JP2012195332A - Common mode noise filter - Google Patents

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吉晴 大森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove the common mode noise in a wide frequency band.SOLUTION: The common mode noise filter constitutes a first filter part 15 in which a first coil conductor 11 and a third coil conductor 13 adjacent to each other in the lamination direction are magnetically coupled to each other, and also constitutes a second filter part 16 in which a second coil conductor 12 and a fourth coil conductor 14 adjacent to each other in the lamination direction are magnetically coupled to each other. Furthermore, the frequency characteristic of the first filter part 15 and the frequency characteristic of the second filter part 16 are made different from each other, and the coupling coefficient of the first filter part 15 and the second filter part 16 is -0.5 to +0.5.

Description

本発明は、デジタル機器やAV機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタに関するものである。   The present invention relates to a common mode noise filter used in various electronic devices such as digital devices, AV devices, and information communication terminals.

従来のこの種のコモンモードノイズフィルタは、図12に示すように、非磁性体層1a〜1cと、この非磁性体層1a〜1cの上下に形成された複数の磁性体層2と、非磁性体層1a〜1c、磁性体層2を積層して形成された積層体3と、前記非磁性体層1a〜1cに形成されたスパイラル状の第1のコイル4、第2のコイル5とを備え、第1のコイル4の巻き方向と第2のコイル5の巻き方向が上面視にて互いに同一とした構成となっていた。   As shown in FIG. 12, this type of conventional common mode noise filter includes nonmagnetic layers 1a to 1c and a plurality of magnetic layers 2 formed above and below the nonmagnetic layers 1a to 1c. A laminated body 3 formed by laminating magnetic layers 1a to 1c and a magnetic layer 2, and spiral first coils 4 and second coils 5 formed on the nonmagnetic layers 1a to 1c; The winding direction of the first coil 4 and the winding direction of the second coil 5 are the same as each other when viewed from above.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。   As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開2001−60514号公報JP 2001-60514 A

近年、携帯電話などへのUSBなどの様々なデジタルインターフェイスが搭載され、そのノイズ対策が望まれている。そして、例えば、携帯電話では800MHz帯〜2GHz帯近傍、USB2.0では480MHz帯と960MHz帯のそれぞれ広い周波数帯域に対してコモンモードノイズ低減が望まれている。   In recent years, various digital interfaces such as a USB to a mobile phone are mounted, and noise countermeasures are desired. For example, reduction of common mode noise is desired for a wide frequency band of 800 MHz band to 2 GHz band in a mobile phone and a wide range of 480 MHz band and 960 MHz band in USB 2.0.

しかしながら、上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、その構成素子であるインダクタの浮遊容量による自己共振により高周波領域においてコモンモードインピーダンスが低下し、広い周波数帯域でのコモンモード減衰量の確保ができないという課題を有していた。   However, in the above-described conventional common mode noise filter, the common mode impedance is reduced in the high frequency region due to the self-resonance due to the stray capacitance of the inductor that is the constituent element, and the common mode attenuation cannot be secured in a wide frequency band. Had problems.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、広い周波数帯域のコモンモードノイズの除去が可能なコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a common mode noise filter capable of removing common mode noise in a wide frequency band.

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。   In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

本発明の請求項1に記載の発明は、積層体と、この積層体の内部に形成された第1〜第4のコイル導体とを備え、前記第1のコイル導体の一端部と前記第2のコイル導体の一端部とを接続し、かつ前記第3のコイル導体の一端部と前記第4のコイル導体の一端部とを接続するとともに、積層方向に隣り合う前記第1のコイル導体と前記第3のコイル導体とで磁気結合する第1のフィルタ部を構成し、かつ積層方向に隣り合う前記第2のコイル導体と前記第4のコイル導体とで磁気結合する第2のフィルタ部を構成するようにし、さらに、前記第1のフィルタ部の周波数特性と前記第2のフィルタ部の周波数特性を異なるようにし、前記第1のフィルタ部と第2のフィルタ部の結合係数を−0.5〜+0.5としたもので、この構成によれば、第1、第2のフィルタ部間の磁気結合が弱い状態で直列接続されているため、コモンモード減衰特性において異なる2つの周波数帯で減衰極を作ることができ、これにより、広い周波数帯域でのコモンモードノイズの除去ができるという作用効果を有するものである。   Invention of Claim 1 of this invention is equipped with the laminated body and the 1st-4th coil conductor formed in the inside of this laminated body, The one end part of said 1st coil conductor, and said 2nd And connecting one end of the third coil conductor and one end of the fourth coil conductor together with the first coil conductor adjacent to the stacking direction and the first coil conductor A first filter unit magnetically coupled with the third coil conductor is configured, and a second filter unit magnetically coupled with the second coil conductor and the fourth coil conductor adjacent in the stacking direction is configured. Further, the frequency characteristics of the first filter section and the frequency characteristics of the second filter section are made different from each other, and the coupling coefficient between the first filter section and the second filter section is −0.5. ~ + 0.5, and according to this configuration, Since the magnetic coupling between the first and second filter parts is connected in series with a weak state, attenuation poles can be created in two frequency bands that differ in common mode attenuation characteristics. It has an operational effect that mode noise can be removed.

