JP2003174348A

JP2003174348A - ノイズ除去回路

Info

Publication number: JP2003174348A
Application number: JP2001374452A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Okazaki; 高治岡崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストでかつ簡易な構成により、電源から
侵入するノイズを完全あるいは大幅に除去することがで
きるノイズ除去回路を提供する。【解決手段】電源の入出力側に、１次巻線１ａと２次
巻線１ｃとの間にシールド巻線１ｂを巻回したシールド
巻層を設けたトランスＴ１，Ｔ２をそれぞれ介在させ
た。このようにすることで、１次巻線１ａから２次巻線
１ｃへ侵入しようとするノイズを電源の入力側で大幅に
除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源から侵入する
ノイズを完全あるいは大幅に除去することができるノイ
ズ除去回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今は、ＩＴ技術の進展と共に空間に溢
れる電磁波などが多くなり、あらゆる種類のデジタル信
号を扱う機器、例えば電気音響（オーディオ）機器にお
いて、電源から多種のノイズが浸入することは明らかで
ある。

【０００３】電源からの侵入ノイズは、高周波（ＲＦ）
ノイズであるが、ほとんどの電気機器に必要不可欠であ
る電源トランスの１次側から２次側へは、次の２つの形
態でノイズが侵入する。（１）１次コイルと２次コイル間の静電容量（Capacita
nce ）を介する形態（２）１次コイルから２次コイルへ電磁誘導として伝わ
る形態

【０００４】電源からノイズが侵入すると出力に影響
し、例えば上記オーディオ機器においては音が劣化し再
現性が低下する。よって、電源から侵入するノイズを除
去するために従来から種々の電源対策が講じられてい
る。

【０００５】例えば特開平１０−２５６８５９号公報に
は、電源の入力側から順に、並列に接続した第１のコン
デンサ、コモンモードノイズ電流を抑制する第１のコモ
ンモードチョークコイル、並列に接続した第２のコンデ
ンサ、並列に接続してノイズ電流をバイパスさせる第３
のコンデンサ、互いに逆の極性とされ、ノーマルモード
ノイズ電流を抑制する逆相トランス、コモンモードノイ
ズ電流を抑制する第２のコモンモードチョークコイル、
並列に接続してノイズ電流をバイパスさせる第４のコン
デンサを第１のコンデンサ、を有したＡＣラインフィル
タが開示されている。

【０００６】特開平１０−２５６８５９号に開示された
ＡＣラインフィルタは、上記のような回路構成とするこ
とにより、伝導妨害や輻射妨害を防いで、ノイズを除去
すると共に電力損失の低減化を図ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平１０−２５６８５９号に開示されたＡＣライン
フィルタは、一般家庭用の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流
電源の入力に重畳して侵入するノイズ波を入力側でシー
ルドする箇所がなく、そのために第１のチョークコイル
と第２及び第３のコンデンサ、第２のチョークコイルと
第４のコンデンサによるノイズ除去の効率が低い。

【０００８】また、逆相トランスを使用したとしても、
実際には理想の逆相による交流成分の打ち消しが完全で
はなく、また、逆相電圧の印加によるパルス性のノイズ
電圧の除去については完全に行えないといった問題があ
った。また、必要となる素子が多くなり、コストが増加
するばかりでなく、電気抵抗が増大して全体としてのメ
リットに欠けるといった問題があった。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決するものであ
り、低コストでかつ簡易な構成により、電源から侵入す
るノイズを完全あるいは大幅に除去することができるノ
イズ除去回路を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、電源の入出力側に、１次巻線と２次巻
線との間にシールド巻層を設けたトランスをそれぞれ介
在させた。このようにシールド巻層を設けることで、１
次巻線から２次巻線へ侵入しようとするノイズを電源の
入力側で大幅に除去でき、その残りのノイズを出力側で
除去でき、結果的に完全あるいは大幅にノイズが除去す
ることができるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のノイズ除去回路は、電源
から侵入するノイズを除去する回路において、電源の入
力側と出力側に、１次巻線と２次巻線との間にシールド
巻層を設けたトランスをそれぞれ介在させたものであ
る。

【００１２】例えばトランスは、必要な電力容量を有
し、１次電圧と２次電圧との対比が１：１のものを用い
る。そして、シールド巻層は、少なくとも２層以上の巻
線を施して１次巻線と２次巻線とを遮蔽するものであ
る。なお、トランスの電力容量は任意でよい。このよう
にすることで、静電結合によるノイズの２次巻線への侵
入をカットすることができる。

【００１３】なお、全体として電圧降下が僅かでも問題
となる場合は、電源出力側のトランスのタップを利用す
ることにより電圧降下の問題を解消できる。なお、電源
入出力側のそれぞれのトランスに関しては、重ね巻であ
るため、レギュレーションは良好で電圧降下は２００Ｗ
で約１％程度認められた。また、トランスの電力容量を
変更すれば大電力用に適用できることは言うまでもな
い。

