(57)【要約】【課題】寄生インダクタンスを減少させ、コイル本来の性能を劣化させることなく、ノイズを低減させることができる複合型巻線電子部品を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の複合型巻線電子部品は、入力端子と出力端子との間に外部端子を有する。コイル部とインピーダンス素子部が外部端子を介して直列に接続される。コイル部とインピーダンス素子部がコアに線材を巻回して形成される。本発明の複合型巻線電子部品は、コイル部とインピーダンス素子部が一体化した構造を有する。【選択図】  図１
2012079916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間に外部端子を有し、
該外部端子を介してコイル部とインピーダンス素子部を直列に接続し、
該コイル部と該インピーダンス素子部がコアに線材を巻回して形成され且つ一体化した構造を有することを特徴とする複合型巻線電子部品。
【請求項２】
前記入力端子と前記出力端子と前記外部端子が、該複合型巻線電子部品の同一表面上に少なくともそれらの一部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の複合型巻線電子部品。
【請求項３】
前記インピーダンス素子部がビーズ素子である請求項１または請求項２に記載の複合型巻線電子部品。
【請求項４】
前記コイル部と前記インピーダンス素子部の接続点が接続された前記外部端子は半導体素子のフィードバック端に接続するための端子である請求項１乃至請求項３に記載の複合型巻線電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータの回路基板上に搭載される電子部品に関し、特に複合型巻線電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器において用いられる、リチウムイオンバッテリー等のバッテリーパックから供給される電圧を必要とする電圧に変換する同期整流タイプの降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、図１１に示す様に、同期整流タイプの降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを構成するＩＣ５０の出力端にコイルＬ３の一端を接続し、コイルＬ３の他端とアース間にコンデンサＣ２を接続し、コイルＬ３とコンデンサＣ２の接続点をＩＣ５０のフィードバック端に接続したものがある（例えば、特許文献１を参照。）。
この種の同期整流タイプのＤＣ−ＤＣコンバータは、電気機器の多機能化に伴い、低消費電力化、小型化が望まれている。このような状況の中、この種の降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ＩＣを低電圧で動作させて消費電力を小さくすると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣの出力側に接続されるコイルの形状を小さくする様にＩＣの制御方法を改良し、制御速度（ｆｓｗ＝スイッチング周波数）を高速化させて回路の小型化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８０４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この様なＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣから出力される電流は、高電流、かつ高速の三角波が重畳されており、そのエネルギーの変化速度も数百ＭＨｚになるといわれ、このエネルギーによるノイズも発生し易くなっている。例えば、６ＭＨｚで動作する同期整流タイプの降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータでは、２００〜３００ＭＨｚ近傍でノイズが観測されている。現在、この様なノイズを除去するために、コンデンサＣ２近傍に、ノイズが発生する周波数帯で大きな減衰効果が得られる高周波用のコンデンサを接続することが行われている。
また、この様なＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣに接続されるコイルＬ３やコンデンサＣ２を電子機器の配線基板上で接続した場合、配線基板に電子部品を配置するスペースや配線パターンを引き回すスペースを設ける必要があり、コイルＬ３とコンデンサＣ２を接続するための配線パターンが長くなりやすく、この配線基板の配線パターンによって、コイルＬ３とコンデンサＣ２の接続点に、図１２に示す様に、ぞれぞれ寄生インダクタンス６１が発生し、ＤＣ−ＤＣコンバータの効率が悪化すると共に、ノイズが発生し易くなるという問題があった。特に、従来のＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣが１ＭＨｚ未満の速度でスイッチングされていたのに対し、近年のＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣでは６ＭＨｚを超える速度でスイッチングされており、数ｎＨの誤差による位相差であっても波形制御に大きな影響を及ぼすという問題があった。