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、積層方向に隣り合う第1のコイル導体と第3のコイル導体とで磁気結合する第1のフィルタ部を構成し、かつ積層方向に隣り合う第2のコイル導体と第4のコイル導体とで磁気結合する第2のフィルタ部を構成するようにし、さらに、第1のフィルタ部の周波数特性と第2のフィルタ部の周波数特性を異なるようにし、第1のフィルタ部と第2のフィルタ部の結合係数を−0.5〜+0.5としているため、第1、第2のコモンモードフィルタ部間の磁気結合が弱い状態で直列接続でき、これにより、コモンモード減衰特性において異なる2つの周波数帯で減衰極を作ることができるため、広い周波数帯域のコモンモードノイズの除去ができるという優れた効果を奏するものである。   As described above, the common mode noise filter of the present invention constitutes the first filter portion magnetically coupled by the first coil conductor and the third coil conductor adjacent in the stacking direction, and is adjacent to the stacking direction. A second filter part magnetically coupled with the second coil conductor and the fourth coil conductor, and further, the frequency characteristics of the first filter part and the second filter part are made different from each other, Since the coupling coefficient between the first filter unit and the second filter unit is set to -0.5 to +0.5, the magnetic coupling between the first and second common mode filter units can be connected in series with a weak state. As a result, attenuation poles can be made in two frequency bands that differ in common mode attenuation characteristics, so that an excellent effect is achieved in that common mode noise in a wide frequency band can be removed.

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図The disassembled perspective view of the common mode noise filter in one embodiment of this invention 同コモンモードノイズフィルタの斜視図Perspective view of the common mode noise filter 同コモンモードノイズフィルタの他の例の分解斜視図An exploded perspective view of another example of the common mode noise filter 同コモンモードノイズフィルタの内部接続図Internal connection diagram of the common mode noise filter 同コモンモードノイズフィルタと従来のコモンモードノイズフィルタのコモンモード減衰特性を比較した図Comparison of common mode attenuation characteristics of the common mode noise filter and the conventional common mode noise filter 2つのフィルタ部の結合係数がほとんど0とみなせる場合のコモンモード減衰特性を示す図The figure which shows the common mode attenuation | damping characteristic in case the coupling coefficient of two filter parts can be regarded as almost 0 2つのフィルタ部の結合係数が+0.5の場合のコモンモード減衰特性を示す図The figure which shows the common mode attenuation characteristic when the coupling coefficient of two filter parts is +0.5 2つのフィルタ部の結合係数が+0.6の場合のコモンモード減衰特性を示す図The figure which shows the common mode attenuation | damping characteristic in case the coupling coefficient of two filter parts is +0.6 2つのフィルタ部の結合係数が+0.9の場合のコモンモード減衰特性を示す図The figure which shows the common mode attenuation characteristic when the coupling coefficient of two filter parts is +0.9 2つのフィルタ部の結合係数が−0.5の場合のコモンモード減衰特性を示す図The figure which shows the common mode attenuation | damping characteristic in case the coupling coefficient of two filter parts is -0.5 2つのフィルタ部の結合係数が−0.9の場合のコモンモード減衰特性を示す図The figure which shows the common mode attenuation | damping characteristic in case the coupling coefficient of two filter parts is -0.9 従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図Exploded perspective view of a conventional common mode noise filter

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図2は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a common mode noise filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the common mode noise filter.

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図1、図2に示すように、積層体10と、この積層体10の内部に形成された第1〜第4のコイル導体11〜14とを備え、前記第1のコイル導体11の一端部11aと前記第2のコイル導体12の一端部12aとを接続し、かつ前記第3のコイル導体13の一端部13aと前記第4のコイル導体14の一端部14aとを接続している。そして、積層方向に隣り合う前記第1のコイル導体11と前記第3のコイル導体13とで磁気結合する第1のフィルタ部15を構成し、かつ積層方向に隣り合う前記第2のコイル導体12と前記第4のコイル導体14とで磁気結合する第2のフィルタ部16を構成するようにし、さらに、前記第1のフィルタ部15の周波数特性と前記第2のフィルタ部16の周波数特性を異なるようにし、前記第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の結合係数を−0.5〜+0.5としたものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the common mode noise filter according to one embodiment of the present invention includes a multilayer body 10 and first to fourth coil conductors 11 to 14 formed inside the multilayer body 10. And connecting one end 11a of the first coil conductor 11 and one end 12a of the second coil conductor 12, and one end 13a of the third coil conductor 13 and the fourth coil. The one end 14a of the conductor 14 is connected. The first coil conductor 11 and the third coil conductor 13 adjacent to each other in the stacking direction constitute a first filter portion 15 that is magnetically coupled, and the second coil conductor 12 adjacent to the stacking direction is included. And the fourth coil conductor 14 constitute a second filter unit 16 that is magnetically coupled, and the frequency characteristics of the first filter unit 15 and the frequency characteristics of the second filter unit 16 are different. Thus, the coupling coefficient of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 is set to −0.5 to +0.5.

