JP2006060917A

JP2006060917A - スイッチング電源用のノイズフィルタ回路

Info

Publication number: JP2006060917A
Application number: JP2004239985A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Nakakura; 康典仲倉
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】この発明は、ライン−フレームグランド間ＦＧの耐圧試験を満たし、コモンモードのサージ電流がグランドに流れ込むのを防止し、スイッチング電源の出力電圧の変動を防止することができるスイッチング電源用のノイズフィルタ回路を提供することを目的とする。
【解決手段】スイッチング電源用のノイズフィルタ回路において、交流供給線とグランド線との間に、ガスチューブアレスタと酸化金属バリスタと抵抗の直列回路が接続されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、スイッチング電源用のノイズフィルタ回路に関する。

スイッチング電源回路には、入力側から侵入する外来ノイズからスイッチング電源回路を保護するため、あるいはＡＣ入力端に現れるスイッチング電源回路からの伝導ノイズを抑制するためにノイズフィルタ回路が設けられている。

図１は、スイッチング電源回路の構成を示している。

スイッチング電源回路は、入力部１、ノイズフィルタ部（ノイズフィルタ回路）２、整流平滑部３およびコンバータ部４から構成されている。入力された交流電圧は、整流平滑部３によって整流および平滑化された後、コンバータ部４で変換されて所定の直流電圧を出力する。

商用交流電源からの商用交流電力は、ライン（ライン線）Ｌとニュートラル（中立線）Ｎとからなる交流供給線によって送られる。入力部１では、ラインＬに過電流保護用フューズＦ１が接続されている。

ノイズフィルタ部２では、フューズＦ１の後のラインＬとニュートラルＮとの間に、ＬとＮとの間の高周波ノイズを低減させるためのアクロスザラインコンデンサＣ１が接続されている。その後段には、ラインＬとフレームグランドＦＧとの間に、ガスチューブアレスタＡ１と酸化金属バリスタＢ１との直列回路が接続されているとともに、ニュートラルＮとフレームグランドＦＧとの間に、ガスチューブアレスタＡ２と酸化金属バリスタＢ２との直列回路が接続されている。

その後段には、ラインＬとフレームグランド（グランド線）ＦＧとの間に、ＬとＦＧとの間の高周波ノイズを低減させるためのラインバイパスコンデンサＣ３が接続されているとともにニュートラルＮとフレームグランドＦＧとの間に、ＮとＦＧとの間の高周波ノイズを低減させるためのラインバイパスコンデンサＣ４が接続されている。

その後段には、ラインＬとニュートラルＮとの間に、同相成分のノイズを除去するためのチョークコイルＬ１が接続されている。

チョークコイルＬ１の後段においては、フューズＦ１の後のラインＬとニュートラルＮとの間に、アクロスザラインコンデンサＣ２が接続されている。そして、その後段に、ラインＬとフレームグランドＦＧとの間に、ラインバイパスコンデンサＣ５が接続されているとともにニュートラルＮとフレームグランドＦＧとの間にラインバイパスコンデンサＣ６が接続されている。

ノイズフィルタ部２内のラインバイパスコンデンサＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ内のスイッチング素子（図示略）のコレクタあるいはソースとフレームグランドＦＧ間の寄生キャパシタを通して流れる電流によって発生するコモンモードノイズを除去するものである。

ノイズフィルタ部２内のガスチューブアレスタＡ１と酸化金属バリスタＢ１との直列回路は、ラインＬとフレームグランドＦＧとの間にコモンモードのサージ電流が侵入した際に、そのサージエネルギーを吸収させるためのものである。同様に、ガスチューブアレスタＡ２と酸化金属バリスタＢ２との直列回路は、ニュートラルＮとフレームグランドＦＧとの間にコモンモードのサージ電流が侵入した際に、そのサージエネルギーを吸収させるためのものである。

ノイズフィルタ部２を通過した交流入力は、整流平滑部３内のダイオードブリッジＤによって整流された後、整流平滑部３内のダイオードＣ７によって平滑化されて、非安定直流電圧となる。この非安定直流電圧は、コンバータ部内のＤＣ−ＤＣコンバータによって安定化されて所定の直流電圧なって出力される。
特開平８−１９１５７０号公報特開平７−３９１３６号公報特開１９９４−１５３３８２号公報特開２０００−９８７９７号公報