【０００５】
本発明は、寄生インダクタンスを減少させ、コイル本来の性能を劣化させることなく、ノイズを低減させることができる複合型巻線電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の複合型巻線電子部品は、入力端子と出力端子との間に外部端子を有する。コイル部とインピーダンス素子部が外部端子を介して直列に接続される。コイル部とインピーダンス素子部がコアに線材を巻回して形成され、且つ、一体化した構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の複合型巻線電子部品は、コイルとインピーダンス素子とを一体とし、入力端子と出力端子との間に外部端子を設ける。その外部端子を介してコイルとインピーダンス素子が直列に接続するように形成させるため、寄生インダクタンスを減少させ、コイル本来の性能を劣化させることなく、ノイズを低減することができる。そして、銅線などの線材を巻回した構造であるため低抵抗化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の複合型巻線電子部品を用いたＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図２】本発明の第１実施例の複合型巻線電子部品の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例の複合型巻線電子部品の斜視図である。
【図４】本発明の第３実施例の複合型巻線電子部品のコイル部の線材の引き出し方を説明する図である。
【図５】本発明の第３実施例の複合型巻線電子部品のコイル部の斜視図である。
【図６】本発明の第３実施例の複合型巻線電子部品のインピーダンス素子部の斜視図である。
【図７】本発明の第３実施例の複合型巻線電子部品の斜視図である。
【図８】本発明の第４実施例の複合型巻線電子部品のコイル部の斜視図である。
【図９】本発明の第４実施例の複合型巻線電子部品のインピーダンス素子部の斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施例の複合型巻線電子部品の斜視図である。
【図１１】従来のＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図１２】従来のＤＣ−ＤＣコンバータを説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に本発明の複合型巻線電子部品を用いたＤＣ−ＤＣコンバータの回路図を示す。図１から明らかなように、コイルＬ１は、一端が入力端子Ｔ１を介してＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ１０の出力端に接続され、他端が外部端子Ｔ２に接続される。インピーダンス素子Ｚ１は一端が外部端子Ｔ２に接続され、他端が出力端子Ｔ３に接続される。インピーダンス素子Ｚ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ１０から出力された電流が存在する低い周波数で機能する低インダクタンスＬ２と、ノイズが存在する高い周波数で機能する抵抗Ｒ１とからなる。コイルＬ１とインピーダンス素子Ｚ１の接続点である外部端子Ｔ２は、コンデンサＣ１を介してアースされるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ１０のフィードバック端にも接続される。
【００１０】
このように形成された回路の一点鎖線で囲まれた部分が本発明の複合型巻線電子部品の等価回路となる。従って、本発明の複合型巻線電子部品は、ＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ１０に接続されるコイルＬ１とインピーダンス素子Ｚ１を一体に備えたものである。そのため、コイルＬ１の出力端とＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ１０のフィードバック端間に寄生インダクタンスを抑制することができる。また、電子機器の配線基板におけるコイルＬ１とインピーダンス素子Ｚ１の配線パターンの設計が簡単になると共に、配線基板の形状の小型化にも有利である。さらに、コイルＬ１とインピーダンス素子Ｚ１の配線距離を配線基板上で接続した場合よりも短くすることができる。
【実施例】
【００１１】
（第１実施例）
