JP2005524377A - 能動コモンモードemiフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 この能動コモンモードEMIフィルタは、AC網に接続されてDCバスにDC電力を供給する整流器を含む。DCバスは、負荷にAC電力を供給するインバータステージに給電する。負荷は、AC網の接地接続に至る接地帰還線GNDを有する。能動コモンモードEMIフィルタは、DCバスを越えた地点において接続されるトランジスタスイッチングステージQ1,Q2を備えている。コモンモード電流を検知する電流センサG1,G2は、DCバスに接続される。電流センサG1,G2は、DCバスの各レグに接続された入力端子と、トランジスタスイッチングステージQ1,Q2を駆動するための出力端子とを有する。キャパシタは、トランジスタスイッチングステージQ1,Q2と、接地帰還線GNDとに接続される。キャパシタは、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、トランジスタスイッチングステージQ1,Q2から接地帰還線GNDに、打消し電流を供給する。
Description
図4(a)は、変流器の1次側の巻き数を1とすることができる能動コモンモードEMIフィルタの回路図である。1次側の巻線P1およびP2(「大径」の巻線)、ならびに2次側の巻線S1AおよびS2A(「小径」の巻線)は、ともに巻き数が1であり、1次側の巻き数が1という要件を充たしている。1次側電圧に比して、MOSFETのゲート‐ソース間に印加される電圧を増幅するために、1を超えて巻回した「小径」の巻線S1BとS2Bを付け加えることもできる。
図5は、本発明の第2の実施形態を示す。第1の小径の変流器CT1は、1次側の巻き数が1、また2次側の巻き数が10とされている。電流の磁化成分による相対誤差は、同じ磁心において、2次側の巻き数を1とした場合の1/10となる。第2の小径の変流器CT2における2次側の巻線SAと、巻き数が100の1次側巻線を流れる電流の波形は、1次電流のそれの比較的正確な複製であるが、振幅は、この1次電流の1/10である。変流器CT2は、「コモンモード」電流だけが流れるため、1次側巻線と2次側巻線の双方が小径である。
図6は、ノイズパワード・ノイズキャンセリング能動EMIフィルタの基本的な回路図である。能動フィルタを用いる方法は、図1Bに表記したフィードフォワード型のノイズキャンセリング方法である。図7は、図1Aに表記したフィードバック型のノイズキャンセリング方法に基づく、ノイズパワード・ノイズキャンセリング能動EMIフィルタの基本的な回路図である。フローティング・バイアス電源装置は、フィードバック、またはフィードフォワード回路のいずれかにおいて、能動EMIフィルタ増幅器にバイアス電圧を供給する。図6と図7に示す実施形態は、フローティング・バイアス電源装置用の巻線とは別個のノイズ検知用の巻線を有する変流器を含んでいる。
S1A,S2A 2次側の巻線
S1B,S2B 小径の巻線
CT1 第1の変流器
CT2 第2の変流器
Q1,Q2,Q3,Q4 トランジスタ
L1,L2,L3 3相入力端子
GND 接地端子
Claims (50)
- AC網に接続された整流器を含む、回路のコモンモードノイズ電流を減少させるための能動コモンモードEMIフィルタであって、前記整流器は、DC電流をDCバスに供給し、このDCバスは、AC電流を負荷に供給するインバータステージを提供し、さらに前記負荷はAC網の接地端子に至る接地帰還線を含むようになっている能動コモンモードEMIフィルタにおいて、
この能動コモンモードEMIフィルタは、
前記DCバスを間に介在させて接続された、2つのトランジスタを含むトランジスタスイッチングステージと、
前記DCバスと接続され、このDCバスの各レグと直列に接続された1次側を有する変流器を含み、このDCバスを流れるコモンモードノイズ電流を検知するための電流センサであって、この電流センサは、前記トランジスタスイッチングステージと接続された出力端子を有し、またこのトランジスタスイッチングステージは、この電流センサによって駆動され、かつ前記2つのトランジスタは、前記DCバスを流れるコモンモード電流の方向に応じて、ONとOFFにスイッチ切替されるようになっている電流センサと、
前記トランジスタスイッチングステージと前記接地帰還線とに接続され、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、前記トランジスタスイッチングステージから、前記接地帰還線に対して、打消し電流を付与するキャパシタとを具備し、
前記トランジスタスイッチングステージにおいては、各トランジスタの1つの主電極は、前記DCバスの各レグと接続されるとともに、もう1つの対応する主電極は、前記変流器の1つの2次側を介して、コモンノードと接続され、さらに各トランジスタの制御電極は、変流器のもう1つの2次側を介して、前記コモンノードに接続されるように、2つのトランジスタが接続されていることを特徴とする能動コモンモードEMIフィルタ。 - 前記電流センサとトランジスタスイッチングステージは、フィードフォワード回路を構成するように配置され、このトランジスタスイッチングステージは、前記DCバスを越えた地点において、前記整流器と電流センサとの間で接続され、さらに前記電流センサとトランジスタスイッチングステージは、概ね単位利得の増幅を得るようになっていることを特徴とする請求項1記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタは、MOSFETであることを特徴とする請求項1記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのMOSFETは、ともに同じタイプのものであることを特徴とする請求項3記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記キャパシタは、前記接地帰還線と、前記トランジスタのコモンノードとに接続されていることを特徴とする請求項1記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器のさらに他の2次側は、前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を印加するためのバイアス回路を提供することを特徴とする請求項1記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器の1次側と、1つの2次側とは、同じ巻き数であることを特徴とする請求項1記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器の1次側と、1つの2次側の巻き数は、ともに1であることを特徴とする請求項7記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器の他の2次側の巻き数は、1次側の巻き数よりも多いことを特徴とする請求項7記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- AC網に接続された整流器を含む、回路のコモンモードノイズ電流を減少させるための能動コモンモードEMIフィルタであって、前記整流器は、DC電流をDCバスに供給し、このDCバスは、AC電流を負荷に供給するインバータステージを提供し、さらに前記負荷はAC網の接地端子に至る接地帰還線を含むようになっている能動コモンモードEMIフィルタにおいて、
