JP2003250270A - 増幅回路、ノイズ低減装置及び電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 零相変流器２１を小型化する。 【解決手段】 トランジスタＱ１１、Ｑ１２のエミッタ
とダイオードＤ３，Ｄ４を介してベースとに零相変流器
２１の２次巻線が接続される。トランジスタＱ１１、Ｑ
１２のベースに、ダイオードＤ３，Ｄ４が接続され、抵
抗Ｒ１，Ｒ２を介して電流が流れる。ダイオードＤ３，
Ｄ４の順方向電圧がトランジスタＱ１１、Ｑ１２のベー
ス−エミッタ間に印加される。このため、零相変流器２
１の２次巻線の出力電圧は０となり、２次巻線に電圧を
誘起させなくても、電流が流れる。従って、零相変流器
２１の１次巻線、２次巻線の巻数を低減でき、コア面積
も減る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、増幅回路、ノイズ
低減装置及び電力変換装置に関し、特に小型化を可能と
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータに電力を供給するインバータ、コ
ンピュータに電圧を供給するスイッチングレギュレータ
等の電力変換装置は、所定の電源から供給された電力
を、所定の電圧の電力に変換して負荷に供給する。

【０００３】かかる電力変換装置では、スイッチング素
子をオン、オフすることにより電力変換を行うため、ス
イッチング素子のスイッチングによるスイッチングノイ
ズが発生する。このスイッチングノイズの周波数は、非
常に高いため、広帯域で減衰特性の大きなノイズフィル
タが要求される。また、回路内には、対地間の浮遊容量
を含む静電容量が存在し、この静電容量を介して、スイ
ッチング素子のスイッチングによるノイズが高周波の漏
れ電流となって接地ラインに流れる。この漏れ電流が接
地ラインに流れると、電力変換装置のフレーム（筐体）
の電圧レベルが変動する。

【０００４】特に、前述のインバータを介して電力容量
の大きなモータが電力変換装置に接続されている場合、
対地間の浮遊容量は大きくなり、それだけ、漏れ電流も
大きくなる。この漏れ電流が大きいと、漏電ブレーカを
遮断させたり、周辺の電子機器に妨害を与えたりするこ
とになる。

【０００５】このようなノイズを低減するため、漏れ電
流を相殺する方向に接地ラインに補償電流を供給する。

【０００６】この方法を図１２に基づいて説明する。
尚、この図１２において、コンデンサＣ５１，Ｃ５２
は、それぞれ、負荷の静電容量、コモンモードノイズ用
のコンデンサに相当し、ダイオードＤ５１は整流回路に
相当し、スイッチＳＷはスイッチング素子に相当するも
のである。

【０００７】また、漏れ電流Ｉs1，Ｉs2は、それぞれ、
スイッチＳＷのスイッチングにより交流電源５０から流
入する漏れ電流、電力変換装置内で伝播する漏れ電流を
示す。

【０００８】ノイズを低減する方法としては、２つの方
法が考えられる。第１の方法は、図１２（ａ）に示すよ
うに、漏れ電流Ｉs1を検出し、その検出電流を増幅器Ａ
ＭＰで増幅し、この増幅した補償電流Ｉrを、漏れ電流
Ｉs1を相殺する方向に、コンデンサＣ５２を介して接地
ラインに供給する方法である。

【０００９】この方法によれば、零相変流器５１を補償
電流Ｉrの注入点ａよりも交流電源５０側に配置して漏
れ電流Ｉs1を検出する。第１の方法では、次の式（１）
が成り立つようにする。

【数１】Ａ1×（ｉs1−ｉr）−ｉs1≒０・・・（１） 但し、Ａ1：第１の方法を用いた場合の増幅器ＡＭＰの
増幅率 ｉs1：漏れ電流Ｉs1の電流値 ｉr：補償電流Ｉrの電流値 従って、補償電流Ｉrの電流値ｉrは、次式（２）によっ
て表される。

【数２】ｉr＝（１−１／Ａ1）×ｉs1・・・（２）

【００１０】第２の方法は、図１２（ｂ）に示すよう
に、漏れ電流Ｉs2を検出し、その検出電流に基づいて補
償電流Ｉrを第１の方法と同じように接地ラインに供給
する方法である。

【００１１】この方法によれば、零相変流器５１を補償
電流Ｉrの注入点ａよりもスイッチＳＷ側に配置して漏
れ電流Ｉs2を検出する。第２の方法を用いた場合、次の
式（３）が成り立つようにする。

【数３】ｉs1−Ａ2×ｉr＝０・・・（３） 但し、Ａ2：第２の方法を用いた場合の増幅器ＡＭＰの
増幅率 従って、補償電流Ｉrの電流値ｉrは、次式（４）によっ
て表される。

【数４】ｉr＝（１／Ａ2）×ｉs1・・・（４）

【００１２】この式（４）が示すように、第２の方法を
用いて、漏れ電流Ｉs1を補償電流Ｉrで相殺するために
は、増幅器ＡＭＰの増幅率Ａ2を正確に１にしなくては
ならない。従来の電力変換装置では、この増幅器ＡＭＰ
の増幅率Ａ2を正確に１にすることが困難であるため、
一般的には、第１の方法が用いられる（特開平９−２６
６６７７号公報等参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の方法を
用いると、式（２）に示すように、漏れ電流Ｉs1を補償
電流Ｉrで相殺するためには、増幅器ＡＭＰの増幅率Ａ1
を大きくしなければならない。

【００１４】このため、位相補償を正確に行わなければ
ならず、増幅器ＡＭＰが発振し易くなるといった不都合
が生ずる。

【００１５】一方、第２の方法を用いた場合、増幅器Ａ
ＭＰの増幅率Ａ2を大きくする必要はない。しかし、第
２の方法を用いた場合、前述のように増幅率Ａ2を正確
に１にしなくてはならない。

【００１６】また、増幅器ＡＭＰを動作させるために
は、零相変流器５１の２次巻線に、増幅器ＡＭＰ内に備
えられたトランジスタのエミッタ−ベース間電圧を発生
させる必要があり、２次巻線の巻数の増大を招く。特
に、この第２の方法を用いた場合、零相変流器５１の１
次巻線と２次巻線との巻数比を１対１にしなければなら
ず、巻数も増える。また、電源線には、大きな電流が流
れるため、１次巻線の線径も太くなる。このため、零相
変流器５１が大型化してしまう。

【００１７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、小型化を可能とする増幅回路、ノイ
ズ低減装置及び電力変換装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係る増幅回路は、エミッタ
が、１次巻線と２次巻線とを有する変流器の２次巻線の
一端に接続され、コレクタが直流電源の正極に接続さ
れ、コレクタとベースとの間に第１の抵抗が接続された
ＮＰＮ形バイポーラトランジスタと、前記ＮＰＮ形バイ
ポーラトランジスタのベースと前記変流器の２次巻線の
他端との間に接続されて、前記ＮＰＮ形バイポーラトラ
ンジスタのベース−エミッタ間電圧に相当する電圧降下
を発生させる第１の電圧降下素子と、エミッタが前記変
流器の２次巻線の一端に接続され、コレクタが前記直流
電源の負極に接続され、コレクタとベースとの間に第２
の抵抗が接続されたＰＮＰ形バイポーラトランジスタ
と、前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのベースと前
記変流器の２次巻線の他端との間に接続されて、前記Ｐ
ＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッタ−ベース間電
圧に相当する電圧降下を発生させる第２の電圧降下素子
と、前記第１の電圧降下素子と前記第２の電圧降下素子
との接続点に一端が接続された電流供給用コンデンサ
と、を備え、前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅
して、増幅した電流が、前記電流供給用コンデンサを介
して出力されるように構成されたものである。

【００１９】前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのエ
ミッタと前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッ
タとの接続点に一端が接続された利得補正用コンデンサ
をさらに備え、前記変流器の１次巻線に流れる電流を増
幅し、増幅した電流が、前記電流供給用コンデンサと利
得補正用コンデンサとのインピーダンスの比に応じた比
率で、前記電流供給用コンデンサと利得補正用コンデン
サとからそれぞれ出力されるように構成されたものであ
ってもよい。

