離される。この３つの独立した部分は、２つの並行な空気ギャップの間に挟まれた第２の中央磁気コア部分に対応する。

【0004】

【特許文献1】ＣＮ１０３５４５０８５Ａ

【特許文献2】ＥＰ３４９３２２８Ｂ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、コモンモードとディファレンシャルモードの両方で動作する電磁フィルターを提供することである。本発明の電磁フィルターは、漏れインダクタンス（leakage inductance）を増やし、冷却板への熱伝導路を改善する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この為、本発明の電磁フィルターは、内側に空洞を有するドーナッツ形状（toroidal-like）の磁気コアと、前記磁気コアの周囲に巻回される別個の第１コイルと第２コイルとを有する。前記第１コイルと第２コイルと磁気コアは、コモンモード・フィルターを構成する。

【0007】

本発明によれば、前記第１コイルと第２コイルは、前記磁気コアの２つの主部の周りに互いに反対位置に配置される。

【0008】

本発明の電磁フィルターは、第３コイルを含む。この第３コイルは、前記磁気コア、第１コイル，第２コイルの周囲に巻回され、前記磁気コアの内側空洞と同軸となるＺ軸の周囲に配置される。前記第３コイルは、ディファレンシャルモード・フィルターを構成する。更に、本発明の電磁フィルターは、キャパシタと、前記キャパシタの両側に配置される２枚のシートとを有する。前記シートは、前記キャパシタを、前記第１コイルと第２コイルから断熱する。前記キャパシタと２枚のシートは、前記磁気コアの空洞内に配置される。本発明の電磁フィルターは、伝熱性磁気化合物の層を更に有する。この伝熱性磁気化合物の層は、前記磁気コア，第１コイル，第２コイル，第３コイル、キャパシタ，シートを覆う。その結果、リーク・インダクタンスは増加し、前記第３コイルにより生成される磁界が閉じ込められ、冷却板への良好な熱伝導路が形成される。

【0009】

本発明によれば、前記磁気コアは、長円形又は楕円形である。

【0010】

一実施例によれば、前記シートは、ポリスチレン（polystyrene）製である。

【0011】

一実施例によれば、前記磁気コアは、微細結晶構造（nanocrystalline structure）コアである。

【0012】

本発明の電磁フィルターは、ディファレンシャルモード減衰を改善する。一実施例によれば、従来の解決法に比較して、この減衰量は、２０ｄＢ＠１００ｋ－１ＭＨｚ以上である。本発明の電磁フィルターは、良好な機械的インターフェースと、冷却システムへの良好な熱的結合路を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1A】本発明の一実施例によるコモンモードとディファレンシャルモードで動作する電磁フィルターの斜視図。

【図1B】本発明の一実施例による電磁フィルターの部品展開図。

【図1C】本発明の一実施例による電磁フィルターのキャパシタとコイルの配置図。

【図2】２Ａは、本発明の一実施例による電磁フィルターの部品が組み立てられた状態を第１の方向から見た斜視図。２Ｂは、同状態を第２の方向から見た斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１Ａ，１Ｂ，図２は、本発明の電磁フィルターの一実施例を示す。同図に示すように、本発明の電磁フィルターは、微細結晶構造のドーナッツ形状の磁気コア１０，第１コイル２１，第２コイル２２，第３コイル２３、キャパシタ１５、２枚のシート１８を有する。シート１８は、ポリスチレン（polystyrene）製である。

【0015】

図１Ａに示すように、本発明の電磁フィルターの構成要素は、組み立てられると、伝熱性磁気化合物製の層１８で覆われる即ちカプセル化される。このカプセル化により、リーク・インダクタンス（leakage inductance）は、大きくなり、第３コイル２３により生成された磁界が閉じ込められる。同時に冷却板への良好な熱伝導路を提供する。

【0016】

特に、第１コイル２１、第２コイル２２，磁気コア１０は、コモンモード・フィルターとして動作する。第３コイル２３とキャパシタ１５は、ディファレンシャルモード・フィルターとして機能する。それ故に、本発明の電磁フィルターは、コモンモードとディファレンシャルモードの両方で（デュアルモード）で動作する。

【0017】

第１コイル２１と第２コイル２２は分離している即ち別個のコイルであり、互いに反対（対向）位置に配置される。同様に、第１コイル２１と第２コイル２２は、組み立てられる（図２に示すように）と、磁気コア１０の２つの主部１０Ａ，１０Ｂの周りに配置される。

【0018】

第３コイル２３は、磁気コア１０、第１コイル２１，第２コイル２２の周囲に巻回され、前記磁気コア１０の内側空洞と同軸であるＺ軸の周囲に配置される。

【0019】

キャパシタ１５は、組み立てられると、２枚のシート１８で挟まれる。キャパシタ１５と２枚のシート１８は、前記磁気コア１０の内側空洞内に配置される。２枚のシート１８は、キャパシタ１５を、コイル２１、２２から断熱する。

【0020】

第１コイル２１，第２コイル２２，第３コイル２３は、それらとキャパシタ１５の間は熱的かつ電気的に絶縁されている。これにより安全運転ができる。

【0021】

他の実施例では、本発明の電磁フィルターは、複数のキャパシタ１５を有することもある。

【0022】

以下表１は、本発明の電磁フィルターの特性の一部を示す。この実施例では、電磁フィルターは、ＡＥＣ－Ｑ２００標準に従って動作するよう設計されている。ＡＥＣ－Ｑ２００標準の一部は以下の表１に示す。
表１
定格電流：１６Ａｒｍｓ
定格電圧：６３０Ｖｄｃ
最大寸法：５４ｘ４５ｘ３５ｍｍ
ＣＭＣインダクタンス：２１ｍＨ＠１０ｋＨｚ
ＣＭＣインダクタンス：５１ｍＨ＠１００ｋＨｚ
ＣＭＣ Ｌｌｋｇ：＞３０μＨ＠１００ｋＨｚ
ＣＭＣ ＤＣＲ：＜１０ｍΩ
ＤＭインダクタンス：３０μＨ＠１０ｋＨｚ
Ｃｘキャパシター：１．０μＦ
耐電圧：２０００Ｖａｃ５０Ｈｚ６０ｓ
動作可能周囲温度：－４０℃～＋１０５℃

【0023】

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない（特許法施行規則２４条の４及び様式２９の２の「備考」１４のロ）。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。「少なくとも１つ或いは複数」、「と／又は」は、それらの内の１つに限定されない。例えば「Ａ，Ｂ，Ｃの内の少なくとも１つ」は「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」単独のみならず「Ａ，Ｂ或いはＢ，Ｃ更には又Ａ，Ｂ，Ｃ」のように複数のものを含んでもよい。「Ａ，Ｂ，Ｃの内の少なくとも１つ」は、Ａ，Ｂ，Ｃ単独のみならずＡ，Ｂの組合せＡ，Ｂ，Ｃの組合せでもよい。「Ａ，Ｂと／又はＣ」は、Ａ，Ｂ，Ｃ単独のみならず、Ａ，Ｂの２つ、或いはＡ，Ｂ，Ｃの全部を含んでもよい。本明細書において「Ａを含む」「Ａを有する」は、Ａ以外のものを含んでもよい。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。

【符号の説明】

【0024】

１０：磁気コア
１０Ａ：第１主部
１０Ｂ：第２主部
１０Ａ，１０Ｂ：２つの主部
１２：伝熱性磁気化合物製の層
１５：キャパシタ
１８：シート
２１：第１コイル
２２：第２コイル
２３：第３コイル

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】