上記構成において、前記第1〜第4のコイル導体11〜14は、それぞれ銀等の導電材料を渦巻状にめっきすることにより形成されている。また、第1のコイル導体11と第2のコイル導体12は、第1の絶縁体層17aの上面に形成され、第3のコイル導体13と第4のコイル導体14は、第2の絶縁体層17bの上面にそれぞれ形成されている。そして、第1のコイル導体11および第3のコイル導体13と、第2のコイル導体12および第4のコイル導体14とが積層方向に対向し隣り合うようにする。   The said structure WHEREIN: The said 1st-4th coil conductors 11-14 are each formed by plating electrically conductive materials, such as silver, in a spiral shape. The first coil conductor 11 and the second coil conductor 12 are formed on the upper surface of the first insulator layer 17a, and the third coil conductor 13 and the fourth coil conductor 14 are the second insulator. Each is formed on the upper surface of the layer 17b. Then, the first coil conductor 11 and the third coil conductor 13, and the second coil conductor 12 and the fourth coil conductor 14 are opposed to and adjacent to each other in the stacking direction.

また、第1のコイル導体11の他端部11bと第2のコイル導体12の他端部12bはそれぞれ、第3の絶縁体層17cの上面に設けられた第1の引出導体18、第2の引出導体19と、第1の絶縁体層17aに形成されたビア電極20a、20bを介して接続される。   The other end portion 11b of the first coil conductor 11 and the other end portion 12b of the second coil conductor 12 are respectively a first lead conductor 18 and a second lead conductor 18 provided on the upper surface of the third insulator layer 17c. The lead conductor 19 is connected to via electrodes 20a and 20b formed in the first insulator layer 17a.

さらに、第3のコイル導体13の他端部13bと第4のコイル導体14の他端部14bはそれぞれ、第4の絶縁体層17dの上面に設けられた第3の引出導体21、第4の引出導体22と、第4の絶縁体層17dに形成されたビア電極20c、20dを介して接続される。   Furthermore, the other end portion 13b of the third coil conductor 13 and the other end portion 14b of the fourth coil conductor 14 are respectively a third lead conductor 21 and a fourth lead conductor 21 provided on the upper surface of the fourth insulator layer 17d. The lead conductor 22 is connected to via electrodes 20c and 20d formed in the fourth insulator layer 17d.

なお、第3の絶縁体層17cの下面、および第3の引出導体21、第4の引出導体22の上面に、所定枚数の第5の絶縁体層17eが設けられている。   A predetermined number of fifth insulator layers 17e are provided on the lower surface of the third insulator layer 17c and on the upper surfaces of the third lead conductor 21 and the fourth lead conductor 22.

前記第1〜第4の絶縁体層17a〜17dは、下から第3の絶縁体層17c、第1の絶縁体層17a、第2の絶縁体層17b、第4の絶縁体層17dの順に積層され、また、第1の絶縁体層17a、第2の絶縁体層17b、第4の絶縁体層17d、第5の絶縁体層17eは、Ni−Cu−Znフェライト等の磁性材料によりシート状に構成され、第3の絶縁体層17cは、Cu−Znフェライト等の非磁性材料によりシート状に構成されている。なお、第1〜第5の絶縁体層17a〜17eの枚数は、図1に示された枚数に限定されるものではない。   The first to fourth insulator layers 17a to 17d are arranged in the order of the third insulator layer 17c, the first insulator layer 17a, the second insulator layer 17b, and the fourth insulator layer 17d from the bottom. The first insulator layer 17a, the second insulator layer 17b, the fourth insulator layer 17d, and the fifth insulator layer 17e are made of a sheet of magnetic material such as Ni—Cu—Zn ferrite. The third insulator layer 17c is formed in a sheet shape from a nonmagnetic material such as Cu—Zn ferrite. The number of the first to fifth insulator layers 17a to 17e is not limited to the number shown in FIG.

