JP2006067440A - Filtering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電源側への高周波ノイズの伝播を阻止するフィルタ装置に関する。 The present invention relates to a filter device that prevents high-frequency noise from propagating to a power supply side.
一般に、電気機器の電源ラインには、電気機器から発生する高周波ノイズが電源側へ伝播するのを阻止するため、フィルタ装置が設けられている(例えば特許文献1)。
フィルタ装置は、電源と電気機器との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインにそれぞれ挿接された第1コイルおよび第2コイルからなるラインフィルタ、このラインフィルタの1次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用のコンデンサ、上記ラインフィルタの2次側における電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサ、上記ラインフィルタの2次側における電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサなどで構成されている。
In general, a power supply line of an electrical device is provided with a filter device in order to prevent high-frequency noise generated from the electrical device from propagating to the power source (for example, Patent Document 1).
The filter device includes a line filter including a first coil and a second coil inserted into one line and the other line of a power supply line between a power supply and an electric device, and a power supply line on the primary side of the line filter. A noise removing capacitor connected between one line and the other line, and a noise removing ground capacitor connected between one line of the power supply line on the secondary side of the line filter and the ground And a grounding capacitor for noise removal connected between the other line of the power supply line on the secondary side of the line filter and the ground.
このフィルタ装置のノイズ阻止作用については、ラインフィルタの各コイルのインダクタンスを大きくし、かつ各コンデンサの容量を大きくすることにより、効果が増大する。
しかしながら、各コイルのインダクタンスおよび各コンデンサの容量が大きくなると、電源側にサージ電圧が流入した場合に、コイルとコンデンサとの共振作用により、ラインフィルタの2次側電圧が一旦大きく増大して変動を繰り返してしまう。この大きな電圧変動により、電気機器の部品が破損する場合がある。 However, if the inductance of each coil and the capacity of each capacitor increase, when the surge voltage flows into the power supply side, the secondary side voltage of the line filter increases once and fluctuates due to the resonance action between the coil and the capacitor. It repeats. Due to this large voltage fluctuation, parts of the electrical equipment may be damaged.
仮に、サージ電圧を吸収するためのバリスタやサージアブソーバをフィルタ装置の入力側に設けていても、サージ電圧の流入に伴い、ラインフィルタの2次側電圧が大きく増大してしまう。 Even if a varistor or surge absorber for absorbing a surge voltage is provided on the input side of the filter device, the secondary side voltage of the line filter greatly increases as the surge voltage flows.
この発明は、上記の事情を考慮したもので、サージ電圧が流入した場合の2次側電圧の増大および変動を確実に抑制して電気機器の部品の破損を防ぐことができるフィルタ装置を提供することを目的としている。 In consideration of the above circumstances, the present invention provides a filter device that can reliably prevent the secondary side voltage from increasing and fluctuating when a surge voltage flows and prevent damage to the components of the electrical equipment. The purpose is that.
請求項1に係る発明のフィルタ装置は、交流電源と電気機器との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインに挿接された第1コイルおよび第2コイルからなるラインフィルタと、このラインフィルタの1次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用の第1コンデンサと、上記ラインフィルタの2次側における電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第2コンデンサと、上記ラインフィルタの2次側における電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第3コンデンサと、上記ラインフィルタにおける第1コイルおよび第2コイルの少なくとも一方に並列接続されたギャップ式サージアブソーバと、を備えている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a filter device comprising: a line filter comprising a first coil and a second coil inserted into and connected to one line of the power supply line between the AC power supply and the electric device and the other line; A first capacitor for noise removal connected between one line and the other line of the power supply line on the primary side of the filter, and one line of the power supply line on the secondary side of the line filter and ground A second capacitor for noise removal connected in between, a third capacitor for noise removal connected between the other line of the power supply line on the secondary side of the line filter and the ground, and in the line filter A gap type surge absorber connected in parallel to at least one of the first coil and the second coil.
この発明のフィルタ装置によれば、ラインフィルタにおける第1コイルおよび第2コイルの少なくとも一方に並列接続されているギャップ式サージアブソーバの作用により、サージ電圧が流入した場合の2次側電圧の増大および変動が確実に抑制される。これにより、電気機器の部品の破損を防ぐことができる。 According to the filter device of the present invention, due to the action of the gap type surge absorber connected in parallel to at least one of the first coil and the second coil in the line filter, an increase in the secondary side voltage when a surge voltage flows in and Variation is reliably suppressed. Thereby, damage to the components of the electrical equipment can be prevented.
[1]以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、商用交流電源1に本発明のフィルタ装置10を介して電気機器の整流回路20が接続されている。フィルタ装置10は、電気機器から発生する高周波ノイズが商用交流電源1側へ伝播するのを阻止する働きをする。整流回路20は、ダイオードブリッジ21および平滑コンデンサ22からなる。この整流回路20の出力端にスイッチング回路30が接続されている。スイッチング回路30は、整流回路20の出力電圧(直流電圧)を、スイッチングにより、所定周波数の交流電圧に変換して出力する。このスイッチング回路30の出力端に、モータ等の負荷40が接続されている。整流回路20の出力端にも、圧縮機などに搭載されるDCモータなどの負荷50が接続されている。
[1] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a
スイッチング回路30の入力側と出力側との間に、ノイズ除去用のコンデンサ31が接続されている。さらに、スイッチング回路30の出力端とアースとの間に、ノイズ除去用の接地コンデンサ32が接続されている。
A noise removing capacitor 31 is connected between the input side and output side of the switching circuit 30. Further, a
上記フィルタ装置10は、商用交流電源1と整流回路20との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインに挿接された第1コイル11aおよび第2コイル11bからなるラインフィルタ11と、このラインフィルタ11の1次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用のコンデンサ(第1コンデンサ)12と、ラインフィルタ11の2次側における電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサ(第2コンデンサ)13と、ラインフィルタ11の2次側における電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサ(第3コンデンサ)14と、ラインフィルタ11におけるコイル11aおよびコイル11bの少なくとも一方に並列接続されたギャップ式サージアブソーバ15と、により構成されている。
The filter device 10 includes a
一方、フィルタ装置10の1次側の電源ラインの一方のラインが、サージ電圧吸収素子であるバリスタ2および同じくサージ電圧吸収素子であるギャップ式サージアブソーバ3を直列に介して、アース接続されている。さらに、フィルタ装置10の1次側の電源ラインの一方のラインと他方のラインとの相互間に、サージ電圧吸収素子であるバリスタ4が接続されている。 On the other hand, one of the primary power lines of the filter device 10 is grounded via a varistor 2 that is a surge voltage absorbing element and a gap type surge absorber 3 that is also a surge voltage absorbing element in series. . Furthermore, a varistor 4 that is a surge voltage absorbing element is connected between one line of the power line on the primary side of the filter device 10 and the other line.
