JP2006279462A - 電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 - Google Patents
電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006279462A JP2006279462A JP2005094880A JP2005094880A JP2006279462A JP 2006279462 A JP2006279462 A JP 2006279462A JP 2005094880 A JP2005094880 A JP 2005094880A JP 2005094880 A JP2005094880 A JP 2005094880A JP 2006279462 A JP2006279462 A JP 2006279462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulator
- electrical noise
- noise filter
- characteristic impedance
- main conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【解決手段】 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記伝送線が遅延時間が異なる長さで、かつ異なる特性インピーダンスを持つ部分から構成されてなることを特徴とする電気的雑音フィルタを用いる。また、前記伝送線の少なくとも一部が特性インピーダンスが大きい複数の部分と特性インピーダンスが小さい複数の部分で構成され、かつ、特性インピーダンスが大きい部分と特性インピーダンスが小さい部分が交互に配置され、さらにそれらの遅延時間が同一でないことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
特に、高電圧、大電流の電力線に挿入する大電力用雑音フィルタに使用する誘導素子は、大電流を流すために太い導線を使用しなければならないため前記巻線間のキャパシタンスが大きくなり誘導素子の共振周波数が低下する。また、静電容量素子も大きな耐電圧を実現するためには電極間に配置される誘電体の厚みを増さなければならず、また同一キャパシタンスを得るには電極面積を増さなければならない。したがって、静電容量素子は、耐電圧の2乗にほぼ比例して体積が増加する。体積の大きな静電容量素子は、より長い引出し線を必要とし、引出し線のインダクタンスの増加によって静電容量素子の共振周波数は低下する。
上記のように個別の誘導素子、静電容量素子によって高い周波数の電気的雑音を減衰させる大電流容量、高耐電圧の大電力用雑音フィルタの実現は困難であった。
さらに、電線の周囲に磁性材料を設ける形の雑音フィルタも該磁性材料の透磁率が数MHzから低下し始め、数GHzで1近くまで減少する。このため高い周波数の電気的雑音に対しては効果が低下するという欠点を有していた。
Herbert J. Carlin, "Distributed Circuit Design With Transmission Line Elements", Proceedings of the IEEE, Vol.59, No.7, pp1059-1081, July 1971 R.S.Withers and P.V.Wright, "SUPERCONDUCTIVE TAPPED DELAY LINES FOR LOW-INSERTION-LOSS WIDEBAND ANALOG SIGNAL-PROCESSING FILTERS", IEEE, CH1957-0/83/0000 0081 1983
(1)主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記伝送線が遅延時間が異なる長さで、かつ異なる特性インピーダンスを持つ部分から構成されてなることを特徴とする電気的雑音フィルタ。(2)主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記伝送線の少なくとも一部が特性インピーダンスが大きい複数の部分と特性インピーダンスが小さい複数の部分で構成され、かつ、特性インピーダンスが大きい部分と特性インピーダンスが小さい部分が交互に配置され、さらにそれらの少なくとも一つは遅延時間が同一でないことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(6)主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記絶縁体が他の部分より誘電率の大きな材料で構成された複数の区間と他の部分より透磁率の大きな材料で構成された複数の区間を有することを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(7)上記特性インピーダンスが小さな部分が主導体に誘電率の大きな絶縁体を環装されてなることを特徴とする前記(2)記載の電気的雑音フィルタ。
(8)上記特性インピーダンスが大きな部分が主導体に透磁率の大きな絶縁体を環装されてなることを特徴とする前記(2)記載の電気的雑音フィルタ。