【００２０】本発明の第２の観点に係る増幅回路は、エ
ミッタが、１次巻線と第１、第２の２次巻線とを有する
変流器の第１の２次巻線の一端に接続され、コレクタと
ベースとの間に第１の抵抗が接続されたＰＮＰ形バイポ
ーラトランジスタと、前記ＰＮＰ形バイポーラトランジ
スタのベースと前記変流器の第１の２次巻線の他端との
間に接続されて、前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタ
のエミッタ−ベース間電圧に相当する電圧降下を発生さ
せる第１の電圧降下素子と、エミッタが前記変流器の第
２の２次巻線の一端に接続され、コレクタが前記ＰＮＰ
形バイポーラトランジスタのコレクタに接続され、コレ
クタとベースとの間に第２の抵抗が接続されたＮＰＮ形
バイポーラトランジスタと、前記ＮＰＮ形バイポーラト
ランジスタのベースと前記変流器の第２の２次巻線の他
端との間に接続されて、前記ＮＰＮ形バイポーラトラン
ジスタのベース−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を
発生させる第２の電圧降下素子と、前記ＰＮＰ形バイポ
ーラトランジスタのコレクタと前記ＮＰＮ形バイポーラ
トランジスタのコレクタとの接続点に一端が接続された
電流供給用コンデンサと、を備え、前記変流器の第１の
２次巻線の他端に直流電源の正極が接続され、第２の２
次巻線の他端に前記直流電源の負極が接続されて、前記
変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅した電
流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力されるよ
うに構成されたものである。

【００２１】本発明の第３の観点に係る増幅回路は、エ
ミッタが、１次巻線と第１、第２の２次巻線とを有する
変流器の第１の２次巻線の一端に接続され、コレクタが
直流電源の正極に接続され、コレクタとベースとの間に
第１の抵抗が接続された第１のＮＰＮ形バイポーラトラ
ンジスタと、前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジス
タのベースと前記変流器の第１の２次巻線の他端との間
に接続されて、前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジ
スタのベース−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を発
生させる第１の電圧降下素子と、エミッタが前記変流器
の第２の２次巻線の一端に接続され、コレクタが前記変
流器の第１の２次巻線の他端に接続され、コレクタとベ
ースとの間に第２の抵抗が接続された第２のＮＰＮ形バ
イポーラトランジスタと、前記第２のＮＰＮ形バイポー
ラトランジスタのベースと前記変流器の第２の２次巻線
の他端との間に接続されて、前記第２のＮＰＮ形バイポ
ーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧に相当する
電圧降下を発生させる第２の電圧降下素子と、前記変流
器の第１の２次巻線の他端と前記第２のＮＰＮ形バイポ
ーラトランジスタのコレクタとの接続点に一端が接続さ
れた電流供給用コンデンサと、を備え、前記変流器の第
２の２次巻線の他端に前記直流電源の負極が接続され
て、前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増
幅した電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力
されるように構成されたものである。

【００２２】本発明の第４の観点に係る増幅回路は、エ
ミッタが、１次巻線と第１、第２の２次巻線とを有する
変流器の第１の２次巻線の一端に接続された第１のＮＰ
Ｎ形バイポーラトランジスタと、直流電源の正極と前記
第１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースとの間
に直列接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、ドレイ
ン及びソースのうちのいずれかの一端が前記直流電源の
正極と前記第１の抵抗の一端とに、ドレイン及びソース
のうちの他端が前記第１のＮＰＮ型バイポーラトランジ
スタのコレクタに接続され、ゲートが前記第１の抵抗と
第２の抵抗との接続点に接続された第１の電界効果トラ
ンジスタと、前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジス
タのベースと前記変流器の第１の２次巻線の他端との間
に接続されて、前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジ
スタのベース−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を発
生させる第１の電圧降下素子と、エミッタが前記変流器
の第２の２次巻線の一端に接続された第２のＮＰＮ形バ
イポーラトランジスタと、前記変流器の第１の２次巻線
の他端と前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタの
ベースとの間に直列接続された第３の抵抗及び第４の抵
抗と、ドレイン及びソースのうちのいずれかの一端が前
記変流器の第１の２次巻線の他端に、ドレイン及びソー
スのうちの他端が前記第２のＮＰＮ形バイポーラトラン
ジスタのコレクタに接続され、ゲートが前記第３の抵抗
と第４の抵抗との接続点に接続された第２の電界効果ト
ランジスタと、前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジ
スタのベースと前記変流器の第２の２次巻線の他端との
間に接続されて、前記第２のＮＰＮ形バイポーラトラン
ジスタのベース−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を
発生させる第２の電圧降下素子と、前記変流器の第１の
２次巻線の他端と前記第２の電界効果トランジスタの一
端との接続点に一端が接続された電流供給用コンデンサ
と、を備え、前記変流器の第２の２次巻線の他端に前記
直流電源の負極が接続されて、前記変流器の１次巻線に
流れる電流を増幅して、増幅した電流が、前記電流供給
用コンデンサを介して出力されるように構成されたもの
である。

【００２３】本発明の第５の観点に係る増幅回路は、エ
ミッタが、１次巻線と第１、第２の２次巻線とを有する
変流器の第１の２次巻線の一端に接続され、コレクタが
前記変流器の第２の２次巻線の一端に接続され、コレク
タとベースとの間に第１の抵抗が接続された第１のＰＮ
Ｐ形バイポーラトランジスタと、前記第１のＰＮＰ形バ
イポーラトランジスタのベースと前記変流器の第１の２
次巻線の他端との間に接続されて、前記第１のＰＮＰ形
バイポーラトランジスタのエミッタ−ベース間電圧に相
当する電圧降下を発生させる第１の電圧降下素子と、エ
ミッタが前記変流器の第２の２次巻線の他端に接続さ
れ、コレクタが直流電源の負極に接続され、コレクタと
ベースとの間に第２の抵抗が接続された第２のＰＮＰ形
バイポーラトランジスタと、前記第２のＰＮＰ形バイポ
ーラトランジスタのベースと前記変流器の第２の２次巻
線の一端との間に接続されて、前記第２のＰＮＰ形バイ
ポーラトランジスタのエミッタ−ベース間電圧に相当す
る電圧降下を発生させる第２の電圧降下素子と、前記第
１のＰＮＰ形バイポーラトランジスタのコレクタと前記
変流器の第２の２次巻線の一端との接続点に一端が接続
された電流供給用コンデンサと、を備え、前記変流器の
第１の２次巻線の他端に前記直流電源の正極が接続され
て、前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増
幅した電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力
されるように構成されたものである。

【００２４】前記第１及び第２の電圧降下素子にそれぞ
れ、並列にコンデンサが接続されたものであってもよ
い。

【００２５】本発明の第６の観点に係る増幅回路は、エ
ミッタが、１次巻線と２次巻線とを有する変流器の２次
巻線の一端に接続され、コレクタが直流電源の正極に接
続され、コレクタとベースとの間に第１の抵抗が接続さ
れたＮＰＮ形バイポーラトランジスタと、エミッタが前
記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのエミッタに接続さ
れ、コレクタが前記直流電源の負極に接続され、コレク
タとベースとの間に第２の抵抗が接続されたＰＮＰ形バ
イポーラトランジスタと、前記ＮＰＮ形バイポーラトラ
ンジスタのベースと前記ＰＮＰ形バイポーラトランジス
タのベースとの間に直列に接続されて、前記ＮＰＮ形バ
イポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧と前記
ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッタ−ベース間
電圧とに相当する電圧降下を発生させる第１、第２の電
圧降下素子と、前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタの
ベースと前記変流器の２次巻線の他端との間に接続され
た第１のコンデンサと、前記ＰＮＰ形バイポーラトラン
ジスタのベースと前記変流器の２次巻線の他端との間に
接続された第２のコンデンサと、前記変流器の２次巻線
の他端に一端が接続された電流供給用コンデンサと、を
備え、前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、
増幅した電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出
力されるように構成されたものである。

