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コモンモードフィルタ 新技術説明会

国内特許コード P150011586
整理番号 N14065
掲載日 2015年3月24日
出願番号 特願2015-020017
公開番号 特開2016-144115
登録番号 特許第6555682号
出願日 平成27年2月4日(2015.2.4)
公開日 平成28年8月8日(2016.8.8)
登録日 令和元年7月19日(2019.7.19)
発明者
  • 曽根原 誠
  • 吉作 祥明
  • 佐藤 敏郎
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 コモンモードフィルタ 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の伝送線路と第2の伝送線路に差動信号を伝播させて信号を伝送する伝送回路に用い、一対のインダクタ11、21と複数のキャパシタとから構成され、インダクタが相互に磁気的に結合される配置として形成される。キャパシタとなる導体パターンを形成した第1層と、キャパシタとなる導体パターン及びインダクタとを形成した第3層と、第1層と第3層とにより厚さ方向に挟まれた、誘電体材からなる第2層とから形成され、キャパシタは、第2層を挟んで対向配置されている導体パターンによって構成される。
【選択図】図10
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16は図15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15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】
第1の伝送線路(L1)と第2の伝送線路(L2)に差動信号を伝播させて信号を伝送する伝送回路に用いるコモンモードフィルタであって、
前記第1の伝送線路(L1)に配設した第1のキャパシタ(91)及び前記第2の伝送線路(L2)に配設した第2のキャパシタ(92)と、
前記第1のキャパシタ(91)よりも入力側の前記第1の伝送線路(L1)上の点と、前記第2のキャパシタ(92)よりも入力側の前記第2の伝送線路(L2)上の点との間に掛け渡して配設した第1のインダクタ(11)と、
前記第1のキャパシタ(91)よりも出力側の前記第1の伝送線路(L1)上の点と、前記第2のキャパシタ(92)よりも出力側の前記第2の伝送線路(L2)上の点との間に掛け渡して配設した第2のインダクタ(21)と、
前記第1の伝送線路(L1)及び前記第2の伝送線路(L2)上の、前記第1のインダクタ(11)との接続点よりも入力側の位置において、前記第1の伝送線路(L1)と前記第2の伝送線路(L2)との間に直列接続により掛け渡して配設され、中間点が接地された第3のキャパシタ(31)及び第4のキャパシタ(41)と、
前記第1の伝送線路(L1)及び前記第2の伝送線路(L2)上の、前記第2のインダクタ(11)との接続点よりも出力側の位置において、前記第1の伝送線路(L1)と前記第2の伝送線路(L2)との間に直列接続により掛け渡して配設され、中間点が接地された第5のキャパシタ(32)及び第6のキャパシタ(42)と、
前記第3のキャパシタ(31)と前記第1の伝送線路(L1)との接続点よりも入力側の前記第1の伝送線路(L1)上に配設した第7のキャパシタ(51)及び前記第4のキャパシタ(41)と前記第2の伝送線路(L2)との接続点よりも入力側の前記第2の伝送線路(L2)上に配設した第8のキャパシタ(71)と、
前記第5のキャパシタ(32)と前記第1の伝送線路(L1)との接続点よりも出力側の前記第1の伝送線路(L1)上に配設した第9のキャパシタ(62)及び前記第6のキャパシタ(42)と前記第2の伝送線路(L2)との接続点よりも出力側の前記第2の伝送線路(L2)上に配設した第10のキャパシタ(82)とを備え
前記第1~第10のキャパシタ(91、92、31、41、32、42、51、71、62、82)を構成する導体パターンが設けられた第1層と、誘電体材からなる第2層と、前記第1~第10のキャパシタ(91、92、31、41、32、42、51、71、62、82)を構成する導体パターン及び前記第1のインダクタ(11)と第2のインダクタ(21)を構成する導体パターンが設けられた第3層とを、前記第2層を中間層として積層するとともに、前記第1層の前記第1~第10のキャパシタを構成する導体パターンと前記第3層の前記第1~第10のキャパシタを構成する導体パターンとを前記第2層を挟んで対向配置し、
前記第1のインダクタ(11)と前記第2のインダクタ(21)は、前記第3層の平面内において、コイルパターンを互いに入り組ませた形態として磁気的に結合する構成とするとともに、前記コイルパターンを囲む配置に前記第1~第10のキャパシタを構成する導体パターンを形成したことを特徴とする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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JP2015020017thum.jpg
出願権利状態 登録
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