図２を参照しながら、本発明の複合型巻線電子部品の第１実施例を説明する。図２に本発明の第１実施例の複合型巻線電子部品の斜視図を示す。図２に示す様に、磁性コア１１に線材１２を巻回してコイル部１６とインピーダンス素子部１７を連続で形成する。このとき、コイル部１６とインピーダンス素子部１７とが磁気的に結合しないようにする。例えば、コイル部１６とインピーダンス素子部１７とを離間して形成するか、もしくはコイル部１６とインピーダンス素子部１７の一方あるいは両方を閉磁路構造に形成すればよい。本実施例では閉磁路構造にするために、コイル１６とインピーダンス素子部１７の巻線部の表面に磁性樹脂を被覆した。次に、磁性コア１１の１つの側面に入力端子１３、外部端子１４、出力端子１５をめっき処理を用いて形成する。このとき、入力端子１３はコイル部１６の一端と接続する。外部端子１４はコイル部１６の他端とインピーダンス素子部１７の一端と接続する。出力端子１５はインピーダンス素子部１７の他端と接続する。これより、コイル部１６とインピーダンス素子部１７は外部端子１４を介して直列に接続する。
【００１２】
このような複合型巻線電子部品を図１に示す回路に用いると、ＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ（１０）から出力された電流が入力端子１３（Ｔ１）から入力され、この入力された電流がコイル部１６（Ｌ１）とインピーダンス素子部１７（Ｚ１）を介して出力端子１５（Ｔ３）から負荷に出力されると共に、入力された電流の一部が外部端子１４（Ｔ２）からＤＣ−ＤＣコンバータのＩＣ（１０）のフィードバック端とコンデンサ（Ｃ１）に出力される。このとき、入力された電流に混入したノイズはインピーダンス素子部１７（Ｚ１）の抵抗成分によって熱に変換されて除去され、出力端子１５（Ｔ３）からはノイズを除いた電流が出力される。
【００１３】
（第２実施例）
図３を参照しながら、本発明の複合型巻線電子部品の第２実施例を説明する。なお、第１実施例と共通する部分についての説明は割愛する。図３に本発明の第２実施例の複合型巻線電子部品の斜視図を示し、（ｂ）は（ａ）と対向する方向からの斜視図である。図３に示す様に、第１実施例と同様に磁性コア２１に線材２２を巻回してコイル部２６とインピーダンス素子部２７を連続で形成した。このとき、コイル部２６とインピーダンス素子部２７とが磁気的に結合しないようにし、本実施例はコイル部２６とインピーダンス素子部２７のの表面を磁性樹脂で被覆して閉磁路となるようにした。磁性コア２１の下面に並列するように入力端子２３、外部端子２４、出力端子２５を金属フレームを用いて形成する。第１実施例と同様に、入力端子２３はコイル部２６の一端と接続する。外部端子２４はコイル部２６の他端とインピーダンス素子部２７の一端と接続する。出力端子２５はインピーダンス素子部２７の他端と接続する。これより、コイル部２６とインピーダンス素子部２７は外部端子２４を介して直列に接続する。
【００１４】
（第３実施例）
図４〜図７を参照しながら、本発明の複合型巻線電子部品の第３実施例を説明する。なお、第１実施例および第２実施例と共通する部分についての説明は割愛する。図４に本発明の第３実施例で用いるコイル部の線材の引き出し方を説明する斜視図を示し、（ａ）は上面方向からの斜視図、（ｂ）は下面方向からの斜視図を示す。図５に本発明の第３実施例で用いるコイル部の斜視図を示し、（ａ）は上面方向からの斜視図、（ｂ）は下面方向からの斜視図を示す。図６に本発明の第３実施例で用いるインピーダンス素子部の斜視図を示し、（ａ）は上面方向からの斜視図、（ｂ）は下面方向からの斜視図を示す。図７に本発明の第３実施例の複合型巻線電子部品の斜視図を示す。
【００１５】
まず、コイル部について説明する。図４に示す様に、磁性コア３１に線材３２を巻回し、線材３２の両端をそれぞれ磁性コア３１の隣り合う側面から引き出す。線材３２の表面に磁性樹脂を被覆して閉磁路を形成する。次に、図５に示す様に、金属フレームを用いて入力端子３３、外部端子３４ａ、出力端子３５ａを磁性コア３１の下面に並列するように形成し、外部端子３４ａと出力端子３５ａは磁性コア３１の下面から上面に引き出されるようにコ字状に形成してコイル部３６を形成する。このとき、コイル部３６の一端は入力端子３３と接続し、他端は外部端子３４ａと接続するようにする。
【００１６】
次に、インピーダンス素子部について説明する。図６に示す様に、磁性コア３７に線材３８を巻回し、磁性コア３７の対向する側面側から下面に線材３８の両端のそれぞれを引き出す。線材３８の表面に磁性樹脂を被覆して閉磁路を形成する。そして、磁性コア３７の下面に金属フレームを用いて外部端子３４ｂと出力端子３５ｂを形成してインピーダンス素子部３９を形成する。このとき、インピーダンス素子部３９の一端は外部端子３４ｂと接続し、他端は出力端子３５ｂと接続するようにする。
【００１７】
最後に、図７に示す様にコイル部３６の上面にインピーダンス素子部３９を積載し、はんだ等を用いて、外部端子３４ａと外部端子３４ｂ、出力端子３５ａと出力端子３５ｂとを接合して導通させる。
【００１８】