(9)前記(2)2もしくは(3)に記載する特性インピーダンスが大きい部分において、副導体の主導体に対向する面積を小さく成したことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(10)前記(7)において有機絶縁体に高誘電率無機絶縁材料粉末を混合してなる絶縁体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(11)前記(8)において有機絶縁体に高透磁率材料粉末を混合してなる絶縁体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(12)前記(10)もしくは前記(11)において熱収縮性有機絶縁体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(13)前記(1)乃至(12)のいずれかに記載する電気的雑音フィルタにおいて複数の細線により構成された主導体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
(14)雑音を含む電力源から負荷まで延展する単相又は多相の電力伝送線、若しくは前記電力源に電力を与える単相又は多相の配電線の少なくとも一部を、前記(1)〜(13)のいずれかに記載の電気的雑音フィルタで構成したことを特徴とする電気的雑音除去方法。
(15)信号源から信号受信部まで延展する信号線の少なくとも一部を、前記(1)〜(13)のいずれかに記載の電気的雑音フィルタで構成したことを特徴とする電気的雑音除去方法。
ただし、今回の計算モデルでは高周波における誘電体材料の誘電体損失、磁性体材料のヒステリシス損失および渦電流損失を考慮に入れていない。実際の電気的雑音フィルタの場合これら影響を受ける。特に、磁性材料は100MHz以上の周波数に対して透磁率の虚数項が占める比率が増加し損失が増加する。従って、100MHz以上の周波数では図4、図5に示す以上の伝達量低下が生ずる。
次に、例えば主導体1と副導体2の間で例えば2000V(ボルト、以下同じ)の電気的絶縁耐圧を満たすために絶縁体に要求される事項を説明する。一般に不純物が少ないポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、シリコーン、フッ化炭素樹脂などの有機樹脂は厚さ0.1ミリメートルごとに2万〜4万Vの耐圧を示す。特に、前記ポリイミド樹脂フィルムは、理想状態では厚さ20μm当たり1万Vの耐圧を持つ材料であり、実用上でも耐電圧2000Vの要求は厚さ50μmのフィルムで満たすことが出来る。絶縁体11および15は機械的な磨耗などを考慮に入れ、厚さに余裕を持たせる必要があるが2〜4ミリメートル程度の管状材料を用いれば安定な絶縁特性を得ることが出来る。
しかし、磁性体粉末は前記有機樹脂材料と比較して抵抗率が6桁以上小さいため高透磁率絶縁体12は例えば2000Vの電圧に対して絶縁耐圧を満たせない。このため主導体1と高透磁率絶縁体12の間に高耐電圧の絶縁体13を介在させ、主導体1と副導体2の間の電気的絶縁耐圧を確保している。この絶縁体13の厚さは機械的な磨耗に対して高透磁率絶縁体12によって保護されるため0.1〜0.2ミリメートルあれば十分である。
特性インピーダンスは主導体と副導体間の静電容量を低減することによっても大きくなすことができる。従って絶縁体12の外径を大きくなす、あるいは副導体の主導体に対向する面積を小さくなしても伝送線路の特性インピーダンスを大きくなしうることは明らかである。
L1,L3:0.93μH/メートル (μH:マイクロヘンリー、以下同じ)
C1,C3:824pF/メートル (pF:ピコファラッド、以下同じ)
L2,L4:0.14μH/メートル、
C2、C4:11800pF/メートル
L5:0.14μH/メートル、
C5:413pF/メートル
Z1、Z3:34Ω
Z2、Z4:3.5Ω
Z5 :18Ω
τ1、τ3:27.7ns/メートル、
τ2、τ4:41.2ns/メートル、
τ5 :7.7ns/メートル
D1:2.3メートル、
D2:0.9メートル、
D3:2.1メートル、
D4:1.05メートル、
D5:13メートル、
図1および図2に示した本発明の電気的雑音フィルタを大電流容量、高耐圧の電気的雑音フィルタに適応した実施例について、以下に説明する。
絶縁体11および15は熱収縮性を持たせた主導体外径よりわずかに大きな内径を持つポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、シリコーン、フッ化炭素樹脂などで作られた円筒状の管を用いる。絶縁体12は上記有機樹脂に非晶質金属磁性材料粉末あるいは高透磁率フェライト粉末などを混合した材料で作られた突起と凹部を有する円環状構造体である。また、この材料に熱収縮性を持たせる。内面には上記有機樹脂の厚さ0.1〜0.2ミリメートルのフィルムを貼り、絶縁体13となして電気絶縁性を高める。
絶縁体14はポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、シリコーン、フッ化炭素樹脂などのいずれかに前記高誘電率セラミック粉末を混合したものである。また、絶縁体14は熱収縮性を持たせ、突起と凹部を有する主導体外径よりわずかに大きな内径を持つ円管状構造体とする。
本発明の電気的雑音フィルタにおいて曲げに対する柔軟性を持たせる方法として図7に示すように絶縁体11〜15を薄いフィルムを複数回、主導体1の周囲に巻きつけることで実現できる。この場合も図示するようにそれぞれの絶縁体フィルムの1部が他のフィルムに重なるように巻きつけることによって主導体1と副導体2を直接結ぶ空気層が遮断され、主導体1と副導体2間の電気的絶縁耐圧を高めることが出来る。
