JP2001230650A - ノイズフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズフィルターにピーク値の高い電流が流
れてもノイズ減衰性能が低下することが少なく、また、
漏れ電流が小さくてノイズ減衰性能が高く、電子機器の
ダイオードから発生するノイズを低減しできるノイズフ
ィルターを得る。 【解決手段】 この発明のノイズフィルター４０ａは、
離れた距離の入力端子１，２，３と出力端子４，５，６
をそれぞれ接続する電線４５，４６，４７を、磁性体の
磁路が前記電線の周囲方向に構成される屈曲構造の磁性
チューブ４４ａに通してコモンモードチョークコイルを
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交流電源と電子機器
との間に挿入するノイズフィルターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のノイズフィルター１００の
一例を示すものである。図において、入力端子１、２、
３の相互間にはコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３が接続され
ている。この入力端子には交流電源１６が接続される。
出力端子４、５、６の相互間にはコンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６が、またアース端子Ｅと各出力端子間にはコン
デンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９が接続される。入力端子と出力
端子間にはフェライト等の材料の磁性体コア１０に同一
方向に巻いたコイル７、８、９で構成されるコモンモー
ドチョークコイル１１を接続する。出力端子４、５、６
は電子機器１２の電源端子１３、１４、１５に接続す
る。

【０００３】従来のノイズフィルターは、コア１０にコ
イル７、８、９を作るために電線を巻きコモンモードチ
ョークコイル１１を作り、金属ケースに絶縁して取り付
けられた端子にコンデンサと固定されていないコモンモ
ードチョークコイル１１の線を接続し、ハンダ付けした
後にプラスチック等の樹脂を流し込み固定することによ
り製造していた。

【０００４】次に、従来のノイズフィルター１００の動
作について説明する。入力端子１、２、３と出力端子
４、５、６間に接続されるコモンモードチョークコイル
１１は、コモンモードのインダクタンスとしては１ｍＨ
以上の大きなインダクタンスとなり、交流電源１６から
入力端子１、２、３に入るコモンモードノイズを、ノイ
ズフィルター１００を構成するコモンモードチョークコ
イル１１とコンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９により減衰さ
せ、電子機器１２に対しノイズが侵入するのを防止す
る。また、コイル７、８、９は部分的に巻かれているの
で、相互間の結合は完全ではなく漏れインダクタンスが
ある。この漏れインダクタンスと入力端子１、２、３の
相互間に接続したコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、出力
端子４、５、６の相互間に接続したコンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６により、交流電源１６から入力端子１、２、３
に入るノーマルモードノイズを減衰させ、電子機器１２
に対しノイズが侵入するのを防止し、また逆に電子機器
１２からノーマルモードノイズが交流電源１６に出るの
を防止する。

【０００５】従来のノイズフィルター１００に接続する
電子機器１２は、その入力端子にダイオードを使用して
いるものが多い。電子機器１２の入力端子１３、１４、
１５には一般的にダイオード７４、７５、７６、７７、
７８、７９が接続されコンデンサＣ１６に直流電圧を充
電する整流回路がある。３相交流電圧のＲ−Ｓ相の電圧
すなわち入力端子１３と１４間の電圧が高くなると、電
流８０が流れ込み、電流８１が流れ出る。次にＲ−Ｓ相
の電圧がコンデンサＣ１６の電圧より低くなるとダイオ
ード７４はオフするが、この時ダイオードの逆回復特性
によりダイオード７４にリカバリ電流が流れ、電子機器
１２の内部回路の発生するノイズに比べ高い電圧のノイ
ズを発生し、かなり高い周波数成分を含む。

【０００６】図４は従来のノイズフィルターの動作を説
明するための波形図である。図（ａ）は電子機器１２の
入力端子１３と１４間の電圧であり、図（ｂ）は図
（ａ）の電圧に含まれるノイズ成分である。ダイオード
７４がオフするタイミング９０では９１のノイズが発生
する。このノイズ９１は拡大すると図（ｄ）のようにな
り、高い周波数成分を含み、高い電圧のノイズを発生す
る。他のノイズは他のダイオードが発生するノイズであ
る。例えばタイミング９２ではダイオード７７がオフし
９３のノイズが発生する。

【０００７】電子機器１２は半導体を使用したものが多
く、入力はダイオードと電解コンデンサによるコンデン
サインプット式整流回路で構成されている場合が多い。
図５は入力がダイオードと電解コンデンサによるコンデ
ンサインプット式整流回路で構成されている電子機器１
２の入力電流の波形を示す図である。コンデンサインプ
ット式整流回路の場合、入力電流の力率は非常に悪く、
電流の実行値に比べピーク値が高く、１．５〜２倍にも
なる電流となる。また、インバータ等の電子機器１２の
入力電流は瞬間的に大きな突入電流が流れることが多
い。例えばインバータ等の負荷として接続したモータを
急加速するときや、モータに急激に負荷が加わった時な
ど定常時に比べ大きな電流が流れる。従って、前記した
整流回路の力率と合わせるとノイズフィルターのコモン
モードチョークコイル１１に流れる電流のピーク値は２
〜３倍になる。