【００２６】前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのエ
ミッタと前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッ
タとの接続点に一端が接続された利得補正用コンデンサ
をさらに備え、前記変流器の１次巻線に流れる電流を増
幅し、増幅した電流が、前記電流供給用コンデンサと利
得補正用コンデンサとのインピーダンスの比に応じた比
率で、前記電流供給用コンデンサと利得補正用コンデン
サとからそれぞれ出力されるように構成されたものであ
ってもよい。

【００２７】前記第１、第２の電圧降下素子は、ダイオ
ードによって構成されてもよい。

【００２８】前記電圧降下素子とバイポーラトランジス
タとが互いに近傍に配置されるようにしてもよい。

【００２９】前記電圧降下素子と前記バイポーラトラン
ジスタとが半導体の同一基板上に形成されるようにして
もよい。

【００３０】本発明の第７の観点に係る増幅回路は、１
次巻線と２次巻線とを有する変流器の２次巻線に接続さ
れる増幅回路であって、電流路と制御端とを備え、前記
電流路の一端に前記変流器の２次巻線の一端が接続さ
れ、該２次巻線の一端と前記制御端との間の電圧に基づ
いて、前記変流器の２次巻線に流れる電流の量を制御す
る制御手段と、前記変流器の２次巻線の一端と他端との
間の電圧が零となるように前記２次巻線の他端の電圧を
調整する電圧調整手段と、を備え、前記変流器の１次巻
線に流れる電流を増幅して、増幅した電流が、インピー
ダンス素子を介して外部に出力されるように構成された
ものである。

【００３１】前記制御手段は、前記電流路の一端がエミ
ッタであり、他端がコレクタであり、前記制御端がベー
スであって、前記エミッタに前記変流器の２次巻線の一
端が接続され、前記２次巻線の一端と前記ベースとの間
の電圧に基づいて、前記変流器の２次巻線に流れる電流
の量を制御するトランジスタによって構成されたもので
あってもよい。

【００３２】前記電圧調整手段は、前記変流器の２次巻
線の他端と前記制御手段の制御端との間に接続されたダ
イオードによって構成されたものであってもよい。

【００３３】本発明の第８の観点に係るノイズ低減装置
は、所定の電源からの電力供給用の一対の電源線に伝播
するノイズを低減するノイズ低減装置であって、前記一
対の電源線を１次巻線として、前記一対の電源線から接
地線に漏れる漏れ電流を検出する変流器と、前記変流器
の１次巻線に流れる電流を増幅し、増幅した電流を、前
記変流器よりも電源側で、接地線に、前記漏れ電流を相
殺する方向に供給するように構成された増幅回路と、を
備えたものである。

【００３４】前記増幅回路は、前記接地線に供給する電
流の電流値が前記変流器が検出した漏れ電流の電流値と
なるように前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅す
るものであってもよい。

【００３５】本発明の第９の観点に係る電力変換装置
は、電源からの供給された電力を、所定の電圧の電力に
変換して負荷に供給する変換部と、前記電源から前記変
換部への電力供給用の一対の電源線に伝播するノイズを
低減するノイズ低減装置と、を備えたものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
電力変換装置を図面を参照して説明する。本実施の形態
に係る電力変換装置の構成を図１に示す。本実施の形態
に係る電力変換装置は、ノイズフィルタ部１と、整流平
滑回路部２と、電力変換回路部３と、ノイズ低減回路部
４と、を備えて構成されている。

【００３７】ノイズフィルタ部１は、コンデンサＣ１，
Ｃ２，Ｃ３と、チョークコイルＬ１と、を備えている。
コンデンサＣ１，Ｃ２は、ノーマルモードノイズを減衰
させるアクロスザラインコンデンサであり、交流電源５
の一対の電源線であるラインＥ１とＥ２との間に接続さ
れている。コンデンサＣ３は、コモンモードノイズを低
減させるためのコンデンサであり、ラインＥ２と接地ラ
インとの間に接続されている。

【００３８】チョークコイルＬ１は、コモンモードノイ
ズを減衰させるコモンモードチョークコイルであり、そ
れぞれ、巻き方向を同じにして交流電源５のラインＥ
１，Ｅ２に直列に接続されている。

【００３９】整流平滑回路部２は、整流回路１１と、コ
ンデンサＣ４と、からなる。整流回路１１は、交流電源
５から供給された交流電圧を整流するものであり、ライ
ンＥ１とラインＥ２とに接続されている。この整流回路
１１は、例えば、４つのダイオードからなるブリッジ整
流回路によって構成されている。

【００４０】コンデンサＣ４は、整流回路１１から出力
された整流電圧の脈流を平滑化するためのコンデンサで
あり、整流回路１１の出力端に接続されている。

【００４１】電力変換回路部３は、所定の直流電力を所
定の電圧の直流電力に変換し、直流電圧を負荷Ｒ０に供
給するものであり、トランスＴと、スイッチング素子Ｑ
１と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、チョークコイルＬ２
と、コンデンサＣ５と、を備え、フォワードコンバータ
を構成している。

【００４２】トランスＴは、１次側の電力を２次側へ伝
達するためのものであり、１次巻線ｎ１と２次巻線ｎ２
とを備えている。１次巻線ｎ１は、スイッチング電流に
よって電圧を発生させ、トランスＴに励磁エネルギを生
成するための巻線であり、２次巻線ｎ２は、１次巻線ｎ
１で生成された励磁エネルギで電圧を発生させるための
巻線である。１次巻線ｎ１の一端Ｐt11は、コンデンサ
Ｃ４の正極（＋）側の端子に接続されている。

【００４３】スイッチング素子Ｑ１は、信号Ｓ１が供給
されて、トランスＴの１次巻線ｎ１に流れる電流をスイ
ッチングしてトランスＴの１次巻線ｎ１に電圧を誘起さ
せるための素子であり、トランスＴの１次巻線ｎ１の他
端Ｐt12とコンデンサＣ４の負極（−）側の端子との間
に接続されている。図示しない制御部は、このスイッチ
ング素子Ｑ１にパルス状の信号Ｓ１を供給し、固定発振
に基づいてＰＷＭ制御を行うことにより、出力電圧を安
定化させる。

【００４４】ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｑ１
のオン期間で２次巻線ｎ２に発生した電圧から電流を整
流するためのダイオードであり、そのアノードは、２次
巻線ｎ２の一端Ｐt21に接続されている。

【００４５】ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｑ１
のオン期間にチョークコイルＬ２に蓄積された励磁エネ
ルギに従って流れる電流をオフ期間にコンデンサＣ５の
正極（＋）側に環流するためのダイオードであり、その
アノードは２次巻線ｎ２の他端Ｐt22に接続され、その
カソードは、ダイオードＤ１のカソードに接続されてい
る。

【００４６】チョークコイルＬ２は、コンデンサＣ５へ
と流れる電流を平滑化するためのものであり、ダイオー
ドＤ１，Ｄ２のカソードとコンデンサＣ５の正極（＋）
側の端子との間に接続されている。

【００４７】コンデンサＣ５は、チョークコイルＬ２を
通過した電流を平滑化して直流電圧を生成するためのも
のであり、チョークコイルＬ２を介してダイオードＤ２
と並列に接続されている。このチョークコイルＬ２とコ
ンデンサＣ５とで低周波ＬＣフィルタを構成している。
電力変換回路部３は、生成した直流電圧を負荷Ｒ０に供
給する。尚、容量Ｃ６は、直流電圧の負極（−）ライン
と接地ラインとの間に存在する浮遊容量を示す。

【００４８】ノイズ低減回路部４は、ノイズを低減する
ための回路部であり、零相変流器２１と、増幅回路２２
と、定電圧回路２３と、を備えて構成されている。

【００４９】尚、本実施の形態に係る電力変換装置は、
零相変流器２１を補償電流の注入点よりも電力変換回路
部３側に配置し、電力変換装置内を伝播する漏れ電流を
検出し、その検出電流に基づいて補償電流Ｉrを接地ラ
インに供給する方法を用いる。

【００５０】零相変流器２１は、漏れ電流を検出するも
のであり、その等価回路を図２（ａ）に示す。図２
（ａ）に示す１次巻線ｎ１１は、一対の電源線、すなわ
ち、ラインＥ１とＥ２との巻線を表したものである。
尚、本実施の形態では、１次巻線ｎ１１と２次巻線ｎ２
１との巻数比は１に設定される。

