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コモンモードフィルタ コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P150011583
整理番号 N14064
掲載日 2015年3月24日
出願番号 特願2014-244766
公開番号 特開2016-111418
登録番号 特許第6471995号
出願日 平成26年12月3日(2014.12.3)
公開日 平成28年6月20日(2016.6.20)
登録日 平成31年2月1日(2019.2.1)
発明者
  • 曽根原 誠
  • 佐藤 敏郎
  • 中山 英俊
出願人
  • 国立大学法人信州大学
  • 独立行政法人国立高等専門学校機構
発明の名称 コモンモードフィルタ コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 実用可能なフィルタ特性と高集積化が可能なコモンモードフィルタを提供する。
【解決手段】 第1の伝送線路L1に設けた第1のキャパシタ91と、第2の伝送線路L2に設けた第2のキャパシタ92を挟む配置として、第1の伝送線路L1と第2の伝送線路L2との間を接続する第1のインダクタ11及び第2のインダクタ21と、第1の伝送線路L1と第2の伝送線路L2との間を交差して接続する交差線路の交差位置と、第1の伝送線路L1と第2の伝送線路L2とを結ぶそれぞれの線路上に設けた第3~第6のキャパシタ31、32、41、42と、第1の伝送線路L1上と前記第2の伝送線路L2上において、第1のインダクタ11よりも入力側の位置、第2のインダクタ21よりも出力側の位置に、それぞれ設けた第7、8のキャパシタ51、71と、第9、10のキャパシタ62、82とを備え、前記交差線路が交差位置において接地されていることを特徴とする。
【選択図】 図17
従来技術、競合技術の概要


差動伝送技術は、伝送線路を介して信号を伝送する際に、2本の平行に配置した線路に差動信号(ディファレンシャルモード)を伝播させることにより、電磁的な妨害波が外部に作用しないようにする(EMC対策)ためのものである。この差動伝送技術においては、同相成分(コモンモード)のノイズが伝播すると、ノイズ輻射によりEMC対策が阻害されることから、コモンモード成分を抑制するコモンモードフィルタが必ず用いられる。



従前のコモンモードフィルタは、コモンモードチョークコイルやチップ素子を用いたフィルタが一般的であった。これに対し、従前のコモンモードフィルタとは動作原理が異なる擬似伝送線路理論に基づくコモンモードフィルタが提案されている(特許文献1)。図20は、擬似伝送線路理論に基づくコモンモードフィルタの構成例を示す。このコモンモードフィルタは、第1の伝送線路L1と第2の伝送線路L2に、それぞれ入力側のAパターン部L1A、L2A、出力側のBパターン部L1B、L2B、中間接続パターン部L1C、L2Cを設けた構成を備える。



図21は、図20の等価回路である。等価回路は、各パターン部及び各パターン部間のキャパシタンス成分、インダクタンス成分を考慮して構成されている。このコモンモードフィルタは、コモンモードのノイズ信号を遮断し、ディファレンシャルモードについては、通したい周波数領域の信号のみ通過させるという作用をなす。
擬似伝送線路理論に基づくコモンモードフィルタは、図20に示すように、薄膜パターンの線幅や形状を適宜設計することによって形成することができ、容易に小型化、薄型化が可能である。