この能動コモンモードEMIフィルタは、
前記DCバスを間に介在させつつ接続された2つのトランジスタを含むトランジスタスイッチングステージと、
前記DCバスと接続され、このDCバスを流れるコモンモードノイズ電流を検知するための電流センサであって、この電流センサは、前記DCバスの各レグに接続された入力端子と、前記トランジスタスイッチングステージに接続された出力端子とを有し、またこのトランジスタスイッチングステージの前記2つのトランジスタは、この電流センサの出力によって駆動され、前記2つのトランジスタは、それぞれ、前記DCバスを流れるコモンモード電流の方向に応じて、ONとOFFにスイッチ切替されるようになっている電流センサと、
前記トランジスタスイッチングステージと前記接地帰還線とに接続され、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、前記トランジスタスイッチングステージから、前記接地帰還線に対して、打消し電流を付与するキャパシタとを具備し、
前記電流センサは、このDCバスの各レグと直列に接続された1次側を有する第1の変流器と、この第1の変流器の2次側と接続された1次側を有する第2の変流器とを含み、
前記トランジスタスイッチングステージにおける2つのトランジスタは、それぞれ、2つの主電極と1つの制御電極を有し、これら2つのトランジスタの1つの主電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側の1つの端子に接続され、各制限電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側のもう1つの端子に接続されていることを特徴とする能動コモンモードEMIフィルタ。 - 前記2つのトランジスタは、バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項10記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタのエミッタは、互いに接続されていることを特徴とする請求項11記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタは、相補型であることを特徴とする請求項10記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタのエミッタは、互いに接続されていることを特徴とする請求項13記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記電流センサとトランジスタスイッチングステージは、フィードフォワード回路を構成するように配置され、このトランジスタスイッチングステージは、前記DCバスを越えた地点において、前記整流器と電流センサとの間で接続され、さらに前記電流センサとトランジスタスイッチングステージは、概ね単位利得の増幅を得るようになっていることを特徴とする請求項10記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記キャパシタは、前記接地帰還線と、前記2つのトランジスタの制御電極とに接続されていることを特徴とする請求項10記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記トランジスタスイッチングステージは、第3のトランジスタと第4のトランジスタを含み、これらのトランジスタは、それぞれ、2つの主電極と1つの制御電極を有し、これら2つのトランジスタの1つの主電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側の1つの端子に接続され、各制限電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側のもう1つの端子に接続されていることを特徴とする請求項10記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記第3のトランジスタと第4のトランジスタの他の主電極は、前記DCバス電圧よりも低いDC供給電圧の印加地点を越えた地点において、互いに接続されていることを特徴とする請求項17記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記第1の変流器は、電流がステップアップするような巻き数比を有し、前記第2の変流器は、電流がステップダウンするような巻き数比を有することを特徴とする請求項10記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- AC網に接続された整流器を含む、回路のコモンモードノイズ電流を減少させるための能動コモンモードEMIフィルタであって、前記整流器は、DC電流をDCバスに供給し、このDCバスは、AC電流を負荷に供給するインバータステージを提供し、さらに前記負荷は、AC網の接地端子に至る接地帰還線を含むようになっている能動コモンモードEMIフィルタにおいて、
この能動コモンモードEMIフィルタは、
前記DCバスを間に介在させて接続された、2つのトランジスタを含むトランジスタスイッチングステージと、
前記DCバスと接続され、このDCバスの各レグと直列に接続された1次側を有する変流器を含み、このDCバスを流れるコモンモードノイズ電流を検知するための電流センサであって、この電流センサは、増幅器と接続された出力端子を有し、またこのトランジスタスイッチングステージは、この電流センサによって駆動され、前記2つのトランジスタは、前記DCバスを流れるコモンモード電流の方向に応じて、ONとOFFにスイッチ切替されるようになっている電流センサと、
前記トランジスタスイッチングステージと前記接地帰還線とに接続され、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、前記トランジスタスイッチングステージから、前記接地帰還線に対して、打消し電流を付与するキャパシタと、