そして、第1〜第4の引出導体18、19、21、22は、それぞれ積層体10の両端面に設けられた第1〜第4の外部電極23a〜23dに接続されている。この第1〜第4の外部電極23a〜23dは、積層体10の端面に銀を印刷することにより形成され、またこれらの表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、このニッケルめっき層の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。なお、第1、第3の外部電極23a、23cを同一面に、第2、第4の外部電極23b、23dを他の同一面に設ける。   The first to fourth lead conductors 18, 19, 21, and 22 are connected to first to fourth external electrodes 23 a to 23 d provided on both end surfaces of the multilayer body 10, respectively. The first to fourth external electrodes 23a to 23d are formed by printing silver on the end face of the laminate 10, and a nickel plating layer is formed on these surfaces by plating, and the surface of the nickel plating layer A low melting point metal plating layer such as tin or solder is formed by plating. The first and third external electrodes 23a and 23c are provided on the same surface, and the second and fourth external electrodes 23b and 23d are provided on the other same surface.

また、前記ビア電極20a〜20dは、第1の絶縁体層17a、第4の絶縁体層17dの所定の箇所に、レーザで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して形成する。   Further, the via electrodes 20a to 20d are formed by drilling holes at predetermined locations of the first insulator layer 17a and the fourth insulator layer 17d and filling the holes with silver.

ここで、第1のコイル導体11と第3のコイル導体13とは上面視にて略重なっており、これにより、互いに磁気結合するように構成され、この第1のコイル導体11と第3のコイル導体13とで第1のフィルタ部15が形成される。同様に、第2のコイル導体12と第4のコイル導体14とは上面視にて略重なっており、これにより、互いに磁気結合するように構成され、この第2のコイル導体12と第4のコイル導体14とで第2のフィルタ部16が形成される。なお、図1では、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16とが互いに横方向になるように配置しているが、積層方向になるように配置してもよい。   Here, the first coil conductor 11 and the third coil conductor 13 substantially overlap each other when viewed from above, and are thereby configured to be magnetically coupled to each other. A first filter portion 15 is formed by the coil conductor 13. Similarly, the second coil conductor 12 and the fourth coil conductor 14 substantially overlap each other when viewed from above, and are configured to be magnetically coupled to each other. A second filter portion 16 is formed by the coil conductor 14. In FIG. 1, the first filter unit 15 and the second filter unit 16 are arranged so as to be in the horizontal direction, but may be arranged so as to be in the stacking direction.

さらに、上面視にて第1のコイル導体11、第3のコイル導体13と、第2のコイル導体12、第4のコイル導体14とはコイル導体の巻き方向が逆になっている。このとき、第1、第3の外部電極23a、23cからコモンモード電流が進入してきたとき、第1のフィルタ部15で発生した磁束と第2のフィルタ部16で発生した磁束が強め合うため、結合係数kがプラスとなる。一方、図3に示すように、上面視にて、すべての第1のコイル導体11〜第4のコイル導体14でコイル導体の巻き方向を同じとし、第1のフィルタ部15で発生した磁束と第2のフィルタ部16で発生した磁束が打ち消し合うようにした場合は、結合係数kがマイナスとなる。   Furthermore, the first coil conductor 11 and the third coil conductor 13, and the second coil conductor 12 and the fourth coil conductor 14 are reversed in the winding direction in the top view. At this time, when the common mode current enters from the first and third external electrodes 23a and 23c, the magnetic flux generated in the first filter unit 15 and the magnetic flux generated in the second filter unit 16 strengthen each other. The coupling coefficient k is positive. On the other hand, as shown in FIG. 3, in the top view, the first coil conductor 11 to the fourth coil conductor 14 have the same winding direction of the coil conductor, and the magnetic flux generated in the first filter unit 15 When the magnetic fluxes generated by the second filter unit 16 cancel each other, the coupling coefficient k becomes negative.

図1に示した本発明のコモンモードノイズフィルタは、図4に示すように、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16とが直列に接続された構成になっている。   The common mode noise filter of the present invention shown in FIG. 1 has a configuration in which a first filter unit 15 and a second filter unit 16 are connected in series as shown in FIG.

さらに、第1のフィルタ部15の巻数を、第2のフィルタ部16の巻数より少なくし、これにより、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の周波数特性を異なるようにしている。なお、巻数を変える他に、線間距離を変えたり、上面視したときの最外周で囲まれた面積を変えたりすることによっても、周波数特性を異なるようにすることができる。そして、図1に示すコモンモードノイズフィルタでは、第1のフィルタ部15の巻数を、第2のフィルタ部16の巻数より少なくしていることから、第1のフィルタ部15の共振周波数は第2のフィルタ部16の共振周波数より高くなっている。すなわち、第1のフィルタ部15に対応する減衰極は第2のフィルタ部16に対応する減衰極より高周波側となる。   Further, the number of turns of the first filter unit 15 is made smaller than the number of turns of the second filter unit 16, thereby making the frequency characteristics of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 different. In addition to changing the number of turns, the frequency characteristics can also be made different by changing the distance between lines or changing the area surrounded by the outermost periphery when viewed from above. In the common mode noise filter shown in FIG. 1, since the number of turns of the first filter unit 15 is less than the number of turns of the second filter unit 16, the resonance frequency of the first filter unit 15 is the second. The resonance frequency of the filter unit 16 is higher. That is, the attenuation pole corresponding to the first filter unit 15 is on the higher frequency side than the attenuation pole corresponding to the second filter unit 16.