本実施例の複合型巻線電子部品は第１実施例と第２実施例とは異なり、コイル部３６とインピーダンス素子部３９を別々に形成し、コイル部３６とインピーダンス素子部３９の一方に入力端子、出力端子、外部端子を形成する。そして、コイル部３６とインピーダンス素子部３９の一方に他方を導通するように積載する。これにより、第１実施例と第２実施例と同様の動作を行うことができる。そして、本実施例の場合にはコイル部３６とインピーダンス素子部３９を別々に形成してそれらを組み合わせるため、回路上で要求される特性に合わせて、それぞれに最適なものを選択あるいは変更することが容易となる。
【００１９】
（第４実施例）
図８〜図１０を参照しながら、本発明の複合型巻線電子部品の第４実施例を説明する。第１実施例乃至第３実施例と共通する部分についての説明は割愛する。図８に本発明の第３実施例で用いるコイル部の斜視図を示し、（ａ）は上面方向からの斜視図、（ｂ）は下面方向からの斜視図を示す。図９に本発明の第３実施例で用いるインピーダンス素子部の斜視図を示し、（ａ）は上面方向からの斜視図、（ｂ）は下面方向からの斜視図を示す。図１０に本発明の第３実施例の複合型巻線電子部品の斜視図を示す。
【００２０】
まず、コイル部について説明する。図８に示す様に、磁性コア４１に線材４２を巻回し、線材４２の両端をそれぞれ磁性コア４１の隣り合う側面から引き出す。第３実施例同様に、線材４２の表面に磁性樹脂を被覆して閉磁路を形成する。次に、金属フレームを用いて入力端子４３、外部端子４４ａ、出力端子４５ａを磁性コア４１の下面に並列するように形成する。第３実施例と異なる点は、入力端子４５を中央ではなく磁性コア４１の下面の端に沿うように形成し、外部端子４４ａを中央に形成する。そして、外部端子４４ａと出力端子４５ａは第３実施例と同様に、磁性コア４１の下面から上面に引き出されるように形成してコイル部４６を形成する。このとき、コイル部４６の一端は入力端子４３と接続し、他端は外部端子４４ａと接続するようにする。
【００２１】
次に、インピーダンス素子部について説明する。図９に示す様に、磁性コア４７に線材４８を巻回し、磁性コア４７の対向する側面側から下面に線材４８の両端のそれぞれを引き出す。線材４８の表面に磁性樹脂を被覆して閉磁路を形成する。そして、磁性コア４７の下面に金属フレームを用いて外部端子４４ｂと出力端子４５ｂを形成してインピーダンス素子部４９を形成する。このとき、インピーダンス素子部４９の一端は外部端子４４ｂと接続し、他端は出力端子４５ｂと接続するようにする。
【００２２】
最後に、図１０に示す様にコイル部４６の上面にインピーダンス素子部４９を積載し、はんだ等を用いて、外部端子４４ａと外部端子４４ｂ、出力端子４５ａと出力端子４５ｂとを接合して導通させる。
【００２３】
以上、本発明の複合型巻線電子部品の実施例を述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施例では入力端子、出力端子、外部端子をめっき処理と金属フレームを用いて形成したが、これに限定されることなく導電ペーストを用いる方法など、各種の方法を用いて形成してもよい。
【００２４】
第１実施例と第２実施例において、同じ線材を用いてコイル部とインピーダンス素子部を連続で形成したが、異なる線材を用いて形成してもよい。そして、コイル部とインピーダンス素子部の磁性コアとして１つの磁性コアを用いたが、それぞれ別の磁性コアを用い、貼り付け等で一体化させてもよい。また、本実施例では磁性コアの形状を四角形状に形成したが、円状や多角形状など条件に合わせて適宜選択すればよい。
【００２５】
第３実施例と第４実施例において、コイル部の上面にインピーダンス素子部を積載したが、インピーダンス素子部にコイル部を積載した構造でもよい。
【符号の説明】
【００２６】
Ｌ１…コイル
Ｚ１…インピーダンス素子
Ｃ１…コンデンサ
１１、２１、３１、３７、４１、４７…磁性コア
１２、２２、３２、３８、４２、４８…線材
１３、２３、３３、４３…入力端子（Ｔ１）
１４、２４、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ…外部端子（Ｔ２）
１５、２５、３５ａ、３５ｂ、４５ａ、４５ｂ…出力端子（Ｔ３）
１６、２６、３６、４６…コイル部（Ｌ１）
１７、２７、３９、４９…インピーダンス素子部（Ｚ１）
【図１】
2012079916.tif 000003
【図２】
2012079916.tif 000004
【図３】
2012079916.tif 000005
【図４】
2012079916.tif 000006
【図５】
2012079916.tif 000007
【図６】
2012079916.tif 000008
【図７】
2012079916.tif 000009
【図８】
2012079916.tif 000010
【図９】
2012079916.tif 000011
【図１０】
2012079916.tif 000012
【図１１】
2012079916.tif 000013
【図１２】
2012079916.tif 000014