従来のノイズフィルタ部では、図１に示すように、交流供給線（Ｌ，Ｎ）とフレームグランドＦＧとの間にサージ電流が侵入した場合には、ガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）と酸化金属バリスタ（Ｂ１，Ｂ２）との直列回路で、そのサージエネルギーを吸収するのが一般的である。

しかしながら、安全規格上のライン−フレームグランド間ＦＧの耐圧試験の試験電圧は１８００Ｖであり、ガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）が１８００Ｖで動作することは認められない。また、ガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）の動作電圧の公差は一般的に２０％であるため、１８００Ｖでガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）を動作させないためには、定格動作電圧が２２５０Ｖを超えるものを使用しなければならない。

このため、２２５０Ｖ以下のライン−フレームグランド間ＦＧのサージに対してはガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）で吸収することができず、その結果として、スイッチング電源の出力電圧を変動してしまう。

この発明は、ライン−フレームグランド間ＦＧの耐圧試験を満たし、コモンモードのサージ電流がグランドに流れ込むのを防止し、スイッチング電源の出力電圧の変動を防止することができるスイッチング電源用のノイズフィルタ回路を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、スイッチング電源用のノイズフィルタ回路において、交流供給線とグランド線との間に、ガスチューブアレスタと酸化金属バリスタと抵抗の直列回路が接続されていることを特徴とする。

この発明によれば、ライン−フレームグランド間ＦＧの耐圧試験を満たし、コモンモードのサージ電流がグランドに流れ込むのを防止し、スイッチング電源の出力電圧の変動を防止することができるようになる。

以下、図２を参照して、この発明の実施の形態について説明する。

図２は、スイッチング電源回路の構成を示している。図２において、図１と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。

このスイッチング電源回路では、ノイズフィルタ部２Ａの構成が図１のノイズフィルタ部２の構成と異なっている。このノイズフィルタ部２Ａでは、酸化金属バリスタ（Ｂ１，Ｂ２）とフレームグランドＦＧとの間に、サージ電流阻止用抵抗Ｒ１が接続されている。

図２のノイズフィルタ部２Ａにおいては、ラインＬからサージ電流が侵入し、ガスチューブアレスタＡ１と酸化金属バリスタＢ１からフレームグランドＦＧにサージ電流が流れ込む際に、サージ電流阻止用抵抗Ｒ１のインピーダンスによってサージ電流の流れ込みが阻止される。同様に、ニュートラルＮからサージ電流が侵入し、ガスチューブアレスタＡ２と酸化金属バリスタＢ２からフレームグランドＦＧにサージ電流が流れ込む際に、サージ電流阻止用抵抗Ｒ１のインピーダンスによってサージ電流の流れ込みが阻止される。

このノイズフィルタ部２Ａでは、交流供給線（Ｌ，Ｎ）に侵入したサージ電流がラインガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）と酸化金属バリスタ（Ｂ１，Ｂ２）を通って、フレームグランドＦＧに流れ込むのが阻止されるので、スイッチング電源の出力電圧の変動が防止される。

なお、サージ電流阻止用抵抗Ｒ１の抵抗値は、ライン−フレームグランドＦＧ間の耐圧試験の試験電圧により求められるのが好ましい。

例えば、試験電圧が１８００Ｖで、検知電流が０．１Ａのときは、１８００Ｖ÷０．１Ａ＝１８０００Ωの抵抗値となり、この値以上の抵抗値の抵抗を使用する。これにより、検知電流は０．１Ａ未満に制限される。従って、ラインガスチューブアレスタ（Ａ１，Ａ２）は定格動作電圧２２５０Ｖ以下のものを使用でき、２２５０Ｖ未満のサージ電圧を吸収させることができ、スイッチング電源の出力電圧の変動が防止される。

従来のスイッチング電源回路の構成を示す電気回路図である。実施の形態であるスイッチング電源回路の構成を示す電気回路図である。

符号の説明

２、２Ａノイズフィルタ部
Ｌライン（ライン線）
Ｎニュートラル（中立線）
ＦＧフレームグランド（グランド線）
Ａ１、Ａ２ガスチューブアレスタ
Ｂ１、Ｂ２酸化金属バリスタ
Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６ラインバイパスコンデンサ
Ｒ１サージ電流阻止用抵抗

Claims

交流供給線とグランド線との間に、ガスチューブアレスタと酸化金属バリスタと抵抗の直列回路が接続されていることを特徴とするスイッチング電源用のノイズフィルタ回路。