そして、コモンモード電流が印加されたときの第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16との結合係数が−0.5〜+0.5となっている。ここで、結合係数kは、第1のフィルタ部15のコモンモードでの自己インダクタンスをL1、第2のフィルタ部16のコモンモードでの自己インダクタンスをL2、両者のコモンモードでの相互インダクタンスをMとしたとき、k2=M2/(L1×L2)で表される。したがって、第1のフィルタ部15、第2のフィルタ部16の巻数や線間距離、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の位置関係を調整すること等によって、結合係数を所定の値にすることができる。 And the coupling coefficient of the 1st filter part 15 and the 2nd filter part 16 when a common mode electric current is applied is -0.5- + 0.5. Here, the coupling coefficient k is the self-inductance of the first filter unit 15 in the common mode L1, the self-inductance of the second filter unit 16 in the common mode L2, and the mutual inductance of both the common modes M. In this case, k 2 = M 2 / (L1 × L2). Therefore, the coupling coefficient is set to a predetermined value by adjusting the number of turns and the distance between the first filter unit 15 and the second filter unit 16 and the positional relationship between the first filter unit 15 and the second filter unit 16. Can be a value.

図5は、本発明のコモンモードノイズフィルタと従来のコモンモードノイズフィルタの減衰特性を比較した図である。   FIG. 5 is a diagram comparing the attenuation characteristics of the common mode noise filter of the present invention and the conventional common mode noise filter.

図5から明らかなように、本発明のコモンモードノイズフィルタは、異なる2つの周波数帯で減衰極を作り、これにより、広い周波数帯域のコモンモードノイズを除去できることが分かる。ここで、異なる2つの周波数帯で減衰極ができるのは、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の周波数特性が異なることからそれぞれのフィルタ部の周波数特性に対応する周波数で減衰極となり、かつ第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の間の磁気結合が弱いためである。したがって、第1〜第4のコイル導体11〜14の巻き数を同じにする等により、2つのフィルタ部の周波数特性を同じにすると、同じ周波数帯で減衰極を作ってしまい、広い周波数帯域のコモンモードノイズを除去できない。   As can be seen from FIG. 5, the common mode noise filter of the present invention creates attenuation poles in two different frequency bands, thereby removing common mode noise in a wide frequency band. Here, attenuation poles can be formed in two different frequency bands because the frequency characteristics of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 are different, so that attenuation poles are generated at frequencies corresponding to the frequency characteristics of the respective filter units. This is because the magnetic coupling between the first filter unit 15 and the second filter unit 16 is weak. Therefore, if the frequency characteristics of the two filter sections are made the same by making the number of turns of the first to fourth coil conductors 11 to 14 the same, an attenuation pole is created in the same frequency band, and a wide frequency band is obtained. Common mode noise cannot be removed.

図6は第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の結合係数kがほぼゼロの場合、図7は結合係数kが+0.5の場合、図8は結合係数kが+0.6の場合、図9は結合係数kが+0.9の場合のコモンモード減衰特性を示しており、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の間の磁気結合がコモンモード減衰量の周波数特性に及ぼす影響について以下説明していく。   6 shows that the coupling coefficient k of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 is almost zero, FIG. 7 shows that the coupling coefficient k is +0.5, and FIG. 8 shows that the coupling coefficient k is +0.6. 9 shows the common mode attenuation characteristic when the coupling coefficient k is +0.9, and the magnetic coupling between the first filter unit 15 and the second filter unit 16 is the frequency characteristic of the common mode attenuation amount. We will explain the effect on the following.

ここで、図6に示された第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の結合係数kがほぼゼロの状態とは、ほとんど磁気結合がなく、それぞれのフィルタ部の磁気構造が、第1のフィルタ部15単体と第2のフィルタ部16単体の場合とみなせる場合であり、この場合での高周波側の減衰極は、図1における第1のフィルタ部15に対応する減衰極で、低周波側の減衰極は、図1における第2のフィルタ部16に対応する減衰極となる。なお、図6では比較のため、第1のフィルタ部15のみ、第2のフィルタ部16のみのコモンモード減衰特性も示す。また、図7〜図9においても比較のために第1のフィルタ部15のみ、第2のフィルタ部16のみのコモンモード減衰特性も示す。   Here, the state in which the coupling coefficient k of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 shown in FIG. 6 is almost zero is almost no magnetic coupling, and the magnetic structure of each filter unit is the first. In this case, the attenuation pole on the high frequency side is an attenuation pole corresponding to the first filter section 15 in FIG. The attenuation pole on the frequency side is an attenuation pole corresponding to the second filter unit 16 in FIG. For comparison, FIG. 6 also shows common mode attenuation characteristics of only the first filter unit 15 and only the second filter unit 16. 7 to 9 also show the common mode attenuation characteristics of only the first filter unit 15 and only the second filter unit 16 for comparison.