【００５１】零相変流器２１の２次巻線の端子Ｐ３，Ｐ
４は、それぞれ、トランジスタＱ１１，Ｑ１２のエミッ
タおよびダイオードを介してベースに接続される。

【００５２】漏れ電流がラインＥ１，Ｅ２に流れると、
ラインＥ１，Ｅ２間に電流の不平衡が生じ、電流の差が
生じる。零相変流器２１は、この電流の差を検出するこ
とにより漏れ電流を検出する。

【００５３】漏れ電流によってラインＥ１，Ｅ２間で電
流差が生ずる理由は、以下の通りである。もし、ノイズ
の発生がなく、浮遊容量も存在しなければ、ラインＥ
１、ラインＥ２には、それぞれ、電流値が等しく向きが
逆向きの電流が流れる。ノイズが発生すると、このノイ
ズは、ノイズの発生源に接続されたラインに重畳し、各
ラインに伝播する。また、浮遊容量があると、この浮遊
容量も、位置によってばらつきがある。このノイズの伝
播と浮遊容量のばらつきにより、各ライン間で電流の不
平衡が生ずる。また、コンデンサＣ２，Ｃ３があると、
コンデンサＣ２，Ｃ３を介して接地ラインに漏れ電流が
流れ、各ライン間での電流の不平衡は、ラインＥ１，Ｅ
２に流れる電流の差となって現れてくる。

【００５４】零相変流器２１は、磁芯２１ａと２次巻線
ｎ２１とを備える図２（ｂ）に示す貫通形変流器２１ｂ
に、図２（ｃ）に示すようにラインＥ１，Ｅ２を磁芯２
１ａに巻き回して構成される。

【００５５】零相変流器２１の１次巻線ｎ１１には、ラ
インＥ１とＥ２とに流れる電流の差として１次電流Ｉ₁
が流れ、２次巻線ｎ２１には、１次電流Ｉ₁に基づいて
電流Ｉ ₂が誘起される。２次巻線ｎ２１の巻き方向は、
この誘起電流Ｉ₂が漏れ電流を相殺する方向に、接地ラ
インに流れるように設定される。

【００５６】増幅回路２２は、零相変流器２１の２次巻
線ｎ２１で発生した誘起電流Ｉ₂を増幅するものであ
り、トランジスタＱ１１，Ｑ１２と、ダイオードＤ３，
Ｄ４と、コンデンサＣ７、Ｃ８，Ｃ９と、抵抗Ｒ１，Ｒ
２と、からなる。本実施の形態では、補償電流の電流値
を漏れ電流の電流値と等しくするため、この増幅回路２
２は、増幅率が１となるように構成されている。

【００５７】トランジスタＱ１１は、ＮＰＮ形バイポー
ラトランジスタであり、そのエミッタは、零相変流器２
１の２次巻線の一端に接続され、そのコレクタは、定電
圧回路２３の正極に接続されている。トランジスタＱ１
２は、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタであり、そのエ
ミッタは、トランジスタＱ１１のエミッタに接続され、
コレクタは定電圧回路２３の負極（Ｅ２ライン）に接続
されている。

【００５８】ダイオードＤ３、Ｄ４は、それぞれ、トラ
ンジスタＱ１１，Ｑ１２のエミッタ−ベース間に、エミ
ッタ−ベース間電圧に相当する電圧を発生させるための
ダイオードであり、ダイオードＤ３のアノードは、トラ
ンジスタＱ１１のベースに接続され、カソードは、零相
変流器２１の２次巻線の他端に接続されている。またダ
イオードＤ４のカソードは、トランジスタＱ１２のベー
スに接続され、アノードは零相変流器２１の２次巻線の
他端に接続されている。

【００５９】抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電流を制限するための
抵抗であり、抵抗Ｒ１は、ダイオードＤ３のアノードと
定電圧回路２３の正極との間に接続され、抵抗Ｒ２は、
ダイオードＤ４のカソードと定電圧回路２３の負極との
間に接続されている。尚、増幅回路２２の中性点を増幅
回路２２に印加される電圧の１／２に設定するため、抵
抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は等しくなるように設定される。

【００６０】コンデンサＣ７，Ｃ８は、ノイズ成分を平
滑化して、ノイズ成分の影響を抑制するためのコンデン
サであり、それぞれ、ダイオードＤ３，Ｄ４と並列に接
続されている。コンデンサＣ９は、補償電流を接地ライ
ンに供給するためのコンデンサであり、ダイオードＤ３
のカソードとダイオードＤ４のアノードとの接続点と、
接地ラインと、の間に接続されている。

【００６１】定電圧回路２３は、増幅回路２２に定電圧
を供給する直流電源回路であり、ダイオードＤ５と、コ
ンデンサＣ１０，Ｃ１１と、ツェナーダイオードＤz
と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、からなる。

【００６２】ダイオードＤ５は、交流電源５から供給さ
れた交流電圧を整流するためのものであり、そのアノー
ドはラインＥ１に接続されている。抵抗Ｒ３，Ｒ４は、
電流制限抵抗であり、ダイオードＤ５のカソードに、直
列に接続されている。

【００６３】コンデンサＣ１０，Ｃ１１は、平滑コンデ
ンサである。コンデンサＣ１０は、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接
続点とラインＥ２との間に接続されている。コンデンサ
Ｃ１１は、抵抗Ｒ４とラインＥ２との間に接続されてい
る。

【００６４】ツェナーダイオードＤzは、コンデンサＣ
１１で平滑化された電圧をツェナー電圧でクランプする
ことにより、直流の定電圧を生成するためのダイオード
であり、コンデンサＣ１１の両端に接続されている。

【００６５】次に第１の実施の形態に係る電力変換装置
の動作を説明する。スイッチング素子Ｑ１には、図３
（ａ）に示すような信号Ｓ１が供給される。信号Ｓ１が
ハイレベルになると、スイッチング素子Ｑ１はオンし、
信号Ｓ１がローレベルになると、スイッチング素子Ｑ１
はオフする。時刻ｔ０〜ｔ１がスイッチング素子Ｑ１の
オン期間であり、時刻ｔ１〜ｔ２がスイッチング素子Ｑ
１のオフ期間である。

【００６６】スイッチング素子Ｑ１のオン期間では、図
３（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｑ１に印加さ
れる電圧Ｖq1は、ほぼ零となり、スイッチング素子Ｑ１
には、図３（ｃ）に示すような電流Ｉq1が流れる。

【００６７】また、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間で
は、スイッチング素子Ｑ１に印加される電圧Ｖq1は、図
３（ｂ）に示すように、コンデンサＣ３の充電電圧より
も高くなり、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉq1
は、図３（ｃ）に示すように、ほぼ零となる。

【００６８】スイッチング素子Ｑ１がオン、オフするこ
とにより、トランスＴの１次巻線ｎ１に流れる電流がス
イッチングされ、トランスＴの１次巻線ｎ１に電圧が発
生し、この電圧に従って、２次巻線ｎ２に電圧が発生す
る。

【００６９】ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｑ１
のオン期間で２次巻線ｎ２に発生した電圧に従って流れ
る電流を整流し、ダイオードＤ２は、スイッチング素子
Ｑ１のオフ期間に、チョークコイルＬ２に流れる電流を
コンデンサＣ５の正極（＋）側へ環流する。ダイオード
Ｄ１，Ｄ２を流れる電流は、チョークコイルＬ２とコン
デンサＣ５とによって平滑化され、直流電圧が生成さ
れ、電力変換回路部３は、生成した直流電圧を負荷Ｒ０
に供給する。

【００７０】スイッチング素子Ｑ１がスイッチングする
ことにより、電力変換装置の回路内の対地間のコンデン
サＣ３を経由して接地ラインに、図３（ｄ）に示すよう
な漏れ電流Ｉsが流れる。零相変流器２１は、漏れ電流
Ｉsを、ラインＥ１，Ｅ２間に生じる電流の差として検
出する。