前記電流センサに接続され、前記コモンモードノイズ電流を表わす信号を受け取り、この信号を整流し、前記増幅器にDCバイアス電圧を供給するためのフローティングバイアス回路とを具備することを特徴とする能動コモンモードEMIフィルタ。 - 前記電流センサとトランジスタスイッチングステージは、フィードバック回路を構成するように配置され、このトランジスタスイッチングステージは、前記DCバスを越えた地点において、前記電流センサとインバータとの間で接続され、これらトランジスタスイッチングステージ、増幅器、および電流センサは、高利得の増幅を得るようになっていることを特徴とする請求項20記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記電流センサとトランジスタスイッチングステージは、フィードフォワード回路を構成するように配置され、このトランジスタスイッチングステージは、前記DCバスを越えた地点において、前記整流器と電流センサとの間で接続され、さらに前記トランジスタスイッチングステージ、増幅器、および電流センサは、概ね単位利得の増幅を得るようになっていることを特徴とする請求項20記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記フローティングバイアス回路と増幅器は、ともに、前記変流器の2次側に接続されていることを特徴とする請求項22記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記フローティングバイアス回路と増幅器は、ともに、前記変流器の2次側に接続されていることを特徴とする請求項20記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記フローティングバイアス回路と増幅器は、それぞれ、前記変流器の1次側と2次側に接続されていることを特徴とする請求項20記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- AC網に接続された整流器を含む、回路のコモンモードノイズ電流を減少させるための能動コモンモードEMIフィルタであって、前記整流器は、DC電流をDCバスに供給し、このDCバスは、AC電流を負荷に供給するインバータステージを提供し、さらに前記負荷はAC網の接地端子に至る接地帰還線を含むようになっている能動コモンモードEMIフィルタにおいて、
この能動コモンモードEMIフィルタは、
直列に接続された2つのトランジスタを含むトランジスタステージと、
前記回路の中でコモンモードノイズが発生する分岐部と接続された1次側を有する変流器を含み、前記回路を流れるコモンモードノイズ電流を検知するための電流センサであって、この電流センサは、前記トランジスタステージと接続された出力端子を有し、またこのトランジスタステージは、コモンモードノイズ電流に応答して、この電流センサによって駆動されるようになっている電流センサと、
前記トランジスタステージと前記接地帰還線とに接続され、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、前記トランジスタステージから、前記接地帰還線に対して、打消し電流を付与するキャパシタとを具備し、
前記トランジスタステージの2つのトランジスタの一方は、このうちの1つの主電極が、前記コモンモードノイズが発生する回路の各レグと接続されるとともに、もう1つの対応する主電極が、前記変流器の1つの2次側を介して、コモンノードと接続され、さらにこのトランジスタの制御電極が、変流器のもう1つの2次側を介して、前記コモンノードに接続されるように、接続されており、
前記トランジスタステージの2つのトランジスタの他方は、このうちの1つの主電極が、前記変流器の1つの2次側を介して、コモンノードと接続されるとともに、もう1つの対応する主電極が、前記変流器のもう1つの2次側を介して、前記コモンモードノイズが発生する回路の各レグと接続され、さらにこのトランジスタの制御電極が、変流器のもう1つの2次側を介して、前記回路の他のレグに接続されるように、接続されていることを特徴とする能動コモンモードEMIフィルタ。 - 前記電流センサとトランジスタステージは、概ね単位利得の増幅が得られるフィードフォワード回路と接続されていることを特徴とする請求項26記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタは、MOSFETであることを特徴とする請求項26記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのMOSFETは、ともに同じタイプのものであることを特徴とする請求項28記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記キャパシタは、前記接地帰還線と、前記トランジスタのコモンノードとに接続されていることを特徴とする請求項26記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器のさらに他の2次側は、前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を印加するためのバイアス回路を提供することを特徴とする請求項26記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器の1次側と、1つの2次側とは、同じ巻き数であることを特徴とする請求項26記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器の1次側と、1つの2次側の巻き数は、ともに1であることを特徴とする請求項32記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記変流器の他の2次側の巻き数は、1次側の巻き数よりも多いことを特徴とする請求項32記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- AC網に接続された整流器を含む、回路のコモンモードノイズ電流を減少させるための能動コモンモードEMIフィルタであって、前記整流器は、DC電流をDCバスに供給し、このDCバスは、AC電流を負荷に供給するインバータステージを提供し、さらに前記負荷はAC網の接地端子に至る接地帰還線を含むようになっている能動コモンモードEMIフィルタにおいて、
この能動コモンモードEMIフィルタは、
直列に接続された2つのトランジスタを含むトランジスタステージと、
