(57)【要約】  【課題】コモンモードコイルとノーマルモードコイルと交流電流センサの部品点数を削減し、実装面積を小さくでき３モードハイブリッドコイルを提供することを目的とする。  【解決手段】コモンモードコイル１０１ａ，１０１ｂは閉ループを形成する磁気回路Ａに設置し、ノーマルモードコイル１０２および電流センシングコイル（交流電流検出コイル）１０３の機能は開ループを形成する磁気回路Ｂに設置し、磁気回路ＡとＢコアを同一のコア１００に形成したことを特徴とする３モードハイブリッドコイルである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンモードコイルとノーマルモードコイルおよび電流検出用コイルの機能を有する３モードハイブリッドコイルであって、前記コモンモードコイルは閉ループを形成する磁気回路Ａに設置し、前記ノーマルモードコイルおよび交流電流検出コイルは開ループを形成する磁気回路Ｂに設置し、前記磁気回路Ａと前記磁気回路Ｂのコアにおいて少なくともコアアームを共有する同一のコアに形成したことを特徴とする３モードハイブリッドコイル。
【請求項２】
磁気回路Ｂのコアにエアギャップを設けたことを特徴とする請求項１に記載の３モードハイブリッドコイル。
【請求項３】
磁気回路Ａと磁気回路Ｂのコアの共通アーム部の外郭部に磁束回路を狭細化する構造を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の３モードハイブリッドコイル。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の３モードハイブリッドコイルを搭載した電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、おもに電力変換装置に用いられるノイズ低減用のコモンモードコイル、ノーマルモードコイルに関し、単一のコアで３つの機能（コモンモードコイル、ノーマルノードコイル、交流電流センシング）を有する３モードハイブリッドコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、おもに電力変換装置に使用されるこの種のノイズ抑制用ハイブリッドコイルは種々の提案がなされており、たとえばコモンモードコイルとノーマルモードコイルとトランスの同一コアで実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来の３モードハイブリッドコイルを示すものである。図３に示すように、Ｅ型からなるコア１と、巻線部（コイル部）２から構成されている。
【０００４】
また、高調波用チョークコイル等においては、単一のコイルでコモンモードコイルとノーマルモードチョークコイルの両方の特性を有するものがあり、一部の電力変換装置において利用されていた。
【０００５】
また、通常電流変換装置においては、システム制御の必要性から、電流センシング（電流値の検出）が必要であり、その電流センサの実装・形成が検討されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６０６２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１７２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、電力変換装置において通常用いられるコモンモードコイルとノーマルモードコイルとを一体化できるが、電力変換装置においてシステム制御上通常に用いられる交流電流センサが、別部品となるために、電源部の部品数が多くなり、部品実装面積が大きくなり、配線が複雑化するという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、実装時の部品点数を削減し、実装面積を小さくでき、安価で、小型の３モードハイブリッドコイル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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、閉ループを形成する磁気回路Ａにコモンモードコイルを設置し、ノーマルモードコイルおよび交流電流検出コイルを磁気回路Ｂに設置し、磁気回路Ａと前記磁気回路Ｂのコアにおいて磁気アームを共有する同一のコアに形成したものである。
【０００９】
これによって、従来コモンモードコイルとノーマルモードコイルと電流センシングコイルが個別に存在し、電力変換装置においてそれぞれ必要であったが、単一コアで済むために、部品点数が低減し、実装面積を小さくでき、安価で、小型化ができる。
【００１０】
なお、上記構成に加えて磁気回路Ｂのコアにエアギャップを設けた場合は、磁気回路Ｂの磁気飽和が緩和されることにより、ノーマルモードコイルを小型化でき、また電流センシングにおける入力−出力特性を広範囲において安定化出力することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の３モードハイブリッドコイルは、単一のコイルでコモンモードコイルとノーマルモードコイルと電流センシングコイルを形成できるので部品点数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の３モードハイブリッドコイルの発明は、コモンモードコイルとノーマルモードコイルおよび電流検出用コイルの機能を有する３モードハイブリッドコイルであって、前記コモンモードコイルは閉ループを形成する磁気回路Ａに設置し、前記ノーマルモードコイルおよび交流電流検出コイルは開ループを形成する磁気回路Ｂに設置し、前記磁気回路Ａと前記磁気回路Ｂのコアにおいて少なくともコアアームを共有する同一のコアに形成したことを特徴とするものであり、これにより、単一のコイルでコモンモードコイルとノーマルモードコイルと電流センシングコイルを形成できるので部品点数を低減することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の３モードハイブリッドコイルの発明は、請求項１に記載の発明の発明において、磁気回路Ｂのコアにエアギャップを設けたことを特徴とするものであり、これにより、コアの磁気飽和が緩和され、ノーマルモードコイルを小型化でき、また電流センシングにおける入力−出力特性を広範囲することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の３モードハイブリッドコイルの発明は、請求項１または２に記載の発明の発明において、磁気回路Ａと磁気回路Ｂのコアの共通アーム部の外郭部に磁束回路を狭細化する構造を具備することを特徴とするものであり、開磁気回路から閉磁気回路へ流出することを低減できる。
【００１５】
また、請求項４に記載の電力変換装置３モードハイブリッドコイルの発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の３モードハイブリッドコイルを搭載した電力変換装置である。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における３モードハイブリッドコイルの構成を示すものである。
【００１８】
図１に示すように、コア１００は、閉磁気回路（同図の上部）とエアギャップ１０４を持つ開磁気回路（同図の下部）から構成される。なお、コア１００の材料は、その必要とする周波数特性から積層鋼板もしくはフェライト系磁性材料などから選定される。
【００１９】
コモンモードコイル１０１ａ，１０１ｂは、コア１００の閉磁気回路において互いに磁束を打ち消すような方向に発生するように形成され、電源から負荷へ供給される交流電流の行き帰りの回路に挿入され、それぞれのコイルにより発生した磁束をコア１００における閉磁気回路にて打ち消すことでコモンモードコイルを実現するものである。
【００２０】
ノーマルモードコイル１０２は、コア１００の開磁気回路に形成される単一コイルであり、電流に応じてコア１００に磁束を生じることでノーマルモードコイルとしての機能を生じるものである。
【００２１】
交流電流検出コイルとしての電流センシングコイル１０３は、コア１００の開磁気回路に形成され、ノーマルモードコイル１０２により、開磁気回路に誘起される磁束変化を磁気誘導結合で生じる磁気結合出力を取り出すコイルであり、磁束変化を電気信号変化として取り出すために、その磁気結合度を上げる必要性から、他の３コイルに比べて、細線かつ多数巻きコイルとなっている。
【００２２】
この構成において、コモンモードコイル１０１ａ，１０１ｂにより発生する磁束は、磁気抵抗の低い閉磁気回路を支配的に流れて、エアギャップ１０４により磁気抵抗の高い開磁気回路へは流出しない。また、ノーマルモードコイル１０２により、派生する磁束エネルギーはエアギャップ１０４の空間部に集中するとともに、コア１００の開磁気回路と閉磁気回路に構成された共通アームの外部に設けた磁束回路を狭細化する構造である切欠き部１０５により、開磁気回路から閉磁気回路へ流出することを低減している。
【００２３】
なお、図１においては、コア１００においてはエアギャップ１０４を設けた図となっているが、この３モードハイブリッドコイルの使用される電流値およびコア材料特性よって必要となるものであり、なくても本実施の形態の効果を得られるものである。
【００２４】
図２は、本実施の形態の３モードハイブリッドコイルを搭載した電力変換装置の電気接続構成を示す等価回路を示すものである。
【００２５】
同図において、電源入力２００は、電力変換装置の入力部であり、この３モードハイブリッドコイルの出力は負荷２０１へ接続されている。この３モードハイブリッドコイルにおいて、コモンモードコイル２０２、ノーマルモードコイル２０４および負荷電流を検出する電流センシングコイル２０３を形成しており、例えば同図のように結線を行うことにより、ノイズフィルタおよび電流検出機能を具現化できるものである。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においては、コモンモードコイル１０１ａ，１０１ｂとノーマルモードコイル１０２および電流センシングコイル１０３を、閉ループを形成する磁気回路Ａと開ループを形成する磁気回路Ｂに形成することにより、単一のコイルでコモンモードコイルとノーマルモードコイルと電流センシングコイルを形成でき、部品点数を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる３モードハイブリッドコイルは、単一のコアでコモンモードコイルとノーマルモードコイルと電流センシングコイルを形成することが可能となるので、電力変換装置に用いられるノイズ低減用のコモンモードコイル、ノーマルモードコイル、電流検出コイル等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における３モードハイブリッドコイルの構成図
【図２】同実施の形態の３モードハイブリッドコイルを搭載した電力変換装置の電気接続構成を示す等価回路図
【図３】従来の３モードハイブリッドコイルの平面図
【符号の説明】
【００２９】
１００  コア
１０１ａ，１０１ｂ  コモンモードコイル
１０２  ノーマルモードコイル
１０３  電流センシングコイル（交流電流検出コイル）
１０４  エアギャップ
１０５  切欠き部
２０２  コモンモードコイル
２０３  電流センシングコイル
２０４  ノーマルモードコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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