つぎに、上記の構成の作用を説明する。
商用交流電源1側にサージ電圧が流入して、ラインフィルタ11の1次側の電源ラインの電圧が上昇した場合、その電源ラインの一方のラインとアースとの間の電圧Vaは図2に示すように変化する。すなわち、サージ電圧により、電源ラインの電圧がバリスタ2およびサージアブソーバ3の直列回路のクランプ電圧を超えると、その超えた分がバリスタ2およびサージアブソーバ3を介してアースに除去される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
When a surge voltage flows into the commercial AC power supply 1 and the voltage of the power supply line on the primary side of the
このとき、サージ電圧の流入に伴い、ラインフィルタ11のコイル11aあるいはコイル11bを介して、ラインフィルタ11の2次側のコンデンサ13,14が充電される。図2に破線で示す部分が充電エネルギとなる。この充電に際しては、ラインフィルタ11のコイルにエネルギが蓄えられる。これにより、図3に示すように、ラインフィルタ11の1次側とアースとの間の電圧Vaが、コンデンサ13,14によりアースされている2次側の電圧Vbよりも一時的に高くなる。
At this time, the secondary side capacitors 13 and 14 of the
電圧Vaが電圧Vbよりも一時的に高くなって、その電圧差がギャップ式サージアブソーバ15の放電開始電圧を越えると、ギャップ式サージアブソーバ15で放電現象が生じる。この放電に伴い、ラインフィルタ11のコイルに蓄えられていたエネルギが、ギャップ式サージアブソーバ15を通してラインフィルタ11の1次側から2次側にバイパスされる。これ以降、ラインフィルタ11のコイルにエネルギが蓄えられることはなく、よってラインフィルタ11のコイル11a,11bとコンデンサ13,14との共振作用が防止される。
When the voltage Va becomes temporarily higher than the voltage Vb and the voltage difference exceeds the discharge start voltage of the gap type surge absorber 15, a discharge phenomenon occurs in the gap type surge absorber 15. With this discharge, the energy stored in the coil of the
仮に、サージアブソーバ15が無い場合、ラインフィルタ11のコイルに蓄積されたエネルギがコンデンサ13,14との間で移動して共振作用を引き起こし、その結果、図4に示すように、ラインフィルタ11の2次側電圧が大きく増大(跳ね上がり現象)して変動を繰り返してしまう。
If the surge absorber 15 is not provided, the energy stored in the coil of the
これに対し、上記のように、サージ電圧の流入に際し、一旦はラインフィルタ11のコイルに蓄えられたエネルギがギャップ式サージアブソーバ15を通してラインフィルタ11の2次側にバイパスされることにより、たとえノイズ阻止作用の効果を高めるために大きなインダクタンスのコイル11a,11bおよび大きな容量のコンデンサ13,14が採用されていても、ラインフィルタ11のコイル11a,11bとコンデンサ13,14とによる共振現象が生じることはなく、図3に示すように、ラインフィルタ11の2次側電圧Vbが穏やかに下降する。
On the other hand, as described above, when the surge voltage flows in, the energy once stored in the coil of the
したがって、サージ電圧が流入した場合の2次側電圧の増大および変動が確実に抑制されて、整流回路20、スイッチング回路30、負荷40における部品の破損などが未然に防止される。
Therefore, the increase and fluctuation of the secondary side voltage when the surge voltage flows in are surely suppressed, and damage to components in the
[2]第2の実施形態について説明する。
図1に破線で示すように、ラインフィルタ11の2次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に、バリスタ16が接続されている。他の構成は第1の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
[2] A second embodiment will be described.
As indicated by a broken line in FIG. 1, a varistor 16 is connected between one line and the other line of the power supply line on the secondary side of the
このバリスタ16の接続により、ラインフィルタ11の2次側における電源ラインの一方のラインの電圧Vbと、他方のラインの電圧Vcとが、図5に示すように同じレベルを維持する。
By connecting the varistor 16, the voltage Vb of one of the power supply lines on the secondary side of the
仮に、バリスタ16が無い場合、ラインフィルタ11におけるコイル11a,11bのインダクタンスの相異(いわゆるバラツキ)などが原因となって、図6に示すように、ラインフィルタ11の2次側における電源ラインの一方のラインの電位と他方のラインの電位とに差が生じた場合、両ライン間に接続されている部品に耐圧オーバが発生して部品の破損を生じる可能性がある。
If the varistor 16 is not provided, the inductance of the
これに対し、上記のように、バリスタ16を通して、ラインフィルタ11の2次側における電源ラインの一方のラインの電圧Vbと他方のラインの電圧Vcとが同じレベルに維持されることにより、両ライン間に接続されている部品に耐圧オーバが発生することはなく、部品の安全を保つことができる。
他の作用および効果は、第1の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
On the other hand, as described above, the voltage Vb of one line of the power supply line on the secondary side of the
Other operations and effects are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[3]他の実施形態
上記各実施形態では、サージアブソーバ15をラインフィルタ11のコイル11aに並列接続した場合を例に説明したが、サージアブソーバ15をラインフィルタ11のコイル11bに並列接続し、あるいはコイル11a,11bの両方にそれぞれ並列接続しても、同様の作用効果を得ることができる。
また、ギャップ式サージアブソーバ15を接続する代わりに、フィルタ装置10が搭載されるプリント配線基板上の導電パターンにより形成されるパターンギャップ(放電ギャップともいう)を接続してもよい。
[3] Other embodiments
In each of the above embodiments, the case where the surge absorber 15 is connected in parallel to the coil 11a of the
Further, instead of connecting the gap type surge absorber 15, a pattern gap (also referred to as a discharge gap) formed by a conductive pattern on a printed wiring board on which the filter device 10 is mounted may be connected.