それぞれの絶縁体フィルムを所定の層数だけ巻き重ねた後、絶縁体11、12、14および15に密着するように編組線で構成された副導体2を全体に被覆すると図7に示す断面を持つ電気的雑音フィルタが実現できる。
前記の部分伝送線TL1およびTL3の1メートル当たりのインダクタンスL1、L3を高め、結果としてこの部分の特性インピーダンスを高めるために絶縁体12を厚くすることが効果的である。ところが磁性体粉末を高密度で混合すると柔軟性が低下し、ひいては電気的雑音フィルタの曲げに対する柔軟性が低下する恐れがある。絶縁体12a、12bとして、図8に示すようにくびれを持つ構造の絶縁体12a”、12b”を利用することにより柔軟性の低下を改善できる。
離れた2つの電気的装置の間を2本以上の導線で電気的に接続した場合、これらの導線に共通の位相を持つ、いわゆるコモンモードの雑音が重畳する場合がある。かかる場合、上記2本以上の導線の間に相互インダクタンスを設け、上記コモンモード雑音の防止を図る技術は広く知られている。この目的を満たす実施例を図9および図10に示す。図9において20a、20b、20cは本発明の電気的雑音フィルタ、21a、21b、21cおよび22a、22b、22cは主導体の引き出し端子、24および25は副導体の引き出し端子、23はコモンモード雑音防止フィルタである。
コモンモード雑音防止フィルタ23のB−B’線断面を図10に示す。絶縁体26a、26b、26cで周囲を電気的に絶縁され、2本以上を束ねた主導体27a、27b、27cの周囲に磁性体の環28を設け、さらに、環28の外周を副導体29で覆う構造である。
このように構成することにより主導体27a、27b、27cの間に相互インダクタンスが生じ、同相の電流を互いに阻止する作用をなす。長く延展された絶縁体26a、26b、26cで周囲を電気的に絶縁され、2本以上を束ねた主導体27a、27b、27cに対して不均等の間隔で複数の磁性体環28を配置してコモンモード雑音の防止効果を更に高めることも可能である。
図11に、本発明の電気的雑音フィルタを3相電力線に導入する雑音除去方法の具体例を示した。
図11(a)は、雑音を発生する電力源40から負荷41までの問を電気的雑音フィルタ43aと置き換え、電力源40より負荷41に電力を供給せんとする例である。
また、図11(b)は、雑音を発生する電力源40からの電気的雑音が電力線42aを介して外部に流出しないように、電力源40外部の電力線42bにつながる電力線42aを電気的雑音フィルタ43bと置き換えた例であり、さらに図11(c)は、外部の電力線42bを介して他の図示しない雑音源からの電気的雑音が負荷41に侵入するのを防止するため、外部の電力線42bに電気的雑音フィルタ43c、44dを接続した例である。
これらは電子(情報)装置の函体の中、電車内部の配電系、ビル内の配電系の雑音除去方法として使用できる。
2 副導体、
11、11’、11” 高耐圧絶縁体、
12a、12b、12a’、12b’、12a”、12b” 高透磁率絶縁体、
13a、13b、13b’、13a”、13b” 高耐圧絶縁体、
14a、14b、14a’、14b’、14a”、14b” 高誘電率絶縁体、
15、15’ 高耐圧絶縁体、
21a、21b、21c、22a、22b、22c 主導体の引き出し端子、
23 コモンモード雑音防止フィルタ、
24、25 副導体の引き出し端子、
26a、26b、26c 絶縁体、
27a、27b、27c 主導体、
28 磁性体環、
29 副導体
41 負荷、
42a、42b 配電線、
43a、43b、43c、43d 本発明の電気的雑音フィルタ
Claims (15)
- 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記伝送線が遅延時間が異なる長さで、かつ異なる特性インピーダンスを持つ部分から構成されてなることを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記伝送線の少なくとも一部が特性インピーダンスが大きい複数の部分と特性インピーダンスが小さい複数の部分で構成され、かつ、特性インピーダンスが大きい部分と特性インピーダンスが小さい部分が交互に配置され、さらにそれらの少なくとも一つは遅延時間が同一でないことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記伝送線の少なくとも一部が特性インピーダンスが大きい複数の部分と特性インピーダンスが小さい複数の部分で構成され、かつ、特性インピーダンスが大きい部分と特性インピーダンスが小さい部分が交互に配置され、さらに特性インピーダンスが大きい部分あるいは特性インピーダンスが小さい部分の少なくともどちらかは、遅延時間が同一でないことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記絶縁体の複数の部分が他の部分より誘電率の大きな材料で構成されていることを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記絶縁体の複数の部分が他の部分より透磁率の大きな材料で構成されていることを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 主導体と、主導体に絶縁体を介して同軸状に被覆された副導体とで構成された伝送線において、前記絶縁体が他の部分より誘電率の大きな材料で構成された複数の区間と他の部分より透磁率の大きな材料で構成された複数の区間を有することを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 上記特性インピーダンスが小さな部分が主導体に誘電率の大きな絶縁体を環装されてなることを特徴とする請求項2記載の電気的雑音フィルタ。