【００７１】零相変流器２１の１次巻線ｎ１１に１次電
流（ラインＥ１，Ｅ２の電流）が流れると、２次巻線ｎ
２１に誘起電流が流れる。１次巻線ｎ１１と２次巻線ｎ
２１との巻数比は１であるので、２次巻線ｎ２１に流れ
る誘起電流の電流値は、１次電流の電流値と同じ値にな
る。

【００７２】正の半サイクルにおいては、この誘起電流
が分流してトランジスタＱ１１のベース電流として流れ
る。誘起電流が流れることによってトランジスタＱ１１
のエミッタの電位は上昇する。また、誘起電流がトラン
ジスタＱ１１のベースに流れることによってトランジス
タＱ１１のベースの電位も上昇する。トランジスタＱ１
１の増幅率が１よりも充分大きく、増幅回路２２の増幅
率が１となるので、漏れ電流Ｉsと同じ電流値の電流が
生成される。

【００７３】負の半サイクルにおいては、トランジスタ
Ｑ１２の回路が、トランジスタＱ１１の回路と同様に動
作し、同じく漏れ電流Ｉsと同じ電流値の電流が生成さ
れる。このトランジスタＱ１１の回路とトランジスタＱ
１２の回路と組み合わせることにより、補償電流Ｉrが
生成される。

【００７４】そして、この補償電流Ｉrを、漏れ電流Ｉs
とは逆向きにしてコンデンサＣ９を介して接地ラインに
供給することにより、漏れ電流Ｉsは、図３（ｆ）に示
すように小さくなる。これにより、コモンモードノイズ
を低減できる。

【００７５】次に増幅回路２２の動作を図４に基づいて
説明する。零相変流器２１の１次巻線ｎ１１に、１次電
流Ｉ₁が流れると、２次巻線ｎ２１には、１次電流Ｉ₁に
基づいて電流Ｉ₂が誘起される。２次巻線ｎ２１の巻き
方向は、この誘起電流Ｉ₂が漏れ電流を相殺する方向
に、接地ラインに流れるように設定される。

【００７６】定電圧回路２３から供給された電圧によ
り、電流は、定電圧回路２３の正極から、抵抗Ｒ１，ダ
イオードＤ３、Ｄ４、抵抗Ｒ２を通り、定電圧回路２３
の負極へと流れる。

【００７７】尚、ダイオードＤ３，Ｄ４に、それぞれ並
列に接続されているコンデンサＣ７，Ｃ８が、周波数が
高いノイズ成分のレベルを下げるため、電流を、損失な
くトランジスタＱ１１，Ｑ１２のベースに供給すること
ができる。

【００７８】電流が流れることにより、ダイオードＤ
３，Ｄ４には、トランジスタＱ１１のベース−エミッタ
間電圧に相当する電圧降下が発生する。この電圧は、ト
ランジスタＱ１１のベース−エミッタ間に正方向に印加
される。また、零相変流器２１の出力電圧Ｖctは、以下
の式（５）によって表される。

【数５】Ｖct＝Ｖbe−Ｖd・・・（５） 但し、Ｖbe：トランジスタＱ１１のベース−エミッタ間
電圧 Ｖd：ダイオードＤ３の順方向電圧 この式（５）が示すように、電圧Ｖbeと電圧Ｖdは等し
くなるため、２次巻線ｎ２１に出力電圧Ｖctを誘起させ
る必要がなくなり、電流のみが流れるようにすればよ
い。

【００７９】これにより、零相変流器２１の１次巻線ｎ
１１、２次巻線ｎ２１の巻数が低減され、また、磁芯２
１ａのコア面積も低減される。また、ダイオードＤ３と
並列に接続されたコンデンサＣ７により、ノイズ成分の
周波数が高くても、トランジスタＱ１１のベースに損失
なく、ベース電流が供給される。

【００８０】また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が等しくな
るように設定されているため、増幅回路２２の中性点は
増幅回路２２に印加される電圧の１／２になり、トラン
ジスタＱ１１、Ｑ１２の中性点電圧も安定する。また、
制御範囲も拡大する。

【００８１】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、トランジスタＱ１１，Ｑ１２のエミッタ−ベース間
電圧に相当する電圧をダイオードＤ３，Ｄ４等で生成
し、生成した電圧を、トランジスタＱ１１，Ｑ１２のエ
ミッタ−ベース間電圧を打ち消す方向に加えるようにし
た。

【００８２】従って、零相変流器２１の２次巻線ｎ２１
に電圧を誘起させなくても、電流のみを流せばよいこと
になり、１次巻線ｎ１１、２次巻線ｎ２１の巻数を減ら
すことができる。また、磁芯２１ａのコア面積を低減す
ることもでき、その結果、零相変流器２１を小型化する
ことができる。

【００８３】また、抵抗Ｒ１，Ｒ２により、増幅回路２
２の中性点を、増幅回路２２に印加される電圧の１／２
に設定することができる。このため、トランジスタＱ１
１、Ｑ１２の中性点電圧も安定し、制御も安定し、制御
範囲も拡大する。

【００８４】また、零相変流器２１を含めた増幅回路２
２の増幅率を正確に１に設定することができ、零相変流
器２１を補償電流の注入点よりも電力変換回路部３側に
配置し、装置内を伝播する漏れ電流を検出し、その検出
電流に基づいて補償電流Ｉrを接地ラインに供給するこ
とができる。このため、効率的に漏れ電流を低減するこ
とができるので、大きなノイズフィルタを必要とせず、
装置を小型化することができる。また、増幅回路２２の
増幅率が小さいため、ノイズ低減を安定して行うことが
できる。

【００８５】尚、本発明を実施するにあたっては、種々
の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものでは
ない。例えば、増幅回路２２の利得を補正するようにす
ることもできる。その構成を図５に示す。図５に示す増
幅回路２２において、トランジスタＱ１１のエミッタと
トランジスタＱ１２のエミッタとの接続点にコンデンサ
Ｃ１２が接続されている。このコンデンサＣ１２は、増
幅回路２２の利得を補正するためのものである。増幅回
路２２は、零相変流器２１の１次巻線ｎ１１に流れる電
流を増幅する。増幅した電流は、コンデンサＣ９とコン
デンサＣ１２とのインピーダンスの比に応じた比率でコ
ンデンサＣ９とコンデンサＣ１２とからそれぞれ出力さ
れる。コンデンサＣ９，Ｃ１２のインピーダンスを、そ
れぞれ、ｒ1、ｒ2とすると、増幅回路２２の利得は、
（１＋ｒ1／ｒ2）となる。従って、このコンデンサＣ
９，Ｃ１２のインピーダンスの比を調整することによ
り、増幅率を容易に調整することができ、零相変流器２
１を含めた全増幅率を正確に１にすることが可能とな
る。

【００８６】また、零相変流器２１に２つの２次巻線を
設けることもできる。その構成を図６に示す。図６に示
すように、零相変流器２１に２次巻線ｎ２２を設け、増
幅回路２２に、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタＱ１３
とＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ１４とを備える。
１次巻線ｎ１１、２次巻線ｎ２１，ｎ２２の巻数は等し
い。

【００８７】零相変流器２１の２次巻線ｎ２１の一端、
２次巻線ｎ２２の一端は、定電圧回路２３の正極、負極
に、それぞれ接続される。増幅回路２２では、トランジ
スタＱ１３のエミッタが２次巻線ｎ２１の他端に接続さ
れ、トランジスタＱ１４のエミッタが、２次巻線ｎ２２
の他端に接続され、トランジスタＱ１３のコレクタとト
ランジスタＱ１３のコレクタとが接続される。

【００８８】ダイオードＤ３のカソードはトランジスタ
Ｑ１３のベースに接続され、アノードは定電圧回路２３
の正極に接続される。抵抗Ｒ１は、ダイオードＤ３のカ
ソード及びトランジスタＱ１３のベースと、トランジス
タＱ１３のコレクタと、の間に接続される。コンデンサ
Ｃ７はダイオードＤ３と並列に接続される。