図6〜図9から明らかなように、結合係数が大きくなればなるほど、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16との間で互いに強め合う磁気結合構造が形成されるため、低周波側からコモンモードインピーダンスが大きくなってコモンモード減衰が大きく共振周波数も下がり、結合係数が+0.9では、低周波側の減衰極が支配的となる。   As is apparent from FIGS. 6 to 9, as the coupling coefficient increases, a magnetic coupling structure that reinforces each other is formed between the first filter unit 15 and the second filter unit 16. From the side, the common mode impedance increases, the common mode attenuation increases, and the resonance frequency also decreases. When the coupling coefficient is +0.9, the attenuation pole on the low frequency side becomes dominant.

このとき、図8に示すように結合係数kが+0.6の場合は、高周波側の減衰極において、結合係数kがほぼ0のときのコモンモード減衰量に比べて高周波側のコモンモード減衰量が小さくなるとともに、2つの減衰極の間において第1のフィルタ部15と共振点周波数を越えた第2のフィルタ部16とで直列共振状態が発生するため、コモンモードインピーダンス低下に伴うコモンモード減衰量の劣化量が大きくなり、これにより、コモンモード減衰量が10dBより小さくなり、広い周波数帯域でのコモンモード減衰量を確保できず、コモンモードノイズを除去することができない。この結果、結合係数kは+0.5以下にする必要がある。   At this time, as shown in FIG. 8, when the coupling coefficient k is +0.6, the common mode attenuation amount on the high frequency side is compared with the common mode attenuation amount when the coupling coefficient k is substantially 0 at the attenuation pole on the high frequency side. Since a series resonance state occurs between the first filter unit 15 and the second filter unit 16 that exceeds the resonance point frequency between the two attenuation poles, the common mode attenuation accompanying the decrease in the common mode impedance As a result, the amount of deterioration of the amount increases, and thus the common mode attenuation becomes smaller than 10 dB, the common mode attenuation in a wide frequency band cannot be secured, and the common mode noise cannot be removed. As a result, the coupling coefficient k needs to be +0.5 or less.

そして、結合係数kが+0.9になると、低周波側の減衰極が支配的となるため、広い周波数帯域のコモンモードノイズを除去できなくなる。これは、第1、第2のフィルタ部15、16との間の強め合う磁気結合状態では、結合係数が1に近づくほど強磁気結合状態となり、磁気構造としては、等価的に第1、第2のフィルタ部15、16が1つのフィルタ部とみなせる状態に近づき、低周波側で大きなコモンモードインピーダンスをもち、そのコモンモード減衰極は単極化するようになるためである。そして、図9から明らかなように、このような強結合状態では、高周波側のコモンモード減衰量を確保できないため、広い周波数帯域でのコモンモード減衰量を確保することができない。このため、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16との間の結合係数kは+0.5以下にする必要がある。   When the coupling coefficient k becomes +0.9, the attenuation pole on the low frequency side becomes dominant, so that common mode noise in a wide frequency band cannot be removed. This is because in the strengthening magnetic coupling state between the first and second filter portions 15 and 16, the stronger the coupling coefficient approaches 1, the stronger the magnetic coupling state. This is because the two filter sections 15 and 16 approach a state that can be regarded as one filter section, have a large common mode impedance on the low frequency side, and the common mode attenuation pole becomes monopolar. As can be seen from FIG. 9, in such a strong coupling state, the common mode attenuation on the high frequency side cannot be ensured, and therefore, the common mode attenuation in a wide frequency band cannot be ensured. For this reason, the coupling coefficient k between the first filter unit 15 and the second filter unit 16 needs to be +0.5 or less.

また、図6〜図9では結合係数kがプラスの場合を示したが、結合係数kがマイナスの場合を、図10、図11に示す。図10は第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の結合係数kが−0.5の場合、図11は結合係数kが−0.9の場合を示し、ここでも比較のため、第1のフィルタ部15のみ、第2のフィルタ部16のみのコモンモード減衰特性も示す。   6 to 9 show the case where the coupling coefficient k is positive, the cases where the coupling coefficient k is negative are shown in FIGS. 10 and 11. 10 shows a case where the coupling coefficient k of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 is −0.5, and FIG. 11 shows a case where the coupling coefficient k is −0.9. The common mode attenuation characteristics of only the first filter unit 15 and only the second filter unit 16 are also shown.