【０００８】図６は従来のノイズフィルターの動作を説
明するための構成図である。図において、１，２，３は
入力端子、４，５，６は出力端子、７，８，９はコイ
ル、１０はフェライトコア等の磁性材料で構成されるコ
ア、１１はコモンモードチョークコイルである。また、
２０，２１は漏れ磁束、２２，２３はコア１０のコイル
７，８が巻かれている部分、２８，２９は電流である。
コモンモードチョークコイル１１に大きな電流が流れる
と、漏れ磁束２０、２１が増加し、コア１０の２２、２
３の部分の磁束密度が増加し、飽和磁束密度に近くな
る。コア１０が飽和磁束密度に近くなると透磁率が小さ
くなり、インダクタンスが下がる。そのため入力端子
１、２、３と出力端子４、５、６間のコモンモードのイ
ンダクタンスは小さくなり、ノイズフィルターとしての
コモンモードノイズの減衰性能は低くなってしまう。ま
た、同様にノーマルモードノイズの減衰性能も低くなっ
てしまう。

【０００９】また、磁性体としてアモルファスをコア１
０に使用しコイル７、８、９を巻いたコモンモードチョ
ークコイル１１を使用してノイズフィルターを構成する
と、アモルファスコアは周波数が高くなると透磁率が低
下するためコイル７、８、９のインダクタンスも小さく
なる。例えば１００ＫＨｚでは１ＫＨｚの時のインダク
タンスの４分の１に小さくなり、１００ＫＨｚ以上の高
周波においてノイズフィルターとしてのノイズの減衰性
能が低くなってしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のノイズフィルタ
ーに接続する電子機器は、その入力端子にダイオードを
使用しているものが多く、その電子機器のダイオードか
ら発生するノイズ電圧が高く、このノイズ電圧を小さく
するには、ノイズフィルターのノイズ減衰性能を高くし
なければならないという問題点があった。

【００１１】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、ノイズフィルターにピーク値の
高い電流が流れてもノイズ減衰性能が低下することが少
なく、また、漏れ電流が小さくてノイズ減衰性能が高
く、電子機器のダイオードから発生するノイズを低減し
できるノイズフィルターを得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るノイズフ
ィルターは、離れた距離の入力端子と出力端子をそれぞ
れ接続する電線を、磁性体の磁路が前記電線の周囲方向
に構成される屈曲構造の磁性チューブに通したものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係るノ
イズフィルターの構成を示すものである。図において、
１〜６、Ｅ、Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ７〜Ｃ９は、
図３と同様であり、その説明を省略する。また、４０ａ
はノイズフィルター、４１は磁性体のコア、４２はクッ
ション、４３は被覆、４４ａは磁性チューブである。ま
た、４５，４６，４７は入力端子１、２、３と出力端子
４、５、６間を接続する電線で、磁性体のコア４１とク
ッション４２を交互に並べ被覆４３で覆った磁性チュー
ブ４４ａの中を通すものである。また、５０は入力部、
５１は出力部である。入力部５０の入力端子１、２、３
間にはコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３を接続し、出力部５
１の出力端子４、５、６間にはコンデンサＣ４、Ｃ５、
Ｃ６、出力端子４、５、６とアース端子Ｅ間にはコンデ
ンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９を接続する。

【００１４】磁性体のコア４１は、フェライトやアモル
ファス等の磁性体のリング状になったトロイダルコアで
あり、磁路を電線４５，４６，４７の周囲方向に構成す
る。クッション４２は、ゴムやスポンジ等の弾力性のあ
る材料でできているリング状の緩衝材である。被覆４３
は、ゴムやビニール等の伸縮性のある材料かまたは繊維
を編んだものを使用する。コモンモードチョークコイル
を構成する磁性チューブ４４ａは、クッション４２及び
被覆４３が伸縮するので自在に曲げることができる。

【００１５】この磁性チューブ４４ａと、入力端子１、
２、３間に設けたコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、出力
端子４、５、６間に設けたコンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６
ならびにコンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９によりノイズフィ
ルター４０ａを構成する。被覆４３は、導体の網やパイ
プを使用しその一端をアース端子Ｅに接続すれば、シー
ルド効果により、磁性チューブ４４ａが通る場所のノイ
ズの影響を受けないし、ノイズの影響を与えない。