【００８９】また、ダイオードＤ４のアノードは、トラ
ンジスタＱ１４のベースに接続され、カソードは、２次
巻線ｎ２２の一端と定電圧回路２３の負極に接続され
る。抵抗Ｒ２は、トランジスタＱ１４のコレクタと、ト
ランジスタＱ１４のベース及びダイオードＤ４のアノー
ドと、の間に接続される。コンデンサＣ８は、ダイオー
ドＤ４と並列に接続される。コンデンサＣ９は、トラン
ジスタＱ１３のコレクタとトランジスタＱ１４のコレク
タとの接続点に接続される。増幅回路２２がこのように
構成されることにより、零相変流器２１の２次巻線ｎ２
１、ｎ２２が固定電位となるため、零相変流器２１とト
ランジスタＱ１３，Ｑ１４との間の配線が長くなっても
ストレー容量の影響を軽減することができる。

【００９０】また、２つのＮＰＮ形バイポーラトランジ
スタを組み合わせて増幅回路２２を構成することもでき
る。その構成を図７に示す。図７に示す増幅回路２２
は、ＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ１５，Ｑ１６を
備える。

【００９１】定電圧回路２３の正極、負極には、それぞ
れ、トランジスタＱ１５のコレクタ、２次巻線ｎ２２の
一端が接続されている。トランジスタＱ１５のエミッタ
は零相変流器２１の２次巻線ｎ２１の一端に接続され、
トランジスタＱ１６のコレクタは、零相変流器２１の２
次巻線ｎ２１の他端に接続され、エミッタは、零相変流
器２１の２次巻線ｎ２２の他端に接続される。

【００９２】ダイオードＤ３のアノードはトランジスタ
Ｑ１５のベースに接続され、カソードは２次巻線ｎ２１
の他端に接続されている。抵抗Ｒ１は、定電圧回路２３
の正極及びトランジスタＱ１５のコレクタと、ダイオー
ドＤ３のアノード及びトランジスタＱ１５のベースと、
の間に接続されている。コンデンサＣ７は、ダイオード
Ｄ３の両端に並列に接続される。

【００９３】ダイオードＤ４のアノードはトランジスタ
Ｑ１６のベースに接続され、カソードは、定電圧回路２
３の負極と２次巻線ｎ２２の一端とに接続される。抵抗
Ｒ２は、２次巻線ｎ２１の他端及びトランジスタＱ１６
のコレクタと、ダイオードＤ４のアノード及びトランジ
スタＱ１６のベースと、の間に接続される。コンデンサ
Ｃ８は、ダイオードＤ４の両端に並列に接続される。コ
ンデンサＣ９はトランジスタＱ１６のコレクタに接続さ
れる。増幅回路２２がこのように構成されることによ
り、同一のＮＰＮ形バイポーラトランジスタを使用する
ことができる。

【００９４】また、図７に示す構成に、さらにＦＥＴ
（電界効果トランジスタ）を備えることにより、耐圧の
高い増幅器を構成できる。その構成を図８に示す。図８
に示す増幅回路２２は、電界効果トランジスタとしての
ＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２を備える。このＦＥＴ１１，Ｆ
ＥＴ１２には、高耐圧のものを使用する。ＦＥＴ１１の
一端は、定電圧回路２３の正極に接続され、他端は、ト
ランジスタＱ１５のコレクタに接続される。

【００９５】定電圧回路２３の正極と、トランジスタＱ
１５のベース及びダイオードＤ３のアノードと、の間に
は、抵抗Ｒ１１とＲ１２とが直列に接続され、ＦＥＴ１
１のゲートは、その接続点に接続される。

【００９６】ＦＥＴ１２の一端は、２次巻線ｎ２１の他
端に接続され、他端は、トランジスタＱ１６のコレクタ
に接続されている。２次巻線ｎ２１の他端と、トランジ
スタＱ１６のベース及びダイオードＤ４のアノードと、
の間には、抵抗Ｒ２１とＲ２２とが直列に接続され、Ｆ
ＥＴ１２のゲートは、その接続点に接続される。

【００９７】増幅回路２２がこのように構成されること
により、トランジスタＱ１５，Ｑ１６に印加される電圧
を高耐圧のＦＥＴ１１，ＦＥＴ１２でカバーすることが
でき、トランジスタＱ１５，Ｑ１６が保護される。従っ
て、トランジスタＱ１５，Ｑ１６に、増幅率が高い低耐
圧のものを使用することができる。この場合、ＦＥＴ１
１，ＦＥＴ１２のゲート電流は非常に少ないため、増幅
率をほぼ１にすることができ、高電圧での使用を可能と
する。

【００９８】また、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタを
対にして増幅回路２２を構成することもできる。その構
成を図９に示す。図９に示す増幅回路２２は、２つのＰ
ＮＰ形バイポーラトランジスタＱ１７，Ｑ１８を備え
る。

【００９９】定電圧回路２３の正極、負極には、それぞ
れ、零相変流器２１の２次巻線ｎ２１の一端、トランジ
スタＱ１８のコレクタが接続される。トランジスタＱ１
７のエミッタは、２次巻線ｎ２１の他端に接続され、コ
レクタは、２次巻線ｎ２２の一端に接続される。ダイオ
ードＤ３のカソードは、トランジスタＱ１７のベースに
接続され、アノードは、定電圧回路２３の正極及び２次
巻線ｎ２１の一端に接続される。抵抗Ｒ１は、ダイオー
ドＤ３のカソード及びトランジスタＱ１７のベースと、
２次巻線ｎ２２の一端及びトランジスタＱ１７のコレク
タと、の間に接続される。コンデンサＣ７はダイオード
Ｄ３の両端に並列に接続される。

【０１００】トランジスタＱ１８のエミッタは、２次巻
線ｎ２２の他端に接続される。ダイオードＤ４のカソー
ドは、トランジスタＱ１８のベースに接続され、アノー
ドは、２次巻線ｎ２２の一端に接続される。抵抗Ｒ２
は、ダイオードＤ４のカソード及びトランジスタＱ１８
のベースと、トランジスタＱ１８のコレクタと、の間に
接続される。コンデンサＣ８は、ダイオードＤ４の両端
に並列に接続される。

【０１０１】尚、トランジスタＱ１７のコレクタと零相
変流器２１の２次巻線ｎ２２の一端とには、コンデンサ
Ｃ９が接続される。

【０１０２】また、図４の回路構成を変形し、トランジ
スタのばらつきによる中性点変位を少なくすることもで
きる。その回路構成を図１０に示す。図１０に示す増幅
回路２２は、トランジスタＱ１１，Ｑ１２と、ダイオー
ドＤ３，Ｄ４と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、コンデンサＣ７〜
Ｃ９と、を備えている。

【０１０３】トランジスタＱ１１のコレクタとベースと
の間には、抵抗Ｒ１が接続され、トランジスタＱ１２の
コレクタとベースとの間には、抵抗Ｒ２が接続される。
トランジスタＱ１１のエミッタとトランジスタＱ１２の
エミッタとは接続され、その接続点は零相変流器２１の
２次巻線ｎ２１の一端に接続される。

【０１０４】トランジスタＱ１１のベースと零相変流器
２１の他端との間には、コンデンサＣ７が接続され、ト
ランジスタＱ１２のベースと零相変流器２１の他端との
間にコンデンサＣ８が接続される。

【０１０５】ダイオードＤ４のカソードはトランジスタ
Ｑ１２のベースに接続され、ダイオードＤ３のカソード
は、ダイオードＤ４のアノードに接続され、ダイオード
Ｄ３のアノードはトランジスタＱ１１のベースに接続さ
れる。

【０１０６】コンデンサＣ９は零相変流器２１の２次巻
線ｎ２１の他端に接続される。増幅回路２２は、零相変
流器２１の１次巻線ｎ１１に流れる電流を増幅して、増
幅した電流を、零相変流器２１の２次巻線ｎ２１の他端
からコンデンサＣ９を介して出力する。

【０１０７】このようにダイオードＤ３，Ｄ４がトラン
ジスタＱ１１のベースとトランジスタＱ１２のベースと
の間に直列接続されることにより、トランジスタＱ１
１，Ｑ１２のばらつきによる中性点変位を少なくするこ
とができる。また、トランジスタＱ１１，Ｑ１２のベー
ス−エミッタ間電圧は、直列に接続されたダイオードＤ
３，Ｄ４により補正される。