図10、図11から明らかなように、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の間の磁気結合が互いに弱め合う場合、コモンモードに対してインダクタ成分が減少するため、低周波領域においてコモンモードインピーダンスが低くなり、これに伴いコモンモード減衰量も減少する。高周波領域においては、コモンモードインピーダンスが周波数に比例して高くなるためコモンモード減衰量を確保でき、共振周波数も高周波側へシフトしていく。結合係数kを小さくするにつれて、高周波側の減衰極が支配的になるが、これは第1、第2のフィルタ部15、16の間の弱め合う磁気結合状態では、結合係数が−1に近づくほど、磁気構造として、等価的に第1、第2のフィルタ部15、16が強く相殺し合った1つのコモンモードフィルタ部とみなせる状態に近づくため、低周波側ではコモンモードインピーダンスは極めて小さく、高周波側でそのコモンモード減衰極は単極化するようになる。このような第1のフィルタ15と第2のフィルタ部16が強く相殺する磁気結合状態では、低周波側のコモンモード減衰量を確保できないため、広い周波数帯域でのコモンモード減衰量を確保することができない。このため、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16との間の結合係数kは、−0.5以上にする必要がある。   As is apparent from FIGS. 10 and 11, when the magnetic coupling between the first filter unit 15 and the second filter unit 16 weakens each other, the inductor component decreases with respect to the common mode. , The common mode impedance is lowered, and the common mode attenuation is also reduced accordingly. In the high frequency region, the common mode impedance increases in proportion to the frequency, so that the common mode attenuation can be secured, and the resonance frequency is also shifted to the high frequency side. As the coupling coefficient k is decreased, the attenuation pole on the high frequency side becomes dominant. This is because the coupling coefficient approaches −1 in the destructive magnetic coupling state between the first and second filter sections 15 and 16. As the magnetic structure approaches the state where the first and second filter parts 15 and 16 can be regarded as one common mode filter part that strongly cancels each other equivalently, the common mode impedance is extremely small on the low frequency side, The common mode attenuation pole becomes monopolar on the high frequency side. In such a magnetic coupling state in which the first filter 15 and the second filter unit 16 strongly cancel each other, the common mode attenuation amount on the low frequency side cannot be ensured, and therefore, the common mode attenuation amount in a wide frequency band is ensured. I can't. For this reason, the coupling coefficient k between the 1st filter part 15 and the 2nd filter part 16 needs to be more than -0.5.

以上のことから、異なる周波数特性をもつ2つのフィルタ部15、16を直列接続し、その結合係数kを−0.5≦k≦+0.5として相互にゆるく磁気結合させることで、コモンモード減衰量の周波数特性において2つの減衰極を有し広い周波数帯域でのコモンモード減衰量を確保し、コモンモードノイズを除去できる。   From the above, two filter sections 15 and 16 having different frequency characteristics are connected in series, and the coupling coefficient k is -0.5 ≦ k ≦ + 0.5. In the frequency characteristic of the quantity, it has two attenuation poles, can secure a common mode attenuation amount in a wide frequency band, and can remove common mode noise.

上記したように本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、積層方向に隣り合う第1のコイル導体11と第3のコイル導体13とで磁気結合する第1のフィルタ部15を構成し、かつ積層方向に隣り合う第2のコイル導体12と第4のコイル導体14とで磁気結合する第2のフィルタ部16を構成するようにし、さらに、第1のフィルタ部15の周波数特性と第2のフィルタ部16の周波数特性を異なるようにし、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16の結合係数を−0.5〜+0.5としているため、2つのフィルタ部が互いに弱い結合で接続でき、これにより、コモンモード減衰特性において異なる2つの周波数帯で減衰極を作ることができるため、広い周波数帯域のコモンモードノイズの除去ができるという効果が得られるものである。   As described above, in the common mode noise filter according to the embodiment of the present invention, the first filter unit 15 that is magnetically coupled by the first coil conductor 11 and the third coil conductor 13 that are adjacent to each other in the stacking direction is configured. The second filter conductor 16 and the fourth coil conductor 14 which are adjacent to each other in the stacking direction are magnetically coupled to each other, and the frequency characteristics of the first filter section 15 are Since the frequency characteristics of the second filter unit 16 are made different and the coupling coefficient of the first filter unit 15 and the second filter unit 16 is set to −0.5 to +0.5, the two filter units are weak with each other. Since it can be connected by coupling, this makes it possible to create attenuation poles in two frequency bands that differ in common mode attenuation characteristics, so it is possible to eliminate common mode noise in a wide frequency band. One in which the effect is obtained that that.