【００１４】また、本発明は、上記構成において、トラ
ンス間にローパスフィルタを挿入したものである。この
ようにすることで、電源の入力側のトランスから漏洩し
た電磁結合により通過した若干のノイズをさらに遮断す
ることができる。

【００１５】ローパスフィルタを構成するコンデンサに
は、例えばチタン、セラミックのごとき磁器製のものを
用い、０．００１〜０．０１μｆｄ程度のものをコイル
との兼ね合いに応じて採用することが望ましい。このよ
うにした場合、広範囲のノイズに有効となる。

【００１６】また、ローパスフィルタを構成するコイル
は、本発明者による後述する実施例における一試験結果
によれば、例えば径２０ｍｍの空芯に対して径２ｍｍの
ＥＣ線を２５層巻回したものが実用的であったが、必要
安全電流に応じたワイヤで構成し、インダクタンスも任
意に選択すればよいことは言うまでもない。

【００１７】なお、上記のコイルの設定は、一般家庭用
電源の出力範囲（４００Ｗ）において発熱することなく
安全に使用し得る状態を選択している。

【００１８】このように、コンデンサとコイルとの定数
を任意に設定することにより、（可聴周波領域外の）ノ
イズばかりでなく、（可聴周波領域に発生する）低周波
のノイズであっても除去することが可能となり、全周波
数領域について極めて有効にノイズを除去することが可
能となる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例について、図１〜図４
を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例構成
を、図２は本発明におけるトランスを、図３は本発明の
第２実施例構成を、図４は本発明の第３実施例構成を、
各々示す。

【００２０】（第１実施例）図１に示す第１実施例は、
本発明の請求項１に対応しており、次の回路構成となっ
ている。Ｔ１，Ｔ２は、電源の入出力側にそれぞれ介在
され、必要な電力容量を有し、１次電圧と２次電圧との
対比が１：１とされたトランスである。

【００２１】これらトランスＴ１，Ｔ２は、図２に示す
ように、コア１の周囲に１次巻線１ａを巻回し、１次巻
線１ａに重ねてシールド用の巻線（以下シールド巻線１
ｂという）を少なくとも２層巻回してシールド巻層を形
成し、このシールド巻層に重ねて２次巻線１ｃを巻回し
た構成としている。

【００２２】また、シールド巻線１ｂは、その一端がシ
ャシー２にアースされ、他端がコンデンサＣを介してシ
ャシー２にアースされている。さらに、これら全体を覆
う金属製のシャシー２はグラウンドアースされている。
このようにしたトランスＴ１，Ｔ２は、シールド巻層の
存在により高いシールド効果を得ることができる。

【００２３】ところで、従来のトランスは、リング状の
コアの対向位置に１次側と２次側の巻線を巻回してお
り、磁気結合していて電気的には絶縁されているにも拘
わらず、２次側には確実にノイズが伝播する。この理由
は、Ｃ結合によること、及び１次側のノイズによって発
生した電磁波が２次側の巻線を横切ることによる。

【００２４】従来のトランスにおいては、Ｃ結合を減ら
すために１次側と２次側の巻線を分離して巻回する構造
を採ることが考えられるが、レギュレーションが悪く、
過負荷になった場合、波形の歪みが生じやすく安定性に
欠けるという問題がある。

【００２５】これに対して、本発明に採用するトランス
Ｔ１，Ｔ２は、１次巻線１ａと２次巻線１ｃをシールド
巻線１ｂにより分離すると共に、これら巻線を重ね巻き
するので、ノイズを２次巻線１ｃ側に伝播しないように
遮断することができ、シールド巻層をシャシーアースに
落とすことで高周波に対するインピーダンスを低くする
ことができ、過負荷に対して非常に強く、負荷変動に対
して２次側巻線１ｃ側の電圧変動を極小にすることがで
きる。

【００２６】ちなみに、本発明に採用するトランスＴ
１，Ｔ２について詳細に実験した結果、レギュレーショ
ンは良好で電圧降下は２００Ｗで約１％程度とすること
ができた。また、トランスの電力容量を変更すれば大電
力用に適用できることは言うまでもない。

【００２７】このような特徴を有したトランスＴ１，Ｔ
２を電源の入出力側にそれぞれ介在させることで、電源
の入力側のトランスＴ１で大幅にノイズが除去され、そ
の後に出力側でトランスＴ２によりさらにノイズが除去
されるので、全体として従来に較べて大幅にノイズを除
去することができる。

【００２８】（第２実施例）第２実施例は、本発明の請
求項２に対応しており、次の回路構成となっている。第
２実施例におけるノイズ除去回路は、図３に示すよう
に、上記した図１に示した構成においてトランスＴ１，
Ｔ２間にローパスフィルタ３を設けている。