前記回路の中でコモンモードノイズが発生する分岐部と接続された入力端子と、前記トランジスタステージと接続された出力端子を有し、前記回路を流れるコモンモードノイズ電流を検知するための電流センサであって、前記トランジスタステージの2つのトランジスタは、コモンモードノイズ電流に応答して、この電流センサによって駆動されるようになっている電流センサと、
前記トランジスタステージと前記接地帰還線とに接続され、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、前記トランジスタステージから、前記接地帰還線に対して、打消し電流を付与するキャパシタとを具備し、
前記電流センサは、前記回路の中でコモンモードノイズが発生する分岐部に接続された1次側を有する第1の変流器と、この第1の変流器の2次側と接続された1次側を有する第2の変流器とを含み、
前記トランジスタステージにおける2つのトランジスタは、それぞれ、2つの主電極と1つの制御電極を有し、これら2つのトランジスタの1つの主電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側の1つの端子に接続され、各制限電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側のもう1つの端子に接続されていることを特徴とする能動コモンモードEMIフィルタ。 - 前記2つのトランジスタは、バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項35記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタのエミッタは、互いに接続されていることを特徴とする請求項36記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタは、相補型であることを特徴とする請求項35記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記2つのトランジスタのエミッタは、互いに接続されていることを特徴とする請求項38記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記電流センサとトランジスタステージは、概ね単位利得の増幅が得られるフィードフォワード回路と接続されていることを特徴とする請求項35記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記キャパシタは、前記接地帰還線と、前記2つのトランジスタの制御電極とに接続されていることを特徴とする請求項35記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記トランジスタステージは、第3のトランジスタと第4のトランジスタを含み、これらのトランジスタは、それぞれ、2つの主電極と1つの制御電極を有し、これら2つのトランジスタの1つの主電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側の1つの端子に接続され、各制限電極は、ともに、前記第2の変流器における2次側のもう1つの端子に接続されていることを特徴とする請求項35記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記第3のトランジスタと第4のトランジスタの他の主電極は、DC供給電圧の印加地点を越えた地点において、互いに接続されていることを特徴とする請求項42記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記第1の変流器は、電流がステップアップするような巻き数比を有し、前記第2の変流器は、電流がステップダウンするような巻き数比を有することを特徴とする請求項35記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- AC網に接続された整流器を含む、回路のコモンモードノイズ電流を減少させるための能動コモンモードEMIフィルタであって、前記整流器は、DC電流をDCバスに供給し、このDCバスは、AC電流を負荷に供給するインバータステージを提供し、さらに前記負荷はAC網の接地端子に至る接地帰還線を含むようになっている能動コモンモードEMIフィルタにおいて、
この能動コモンモードEMIフィルタは、
前記DCバスを間に介在させつつ接続された2つのトランジスタを含むトランジスタステージと、
前記回路の中でコモンモードノイズが発生する分岐部と接続された1次側を有する変流器を含み、前記回路を流れるコモンモードノイズ電流を検知するための電流センサであって、この電流センサは、前記トランジスタステージと接続された出力端子を有し、またこのトランジスタステージは、コモンモードノイズ電流に応答して、この電流センサによって駆動されるようになっている電流センサと、
前記トランジスタステージと前記接地帰還線とに接続され、接地帰還線においてコモンモード電流を打消すため、前記トランジスタステージから、前記接地帰還線に対して、打消し電流を付与するキャパシタと、
前記電流センサに接続され、前記コモンモードノイズ電流を表わす信号を受け取り、この信号を整流し、前記増幅器にDCバイアス電圧を供給するためのフローティングバイアス回路とを具備することを特徴とする能動コモンモードEMIフィルタ。 - 前記電流センサと前記トランジスタステージは、このトランジスタステージ、増幅器、および電流センサが、高利得の増幅を得ることができるフィードバック回路に接続されていることを特徴とする請求項45記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記電流センサと前記トランジスタステージは、このトランジスタステージ、増幅器、および電流センサが、概ね単位利得の増幅を得ることができるフィードフォワード回路に接続されていることを特徴とする請求項45記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記フローティングバイアス回路と増幅器は、ともに、前記変流器の2次側に接続されていることを特徴とする請求項47記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記フローティングバイアス回路と増幅器は、ともに、前記変流器の2次側に接続されていることを特徴とする請求項45記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
- 前記フローティングバイアス回路と増幅器は、それぞれ、前記変流器の1次側と2次側に接続されていることを特徴とする請求項45記載の能動コモンモードEMIフィルタ。
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