すなわち、第1のフィルタ部15の周波数特性と第2のフィルタ部16の周波数特性を異なるようにすることで、コモンモード減衰特性において異なる2つの周波数帯で減衰極を作り、さらに、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16とを弱く結合させることにより、2つのフィルタ部が等価的に1つのコモンモードフィルタとなるような磁気構造になって減衰極の単極化になるのを防ぐとともに、第1のフィルタ部15と第2のフィルタ部16のコイル導体の巻く方向を変える等により、結合係数を強め合うプラス側、弱め合うマイナス側に調整することで2つの減衰極の周波数及び減衰量を調整でき、この結果、広い周波数帯域のコモンモードノイズの除去ができる。   That is, by making the frequency characteristic of the first filter unit 15 and the frequency characteristic of the second filter unit 16 different, attenuation poles are created in two different frequency bands in the common mode attenuation characteristic. By weakly coupling the filter unit 15 and the second filter unit 16, the two filter units are equivalent to one common mode filter, resulting in a single attenuation pole. The frequency of the two attenuation poles is adjusted by adjusting the coupling coefficient to the plus side that strengthens and the minus side that weakens by changing the winding direction of the coil conductors of the first filter portion 15 and the second filter portion 16. As a result, common mode noise in a wide frequency band can be removed.

また、電子機器により2つの周波数帯で減衰させる必要がある場合は、2つのフィルタ部にそれぞれ対応する減衰極の周波数が、当該周波数となるように調整すれば、部品を2つ使用せずに済むため、電子機器の小型化を実現できる。   In addition, when it is necessary to attenuate in two frequency bands by an electronic device, the frequency of the attenuation pole corresponding to each of the two filter units can be adjusted so as to be the same frequency without using two components. Therefore, the electronic device can be downsized.

なお、上記した本発明の一実施の形態においては、フィルタ部を2つ直列接続したものについて説明したが、3つ以上のフィルタ部を直列接続するようにしてもよい。この場合も、各フィルタ部の周波数特性が異なるようにし、互いの結合係数も−0.5〜+0.5とする。   In the above-described embodiment of the present invention, two filter units are connected in series. However, three or more filter units may be connected in series. Also in this case, the frequency characteristics of the respective filter units are made different, and the mutual coupling coefficient is also set to -0.5 to +0.5.

さらに、第1〜第4のコイル導体11〜14それぞれにフェライト材料等による磁芯を設け、フィルタ部の結合係数調整を実施してもよい。   Furthermore, a magnetic core made of a ferrite material or the like may be provided for each of the first to fourth coil conductors 11 to 14 to adjust the coupling coefficient of the filter unit.

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、広い周波数帯域のコモンモードノイズの除去ができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やAV機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用されるコモンモードノイズフィルタ等において有用となるものである。   The common mode noise filter according to the present invention has an effect of removing common mode noise in a wide frequency band, and is particularly used as a noise countermeasure for various electronic devices such as digital devices, AV devices, and information communication terminals. This is useful in common mode noise filters.

10 積層体
11 第1のコイル導体
11a 第1のコイル導体の一端部
12 第2のコイル導体
12a 第2のコイル導体の一端部
13 第3のコイル導体
13a 第3のコイル導体の一端部
14 第4のコイル導体
14a 第4のコイル導体の一端部
15 第1のフィルタ部
16 第2のフィルタ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laminated body 11 1st coil conductor 11a One end part of 1st coil conductor 12 2nd coil conductor 12a One end part of 2nd coil conductor 13 3rd coil conductor 13a One end part of 3rd coil conductor 14 Four coil conductors 14a One end of the fourth coil conductor 15 First filter portion 16 Second filter portion

Claims (1)

積層体と、この積層体の内部に形成された第1〜第4のコイル導体とを備え、前記第1のコイル導体の一端部と前記第2のコイル導体の一端部とを接続し、かつ前記第3のコイル導体の一端部と前記第4のコイル導体の一端部とを接続するとともに、積層方向に隣り合う前記第1のコイル導体と前記第3のコイル導体とで磁気結合する第1のフィルタ部を構成し、かつ積層方向に隣り合う前記第2のコイル導体と前記第4のコイル導体とで磁気結合する第2のフィルタ部を構成するようにし、さらに、前記第1のフィルタ部の周波数特性と前記第2のフィルタ部の周波数特性を異なるようにし、前記第1のフィルタ部と第2のフィルタ部の結合係数を−0.5〜+0.5としたコモンモードノイズフィルタ。 A laminated body and first to fourth coil conductors formed inside the laminated body, connecting one end of the first coil conductor and one end of the second coil conductor; and The first coil conductor is connected to the one end of the third coil conductor and the one end of the fourth coil conductor, and is magnetically coupled between the first coil conductor and the third coil conductor adjacent to each other in the stacking direction. A second filter unit magnetically coupled by the second coil conductor and the fourth coil conductor adjacent to each other in the stacking direction, and further, the first filter unit A common mode noise filter in which the frequency characteristics of the second filter section and the frequency characteristics of the second filter section are made different, and the coupling coefficient between the first filter section and the second filter section is -0.5 to +0.5.
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