【０１０８】即ち、トランジスタＱ１１，Ｑ１２の２つ
のエミッタ−ベース間電圧は、以下のようになる。

【数６】Ｖeb1＋Ｖeb2＝２Ｖd 但し、Ｖeb1：トランジスタＱ１１のエミッタ−ベース
間電圧 Ｖeb2：トランジスタＱ１２のエミッタ−ベース間電圧 従って、Ｖeb＝Ｖdとするよりも条件を緩和することが
できる。通常、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジス
タとでは、エミッタ−ベース間電圧が僅かに異なるもの
の、増幅回路２２がこのように構成されることにより、
エミッタ−ベース間電圧の相違を無視することができ
る。

【０１０９】この増幅回路２２に、利得を補正するため
のコンデンサＣ１２を備えることもできる。その構成を
図１１に示す。増幅回路２２は、図１０に示す構成に加
え、トランジスタＱ１１のエミッタとトランジスタＱ１
２のエミッタとの接続点にコンデンサＣ１２が接続され
る。図５に示す増幅回路２２と同様に、このコンデンサ
Ｃ９，Ｃ１２のインピーダンスの比を調整することによ
り、増幅率を容易に調整することができ、零相変流器２
１を含めた全増幅率を正確に１にすることが可能とな
る。

【０１１０】また、増幅回路２２のトランジスタとダイ
オードとの温度が同一になるように、ダイオードとトラ
ンジスタとを近傍に配置することもできる。このように
すれば、トランジスタの温度変化により、ベース−エミ
ッタ間電圧が変動しても、ダイオードも同じように変動
するため、動作が安定する。

【０１１１】さらに、トランジスタとダイオードとを同
一チップ内に構築することもでき、このようにすること
により、トランジスタの温度とダイオードの温度とを完
全に一致させることができる。

【０１１２】また、本実施の形態では、トランジスタＱ
１１〜Ｑ１８を単体の素子として説明した。しかし、ト
ランジスタＱ１１〜Ｑ１８の代わりに、例えば、ダーリ
ントン接続されたトランジスタ回路を用いることもでき
る。この場合、トランジスタ回路を構成するトランジス
タの数に応じた数のダイオードを、ベースと２次巻線と
の間に接続する。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変流器の２次巻線に電圧を誘起させなくても、電流を流
すことができるため、変流器の巻線の巻数を減らすこと
ができ、変流器の磁芯のコア面積を低減することもで
き、その結果、零相変流器を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電力変換装置
の構成を示す回路図である。

【図２】（ａ）は図１の零相変流器を示す回路図であ
り、（ｂ）は貫通形変流器の斜視図であり、（ｃ）は零
相変流器の斜視図である。

【図３】図１の電力変換装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図４】図１のノイズ低減回路部の動作を説明するため
の説明図である。

【図５】ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路図であ
る。

【図６】同上ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路図
である。

【図７】同上ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路図
である。

【図８】同上ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路図
である。

【図９】同上ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路図
である。

【図１０】同上ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路
図である。

【図１１】同上ノイズ低減回路部の応用回路を示す回路
図である。

【図１２】ノイズ低減の原理を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ノイズフィルタ部 ３ 電力変換回路部 ４ ノイズ低減回路部 ２１ 零相変流器 ２２ 増幅回路 ２３ 定電圧回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H730 AA02 BB23 CC03 DD01 EE02 EE08 EE10 FD41 5J092 AA01 AA14 AA18 CA44 CA50 FA00 FR15 HA08 HA10 HA17 HA18 HA19 HA25 HA29 HA36 HA39 KA11 KA42 KA51 MA21 SA00 TA06 5J500 AA01 AA14 AA18 AC44 AC50 AF00 AH08 AH10 AH17 AH18 AH19 AH25 AH29 AH36 AH39 AK11 AK42 AK51 AM21 AS00 AT06 RF15