その他、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
1…商用交流電源、2…バリスタ、3…サージアブソーバ、4…バリスタ、10…フィルタ装置、11…ラインフィルタ、11a…第1コイル、11b…第2コイル、12…ノイズ除去用のコンデンサ(第1コンデンサ)、13…ノイズ除去用の接地コンデンサ(第2コンデンサ)、14…ノイズ除去用の接地コンデンサ(第3コンデンサ)、15…ギャップ式サージアブソーバ、16…バリスタ、20…整流回路、30…スイッチング回路、40,50…負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Commercial AC power source, 2 ... Varistor, 3 ... Surge absorber, 4 ... Varistor, 10 ... Filter device, 11 ... Line filter, 11a ... 1st coil, 11b ... 2nd coil, 12 ... Capacitor for noise removal (1st 1 capacitor), 13 ... ground capacitor for removing noise (second capacitor), 14 ... ground capacitor for removing noise (third capacitor), 15 ... gap type surge absorber, 16 ... varistor, 20 ... rectifier circuit, 30 ... Switching circuit, 40, 50 ... load
Claims (3)
前記ラインフィルタの1次側における前記電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用の第1コンデンサと、
前記ラインフィルタの2次側における前記電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第2コンデンサと、
前記ラインフィルタの2次側における前記電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第3コンデンサと、
前記ラインフィルタにおける第1コイルおよび第2コイルの少なくとも一方に並列接続されたギャップ式サージアブソーバと、
を備えたことを特徴とするフィルタ装置。 A line filter composed of a first coil and a second coil inserted into and connected to one line and the other line of the power supply line between the power supply and the electrical device;
A first capacitor for noise removal connected between one line and the other line of the power supply line on the primary side of the line filter;
A second capacitor for noise removal connected between one line of the power supply line on the secondary side of the line filter and ground;
A third capacitor for noise removal connected between the other line of the power supply line on the secondary side of the line filter and ground;
A gap type surge absorber connected in parallel to at least one of the first coil and the second coil in the line filter;
A filter device comprising:
前記ラインフィルタの1次側における前記電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用の第1コンデンサと、
前記ラインフィルタの2次側における前記電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第2コンデンサと、
前記ラインフィルタの2次側における前記電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第3コンデンサと、
当該フィルタ装置が搭載されるプリント配線基板上の導電パターンにより形成され、前記ラインフィルタにおける第1コイルおよび第2コイルの少なくとも一方に並列接続されたパターンギャップと、
を備えたことを特徴とするフィルタ装置。 A line filter composed of a first coil and a second coil inserted into and connected to one line and the other line of the power supply line between the power supply and the electrical device;
A first capacitor for noise removal connected between one line and the other line of the power supply line on the primary side of the line filter;
A second capacitor for noise removal connected between one line of the power supply line on the secondary side of the line filter and ground;
A third capacitor for noise removal connected between the other line of the power supply line on the secondary side of the line filter and ground;
A pattern gap formed by a conductive pattern on a printed wiring board on which the filter device is mounted, and connected in parallel to at least one of the first coil and the second coil in the line filter;
A filter device comprising:
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JP2004250076A JP2006067440A (en) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Filtering apparatus |
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JP2007259662A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Tokimec Inc | Surge protection circuit |
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2004
- 2004-08-30 JP JP2004250076A patent/JP2006067440A/en active Pending
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