【００１６】ノイズフィルター４０ａにおいては、電線
４５，４６，４７を磁路が周囲方向に構成される磁性チ
ューブ４４ａに通したので、磁性体の磁路長が短く、漏
れ磁束が少ないため、電線４５，４６，４７にピーク値
の高い電流が流れても磁性体が飽和することが少なく、
ノイズ減衰性能が低下することが少ない。また、この磁
性チューブ４４ａの長さは自由に選べるので、コモンモ
ードチョークコイルとして任意のインダクタンスが得ら
れる。磁性チューブ４４ａが０．５ｍから１ｍ程度の長
さであれば、インダクタンスは１〜１０ｍＨ程度の結構
大きな値になりノイズ減衰性能の高いノイズフィルター
が得られる。

【００１７】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２に係るノイズフィルターの構成を示す図である。図
において、１〜６、Ｅ、Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ７
〜Ｃ９、４５〜４７、５０、５１は、図１と同様であ
り、その説明を省略する。４０ｂはノイズフィルター、
４４ｂは磁性チューブ、４８はリボン状または糸状の磁
性体を編んだり、巻き付けたりして製作した磁性体、４
９は被覆である。磁性チューブ４４ｂは、リボン状また
は糸状の磁性体を編んだり、巻き付けたりして製作した
磁性体４８を被覆４９で覆い構成される。

【００１８】リボン状または糸状の磁性体としてはアモ
ルファス等があり、このリボン状または糸状の磁性体を
編んだり、巻き付けたりして製作した磁性体は、自在に
曲げることができる。このリボン状または糸状のアモル
ファスは導体なので、その一端をアース端子Ｅに接続す
れば、シールド効果により、磁性チューブ４８が通る場
所のノイズの影響を受けないし、ノイズの影響を与えな
い。

【００１９】ところで、上記説明では、三相交流用のノ
イズフィルターで示したが、単相交流用または単相３線
式交流用等のノイズフィルターであっても同等の効果を
奏する。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２１】この発明に係るノイズフィルターは、電線
を磁路が周囲方向に構成される屈曲構造の磁性チューブ
に通しコモンモードチョークコイルを構成するようにし
たので、漏れ磁束を少なくすることができ、ピーク値の
高い電流が流れてもノイズ減衰性能が低下することが少
ないノイズフィルターを得ることができる。また、磁性
チューブを自在に曲げることができるので、入力部と出
力部を異なる位置に設定することができ、配線の一部と
して使用できるので、省スペースであり、ノイズフィル
ターを組み込む装置の組立コストが安くなる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るノイズフィル
ターの構成を示すものである。

【図２】 この発明の実施の形態２に係るノイズフィル
ターの構成を示す図である。

【図３】 従来のノイズフィルター１００の一例を示す
ものである。

【図４】 従来のノイズフィルターの動作を説明するた
めの波形図である。

【図５】 入力がダイオードと電解コンデンサによるコ
ンデンサインプット式整流回路で構成されている電子機
器１２の入力電流の波形を示す図である。

【図６】 従来のノイズフィルターの動作を説明するた
めの構成図である。

【符号の説明】

１，２，３ 入力端子、 ４，５，６ 出力端子、
７、８、９ コイル、１０ 磁性体コア、 １１ コモ
ンモードチョークコイル、 １２ 電子機器、１３、１
４、１５ 電源端子、 １６ 交流電源、 ４０ａ，４
０ｂ ノイズフィルター、 ４１ 磁性体のコア、 ４
２ クッション、 ４３ 被覆、 ４４ａ，４４ｂ 磁
性チューブ、 ４５，４６，４７ は入力端子１，２，
３と出力端子４，５，６間を接続する電線、 ４８ リ
ボン状または糸状の磁性体を編んだり、巻き付けたりし
て製作した磁性体、 ４９ 被覆、 ５０ 入力部、５
１ 出力部、 ７４、７５、７６ ダイオード、 ７
７、７８、７９ ダイオード、 １００ ノイズフィル
ター、 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ、 Ｃ４，Ｃ
５，Ｃ６ コンデンサ、 Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９ コンデン
サ、 Ｃ１６ コンデンサ、 Ｅ アース端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コモンモードチョークコイルと、このコ
   モンモードチョークコイルの線間にそれぞれ接続される
   コンデンサ及び各線とアース間に接続されるコンデンサ
   により構成され、交流電源と電子機器との間に挿入する
   ノイズフィルターにおいて、前記コモンモードチョーク
   コイルは、離れた距離の入力端子と出力端子を接続する
   電線を、磁性体の磁路が前記電線の周囲方向に形成され
   る屈曲構造の磁性チューブに通すことにより構成したこ
   とを特徴とするノイズフィルター。