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エミッタが、１次巻線と２次巻線とを有す
   る変流器の２次巻線の一端に接続され、コレクタが直流
   電源の正極に接続され、コレクタとベースとの間に第１
   の抵抗が接続されたＮＰＮ形バイポーラトランジスタ
   と、 前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと前記変
   流器の２次巻線の他端との間に接続されて、前記ＮＰＮ
   形バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧に
   相当する電圧降下を発生させる第１の電圧降下素子と、 エミッタが前記変流器の２次巻線の一端に接続され、コ
   レクタが前記直流電源の負極に接続され、コレクタとベ
   ースとの間に第２の抵抗が接続されたＰＮＰ形バイポー
   ラトランジスタと、 前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのベースと前記変
   流器の２次巻線の他端との間に接続されて、前記ＰＮＰ
   形バイポーラトランジスタのエミッタ−ベース間電圧に
   相当する電圧降下を発生させる第２の電圧降下素子と、 前記第１の電圧降下素子と前記第２の電圧降下素子との
   接続点に一端が接続された電流供給用コンデンサと、を
   備え、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
   た電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力され
   るように構成された、ことを特徴とする増幅回路。
2. 【請求項２】前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのエ
   ミッタと前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッ
   タとの接続点に一端が接続された利得補正用コンデンサ
   をさらに備え、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅し、増幅した
   電流が、前記電流供給用コンデンサと利得補正用コンデ
   ンサとのインピーダンスの比に応じた比率で、前記電流
   供給用コンデンサと利得補正用コンデンサとからそれぞ
   れ出力されるように構成された、 ことを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
3. 【請求項３】エミッタが、１次巻線と第１、第２の２次
   巻線とを有する変流器の第１の２次巻線の一端に接続さ
   れ、コレクタとベースとの間に第１の抵抗が接続された
   ＰＮＰ形バイポーラトランジスタと、 前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのベースと前記変
   流器の第１の２次巻線の他端との間に接続されて、前記
   ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッタ−ベース間
   電圧に相当する電圧降下を発生させる第１の電圧降下素
   子と、 エミッタが前記変流器の第２の２次巻線の一端に接続さ
   れ、コレクタが前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタの
   コレクタに接続され、コレクタとベースとの間に第２の
   抵抗が接続されたＮＰＮ形バイポーラトランジスタと、 前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと前記変
   流器の第２の２次巻線の他端との間に接続されて、前記
   ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間
   電圧に相当する電圧降下を発生させる第２の電圧降下素
   子と、 前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのコレクタと前記
   ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのコレクタとの接続点
   に一端が接続された電流供給用コンデンサと、を備え、 前記変流器の第１の２次巻線の他端に直流電源の正極が
   接続され、第２の２次巻線の他端に前記直流電源の負極
   が接続されて、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
   た電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力され
   るように構成された、ことを特徴とする増幅回路。
4. 【請求項４】エミッタが、１次巻線と第１、第２の２次
   巻線とを有する変流器の第１の２次巻線の一端に接続さ
   れ、コレクタが直流電源の正極に接続され、コレクタと
   ベースとの間に第１の抵抗が接続された第１のＮＰＮ形
   バイポーラトランジスタと、 前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと
   前記変流器の第１の２次巻線の他端との間に接続され
   て、前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベー
   ス−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を発生させる第
   １の電圧降下素子と、 エミッタが前記変流器の第２の２次巻線の一端に接続さ
   れ、コレクタが前記変流器の第１の２次巻線の他端に接
   続され、コレクタとベースとの間に第２の抵抗が接続さ
   れた第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタと、 前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと
   前記変流器の第２の２次巻線の他端との間に接続され
   て、前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベー
   ス−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を発生させる第
   ２の電圧降下素子と、 前記変流器の第１の２次巻線の他端と前記第２のＮＰＮ
   形バイポーラトランジスタのコレクタとの接続点に一端
   が接続された電流供給用コンデンサと、 を備え、 前記変流器の第２の２次巻線の他端に前記直流電源の負
   極が接続されて、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
   た電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力され
   るように構成された、 ことを特徴とする増幅回路。
5. 【請求項５】エミッタが、１次巻線と第１、第２の２次
   巻線とを有する変流器の第１の２次巻線の一端に接続さ
   れた第１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタと、 直流電源の正極と前記第１のＮＰＮ形バイポーラトラン
   ジスタのベースとの間に直列接続された第１の抵抗及び
   第２の抵抗と、 ドレイン及びソースのうちのいずれかの一端が前記直流
   電源の正極と前記第１の抵抗の一端とに、ドレイン及び
   ソースのうちの他端が前記第１のＮＰＮ型バイポーラト
   ランジスタのコレクタに接続され、ゲートが前記第１の
   抵抗と第２の抵抗との接続点に接続された第１の電界効
   果トランジスタと、 前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと
   前記変流器の第１の２次巻線の他端との間に接続され
   て、前記第１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベー
   ス−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を発生させる第
   １の電圧降下素子と、 エミッタが前記変流器の第２の２次巻線の一端に接続さ
   れた第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタと、 前記変流器の第１の２次巻線の他端と前記第２のＮＰＮ
   形バイポーラトランジスタのベースとの間に直列接続さ
   れた第３の抵抗及び第４の抵抗と、 ドレイン及びソースのうちのいずれかの一端が前記変流
   器の第１の２次巻線の他端に、ドレイン及びソースのう
   ちの他端が前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタ
   のコレクタに接続され、ゲートが前記第３の抵抗と第４
   の抵抗との接続点に接続された第２の電界効果トランジ
   スタと、 前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと
   前記変流器の第２の２次巻線の他端との間に接続され
   て、前記第２のＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベー
   ス−エミッタ間電圧に相当する電圧降下を発生させる第
   ２の電圧降下素子と、 前記変流器の第１の２次巻線の他端と前記第２の電界効
   果トランジスタの一端との接続点に一端が接続された電
   流供給用コンデンサと、 を備え、 前記変流器の第２の２次巻線の他端に前記直流電源の負
   極が接続されて、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
   た電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力され
   るように構成された、 ことを特徴とする増幅回路。
6. 【請求項６】エミッタが、１次巻線と第１、第２の２次
   巻線とを有する変流器の第１の２次巻線の一端に接続さ
   れ、コレクタが前記変流器の第２の２次巻線の一端に接
   続され、コレクタとベースとの間に第１の抵抗が接続さ
   れた第１のＰＮＰ形バイポーラトランジスタと、 前記第１のＰＮＰ形バイポーラトランジスタのベースと
   前記変流器の第１の２次巻線の他端との間に接続され
   て、前記第１のＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミ
   ッタ−ベース間電圧に相当する電圧降下を発生させる第
   １の電圧降下素子と、 エミッタが前記変流器の第２の２次巻線の他端に接続さ
   れ、コレクタが直流電源の負極に接続され、コレクタと
   ベースとの間に第２の抵抗が接続された第２のＰＮＰ形
   バイポーラトランジスタと、 前記第２のＰＮＰ形バイポーラトランジスタのベースと
   前記変流器の第２の２次巻線の一端との間に接続され
   て、前記第２のＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミ
   ッタ−ベース間電圧に相当する電圧降下を発生させる第
   ２の電圧降下素子と、 前記第１のＰＮＰ形バイポーラトランジスタのコレクタ
   と前記変流器の第２の２次巻線の一端との接続点に一端
   が接続された電流供給用コンデンサと、 を備え、 前記変流器の第１の２次巻線の他端に前記直流電源の正
   極が接続されて、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
   た電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力され
   るように構成された、ことを特徴とする増幅回路。
7. 【請求項７】前記第１及び第２の電圧降下素子にそれぞ
   れ、並列にコンデンサが接続された、 ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
   の増幅回路。
8. 【請求項８】エミッタが、１次巻線と２次巻線とを有す
   る変流器の２次巻線の一端に接続され、コレクタが直流
   電源の正極に接続され、コレクタとベースとの間に第１
   の抵抗が接続されたＮＰＮ形バイポーラトランジスタ
   と、 エミッタが前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのエミ
   ッタに接続され、コレクタが前記直流電源の負極に接続
   され、コレクタとベースとの間に第２の抵抗が接続され
   たＰＮＰ形バイポーラトランジスタと、 前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと前記Ｐ
   ＮＰ形バイポーラトランジスタのベースとの間に直列に
   接続されて、前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベ
   ース−エミッタ間電圧と前記ＰＮＰ形バイポーラトラン
   ジスタのエミッタ−ベース間電圧とに相当する電圧降下
   を発生させる第１、第２の電圧降下素子と、 前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのベースと前記変
   流器の２次巻線の他端との間に接続された第１のコンデ
   ンサと、 前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのベースと前記変
   流器の２次巻線の他端との間に接続された第２のコンデ
   ンサと、 前記変流器の２次巻線の他端に一端が接続された電流供
   給用コンデンサと、を備え、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
   た電流が、前記電流供給用コンデンサを介して出力され
   るように構成された、 ことを特徴とする増幅回路。
9. 【請求項９】前記ＮＰＮ形バイポーラトランジスタのエ
   ミッタと前記ＰＮＰ形バイポーラトランジスタのエミッ
   タとの接続点に一端が接続された利得補正用コンデンサ
   をさらに備え、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅し、増幅した
   電流が、前記電流供給用コンデンサと利得補正用コンデ
   ンサとのインピーダンスの比に応じた比率で、前記電流
   供給用コンデンサと利得補正用コンデンサとからそれぞ
   れ出力されるように構成された、 ことを特徴とする請求項８に記載の増幅回路。
10. 【請求項１０】前記第１、第２の電圧降下素子は、ダイ
    オードによって構成された、 ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載
    の増幅回路。
11. 【請求項１１】前記電圧降下素子とバイポーラトランジ
    スタとが互いに近傍に配置された、 ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記
    載の増幅回路。
12. 【請求項１２】前記電圧降下素子と前記バイポーラトラ
    ンジスタとが半導体の同一基板上に形成された、 ことを特徴とする請求項１１に記載の増幅回路。
13. 【請求項１３】１次巻線と２次巻線とを有する変流器の
    ２次巻線に接続される増幅回路であって、 電流路と制御端とを備え、前記電流路の一端に前記変流
    器の２次巻線の一端が接続され、該２次巻線の一端と前
    記制御端との間の電圧に基づいて、前記変流器の２次巻
    線に流れる電流の量を制御する制御手段と、 前記変流器の２次巻線の一端と他端との間の電圧が零と
    なるように前記２次巻線の他端の電圧を調整する電圧調
    整手段と、を備え、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅して、増幅し
    た電流が、インピーダンス素子を介して外部に出力され
    るように構成された、 ことを特徴とする増幅回路。
14. 【請求項１４】前記制御手段は、前記電流路の一端がエ
    ミッタであり、他端がコレクタであり、前記制御端がベ
    ースであって、前記エミッタに前記変流器の２次巻線の
    一端が接続され、前記２次巻線の一端と前記ベースとの
    間の電圧に基づいて、前記変流器の２次巻線に流れる電
    流の量を制御するトランジスタによって構成されたもの
    である、 ことを特徴とする請求項１３に記載の増幅回路。
15. 【請求項１５】前記電圧調整手段は、前記変流器の２次
    巻線の他端と前記制御手段の制御端との間に接続された
    ダイオードによって構成されたものである、 ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の増幅回
    路。
16. 【請求項１６】所定の電源からの電力供給用の一対の電
    源線に伝播するノイズを低減するノイズ低減装置であっ
    て、 前記一対の電源線を１次巻線として、前記一対の電源線
    から接地線に漏れる漏れ電流を検出する変流器と、 前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅し、増幅した
    電流を、前記変流器よりも電源側で、接地線に、前記漏
    れ電流を相殺する方向に供給するように構成された請求
    項１乃至１５のいずれか１項に記載の増幅回路と、を備
    えた、 ことを特徴とするノイズ低減装置。
17. 【請求項１７】前記増幅回路は、前記接地線に供給する
    電流の電流値が前記変流器が検出した漏れ電流の電流値
    となるように前記変流器の１次巻線に流れる電流を増幅
    するものである、 ことを特徴とする請求項１６に記載のノイズ低減装置。
18. 【請求項１８】電源からの供給された電力を、所定の電
    圧の電力に変換して負荷に供給する変換部と、 前記電源から前記変換部への電力供給用の一対の電源線
    に伝播するノイズを低減する請求項１６又は１７に記載
    のノイズ低減装置と、を備えた、 ことを特徴とする電力変換装置。