NIPPON CHEMI-CON CORPORATION

用纳米晶体合金线圈FL-V系列 代替等效于铁氧体线圈规格的电特性具有“小型化”，“低DCR”和“低杂散电容”的优点。 在本文中，我们将介绍与以下各项相比，纳米晶合金线圈FL-V系列对于铁氧体线圈的优势。

比较项目

• 阻抗频率特性
• 共模滤波噪音衰减特性
  电路配置应为使用共模扼流圈在LC噪音滤波器效果(共模)下的共模滤波器的配置。
• 其他，电气特性，线圈尺寸等

比较条件

关于FL-V线圈和铁氧体线圈，我们将在以下两个条件下考虑用FL-V线圈替换铁氧体线圈的优点。

1. 阻抗: 使阻抗在100kHz至500kHz之间几乎相同。 在此线圈规格中，约为2.6kΩ/250kHz。
2. 铜线: 所有线材通用，铜线直径几乎相同。

使用	大电流共模噪音消除
铁氧体磁芯	普通Mn-Zn铁氧体 (相当于5,000相对磁导率)
额定电流	20A
阻抗	2.6kΩ (250kHz)
DCR (铜线的直流电阻)	4.0mΩ/每线圈
杂散电容C (由于缠绕而在铜线之间产生)	13pF
线圈体积	64cm3 (磁芯尺寸: 47mm、在磁芯盒里面下)

用FL-V线圈替代等效于上述铁氧体线圈规格的电气特性具有以下优点。

• 线圈尺寸减小 → 実装面積、空間縮小化、軽量化
• 低DCR → 减少DC损耗，低发热量
• 低杂散电容 → 有更宽的噪音消除带

原因将在下面说明。

1. 铁氧体线圈和FL-V线圈的规格比较

如果FL-V线圈满足比较项目，则可以减小线圈尺寸，这有助于减小线圈安装空间。 下表是通过替换外部比较图和FL-V线圈产生的包括电气特性在内的影响的表格。

铁氧体线圈	FL-V线圈
磁芯外径: 47mm (磁芯盒装品) 卷线规格: ⌀1.6mm×2P	磁芯外径: 28mm (磁芯盒装品) 卷线规格: ⌀1.5mm×2P

比较项目	铁氧体线圈	我们的FL-V线圈	更换FL-V线圈的效果
磁芯体积[cm3]	17.1	4.9	有助于提高71%，减小线圈尺寸并减轻重量。
线圈体积[cm3]	64.1	29.5	改善了54%，减少了线圈安装空间。(注意1)
线圈重量[g]	160.0	73.0	改善了54%，减轻了线圈安装设备的重量。
DCR[mΩ]	4.0	2.4	改善40%，减少直流损耗。 低发热量。
杂散电容[pF]	13.0	8.0	改善38%，改善高频侧噪音消除能力。

(备注1)

在约2.6kΩ±10%/约250kHz的情况下，铁氧体线圈和FL-V线圈的阻抗均相同。

(备注2)

线圈体积不包括线圈内径空间。

(备注3)

DCR是每个线圈的铜线电阻值。

(注意1)

关于线圈的体积，铁氧体线圈与FL-V线圈之间的体积差随着所使用的铁芯尺寸的减小而减小。 原因是铜线直径和芯盒壁厚对较小的芯尺寸有较大影响，并且存在散热问题。

2. 铁氧体线圈和FL-V线圈之间的阻抗比较

接下来，比较满足比较条件的铁氧体线圈和FL-V线圈的阻抗频率特性，创建一个简单的共模滤波器，并比较使用铁氧体线圈和FL-V线圈时的噪音衰减特性。

图1显示了铁氧体线圈和纳米晶合金线圈(我们的FL-V系列)之间的阻抗特性差异。
从比较条件来看，在频率点A处大约250kHz处的阻抗是相同的。这里，相对于铁氧体线圈，我们的FL-V线圈具有以下两个特征。

• 改善频带①的低频带阻抗
  →FL-V线圈的相对磁导率比铁氧体线圈高，并且可以通过较少的匝数获得高阻抗。
• ③提高频带的高频带阻抗
  →由于绕组数量少，因此杂散电容(杂散电容)变小，并且与铁氧体线圈相比，谐振点可以扩展到频率点B (大约1MHz到几个MHz)。

铁氧体线圈的相对磁导率比FL-V线圈低，为了获得高阻抗，必须增加绕组数，但是增加绕组数会降低谐振频率并降低高频带中的阻抗 当试图用铁氧体线圈获得高阻抗时，可以保持较高阻抗的频带要比FL-V线圈窄，并且在相对较低的频率下可能会出现谐振峰。

总之，当频带②的特性与铁氧体线圈的特性相同时，FL-V线圈可以在①和③频带的宽频带上保持比铁氧体线圈更高的阻抗。 通过使用FL-V线圈，可以期望在宽频带上提高噪音消除能力。

3. 铁氧体线圈和FL-V线圈的简单共模滤波器特性比较

在上述电路配置中，Y电容器（C_y）为0.5μF的陶瓷电容器。 另外，假设在约100kHz处的噪音衰减约为-60dB，则截止频率f_c为3kHz至4kHz。

(备注1)

2.5MHz的谐振点取决于C_y (陶瓷电容器)的频率特性。

(备注2)

由于线圈绕组电容以及C_y电感分量，阻抗降低会影响2.5MHz谐振点之后滤波器衰减的恶化。

(备注3)

由于测量仪器的精度，高频侧特性最大为40MHz。

从图2可以看出，铁氧体线圈和使用我们的FL-V线圈的共模滤波器在100 kHz时的衰减特性均为-50至-60 dB，几乎与设计相同。 另外，从图1的阻抗特性和图2的滤波器特性来看，通过使用FL-V，在3kHz至200kHz左右的低频段和1MHz或更高的高频段中，噪音衰减特性得到了改善。此外，可以使线圈更小，更轻。

总结

我们考虑了以下有关由铁氧体制成的FL-V系列线圈和共模线圈的问题。

• 阻抗比较 (概述)
• 共模滤波器比较

这次，我们评估了针对大电流应用的线圈规格，但是在将来设计共模滤波器时，请考虑我们的FL-V系列线圈。