産業上の利用分野


本発明は差動伝送に用いられるコモンモードフィルタに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
信号を伝送する第1の伝送線路(L1)及び第2の伝送線路(L2)と、
前記第1の伝送線路(L1)に介設した第1のキャパシタ(91)及び前記第2の伝送線路(L2)に介設した第2のキャパシタ(92)と、
前記第1のキャパシタ(91)に接続する前記第1の伝送線路(L1)の入力側における接続点(以下、「接続点P1」という。)と、前記第2のキャパシタ(92)に接続する前記第2の伝送線路(L2)の入力側における接続点(以下、「接続点P3」という。)との間に配設した第1のインダクタ(11)と、
前記第1のキャパシタ(91)に接続する前記第1の伝送線路(L1)の出力側における接続点(以下、「接続点P2」という。)と、前記第2のキャパシタ(92)に接続する前記第2の伝送線路(L2)の出力側における接続点(以下、「接続点P4」という。)との間に配設した第2のインダクタ(21)と、
前記接続点P1と前記接続点P4とを接続する伝送線路と、前記接続点P2と前記接続点P3とを接続する伝送線路とを設け、該伝送線路が交差する点を接地された結節点とするともに、
該結節点と前記接続点P1との間、該結節点と前記接続点P2との間、該結節点と前記接続点P3との間、該結節点と前記接続点P4との間にそれぞれ配設した第3、第4、第5、第6のキャパシタ(31、32、41、42)と、
前記第1の伝送線路(L1)において前記接続点P1よりも入力側に近い位置、前記第2の伝送線路(L2)において前記接続点P3よりも入力側に近い位置、前記第1の伝送線路(L1)において前記接続点P2よりも出力側に近い位置、前記第2の伝送線路(L2)において前記接続点P4よりも出力側に近い位置にそれぞれ配設した、第7、第8、第9、第10のキャパシタ(51、71、62、82)と、
を備えることを特徴とするコモンモードフィルタ。

【請求項2】
前記第3のキャパシタ(31)と前記第1の伝送線路(L1)との接続点を、前記接続点P1と前記第1のキャパシタ(91)との間の伝送線路上に設定し、前記第4のキャパシタ(32)と前記第1の伝送線路(L1)との接続点を、前記接続点P2と前記第1のキャパシタ(91)との間の伝送線路上に設定し、前記第5のキャパシタ(41)と前記第2の伝送線路(L2)との接続点を、前記接続点P3と前記第2のキャパシタ(92)との間の伝送線路上に設定し、前記第6のキャパシタ(42)と前記第2の伝送線路(L2)との接続点を、前記接続点P4と前記第2のキャパシタ(92)との間の伝送線路上に設定することを特徴とする請求項1記載のコモンモードフィルタ。

【請求項3】
前記第1のインダクタ(11)と第2のインダクタ(21)が、相互に同一のインダクタンスに設定され、
前記第1のキャパシタ(91)と第2のキャパシタ(92)が、相互に同一のキャパシタンスに設定され、
前記第3~第6のキャパシタ(31、32、41、42)が、相互に同一のキャパシタンスに設定され、
前記第7~第10のキャパシタ(51、71、62、82)が、相互に同一のキャパシタンスに設定されていることを特徴とする請求項1または2記載のコモンモードフィルタ。

【請求項4】
前記第1のインダクタ(11)及び第2のインダクタ(21)と、前記第1~第10のキャパシタ(91、92、31、32、41、42、51、71、62、82)とを、絶縁層を厚さ方向に挟む配置に導体パターンを形成した積層構造としたコモンモードフィルタであって、
前記第1のインダクタ(11)と第2のインダクタ(21)は、巻線構造の導体パターンとして設け、
前記第1~第10のキャパシタ(91、92、31、32、41、42、51、71、62、82)は、それぞれ前記絶縁層を挟んで対向配置する平行平板形の導体パターンとして設け、
前記第1~第10のキャパシタ(91、92、31、32、41、42、51、71、62、82)は、前記第1のインダクタ(11)と前記第2のインダクタ(21)が配置される平面領域と重複しない配置に設けることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載のコモンモードフィルタ。

【請求項5】
前記第1のインダクタ(11)及び第2のインダクタ(21)インダクタンスは、前記巻線構造の巻数、線幅、線間、導体パターンの厚さに基づいて規定され、
前記第1~第10のキャパシタ(91、92、31、32、41、42、51、71、62、82)のキャパシタンスは、前記対向配置される導体パターンの面積と前記絶縁層の誘電率、絶縁層の厚さに基づいて規定されることを特徴とする請求項4記載のコモンモードフィルタ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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