【００２９】ローパスフィルタ３は、トランスＴ１の２
次巻線１ｃ両端にコイルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ１〜
Ｃ４をもってパイ（π）型フィルタを構成している。コ
イルＬ１，Ｌ２には、例えばチタン又はセラミック製で
０．００１〜０．０１μｆｄ程度のコンデンサＣ１，Ｃ
２、コンデンサＣ３，Ｃ４とを接続し、コンデンサＣ
１，Ｃ２間とコンデンサＣ３，Ｃ４間を接続してシャシ
ー２にアースしてある。

【００３０】また、コイルＬ１，Ｌ２は、例えば径２０
ｍｍの空芯に対して径２ｍｍのＥＣ線を２５層巻回して
いる。この設定は、一般家庭用電源の出力範囲（４００
Ｗ）において発熱することなく安全に使用し得る状態で
あり、発熱による電力損失が少ない状態である。

【００３１】このようにすることで、トランスＴ１で若
干残留したノイズは、ローパスフィルタ３でさらに除去
され、このローパスフィルタ３で除去されなかったノイ
ズは、さらにトランスＴ２にて除去されるので、第１実
施例よりさらに可及的完全にノイズを除去することがで
きる。

【００３２】ところで、第１実施例ではトランスＴ１，
Ｔ２の効果によりノイズが除去される旨説明したが、ト
ランスＴ１，Ｔ２は、その数がより多ければノイズ除去
効果が高い。しかしながら、単純にトランスＴ１，Ｔ２
の数を増加すれば、当然に電力損失が増大することとな
る。従って上記第１実施例では、トランスＴ１，Ｔ２は
電源の入出力側にそれぞれ設けることとし、第２実施例
では、トランスＴ１，Ｔ２間にローパスフィルタ３を設
けたのである。

【００３３】なお、ローパスフィルタ３において、コン
デンサＣとコイルＬとの定数を任意に設定すれば、全周
波数領域について極めて有効にノイズを除去することが
可能となる。従って第２実施例のノイズ除去回路は、除
去できるノイズの周波数範囲が限定されていたり、ノイ
ズ減衰の程度に限界があった従来のものに較べて汎用性
に優れる。

【００３４】（第３実施例）第３実施例は、本発明の請
求項２に対応しており、次の回路構成となっている。第
３実施例におけるノイズ除去回路は、図４に示すよう
に、上記した図３に示した構成においてトランスＴ１，
Ｔ２間にローパスフィルタ３，４を設けている。なお、
ローパスフィルタ４は上記したローパスフィルタ３と同
構成である。さらに、第３実施例では、ローパスフィル
タ３，４を隔絶するための遮蔽板５が設けられ、また出
力側にシールドワイヤを被覆している。このようにすれ
ば、上記した第１及び第２実施例よりもさらに高いノイ
ズ除去効果を得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明は、入力側にも出
力側にもトランスを１基づつ配し、そのそれぞれの１次
巻線と２次巻線の間にシールドを施すことで、入力ノイ
ズ波成分が出力側に（素通りして）出現するのを極めて
効果的に減衰させる（全体として２重の高周波・静電的
シールドが可能となっている）。

【００３６】入力側・出力側の両トランスの間に、チョ
ーク（choke ：インダクタンスを持つため、交流及びパ
ルス電気成分の通過には抵抗となる）としてのコイルを
コンデンサと共に挿入してローパスフィルタを形成させ
る。このフィルタは、幾重にも、また、各種特性のもの
を直列に投入することができ、フィルター効果はほとん
ど任意に増大させられる（コンデンサの材質・容量の大
小を選ぶことと相まって）。また、チョークコイルの素
材を正しく選ぶことにより、通過電力に与える損失は無
視できる程度となし得る。

【００３７】そして、通常電源部に到来するノイズ波
は、可聴周波数を超える高周波成分が大部分であり、こ
れらは上記したトランスにより効果的に抑制された後
に、ローパスフィルタによりさらに減衰させられるので
総合的に大きなノイズの遮断効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノイズ除去回路における第１実施例構
成を示す図である。

【図２】本発明のノイズ除去回路に用いられるトランス
の構成を示す図である。

【図３】本発明のノイズ除去回路における第２実施例構
成を示す図である。

【図４】本発明のノイズ除去回路における第３実施例構
成を示す図である。

【符号の説明】

Ｔ１トランスＴ２トランス１ｂシールド巻線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源から侵入するノイズを除去する回路
において、電源の入力側と出力側に、１次巻線と２次巻
線との間にシールド巻層を設けたトランスをそれぞれ介
在させたことを特徴とするノイズ除去回路。
【請求項２】トランス間にローパスフィルタを挿入し
たことを特徴とする請求項１記載のノイズ除去回路。