- 上記特性インピーダンスが大きな部分が主導体に透磁率の大きな絶縁体を環装されてなることを特徴とする請求項2記載の電気的雑音フィルタ。
- 請求項2もしくは請求項3に記載する特性インピーダンスが大きい部分において、副導体の主導体に対向する面積を小さく成したことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 請求項7において有機絶縁体に高誘電率無機絶縁材料粉末を混合してなる絶縁体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 請求項8において有機絶縁体に高透磁率材料粉末を混合してなる絶縁体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 請求項10もしくは請求項11において熱収縮性有機絶縁体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 請求項1乃至請求項12のいずれかに記載する電気的雑音フィルタにおいて複数の細線により構成された主導体を用いたことを特徴とする電気的雑音フィルタ。
- 雑音を含む電力源から負荷まで延展する単相又は多相の電力伝送線、若しくは前記電力源に電力を与える単相又は多相の配電線の少なくとも一部を、請求項1〜13のいずれか1項に記載の電気的雑音フィルタで構成したことを特徴とする電気的雑音除去方法。
- 信号源から信号受信部まで延展する信号線の少なくとも一部を、請求項1〜13のいずれか1項に記載の電気的雑音フィルタで構成したことを特徴とする電気的雑音除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005094880A JP2006279462A (ja) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | 電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005094880A JP2006279462A (ja) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | 電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006279462A true JP2006279462A (ja) | 2006-10-12 |
Family
ID=37213748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005094880A Pending JP2006279462A (ja) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | 電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006279462A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016012853A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | キヤノン株式会社 | プリント回路板 |
JP2020047368A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 矢崎総業株式会社 | 多重通信用コネクタ |
CN113253088A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-13 | 上海瞻芯电子科技有限公司 | 晶体管栅氧测试装置及系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4683450A (en) * | 1982-07-01 | 1987-07-28 | Feller Ag | Line with distributed low-pass filter section wherein spurious signals are attenuated |
JPH03192757A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 混成集積回路装置 |
JPH04326824A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可搬形局舎 |
JPH07235803A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Nec Corp | 同軸形高電力用低域フィルタ |
JP2004015706A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Nec Tokin Corp | 伝送線路型ノイズフィルタ |
-
2005
- 2005-03-29 JP JP2005094880A patent/JP2006279462A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4683450A (en) * | 1982-07-01 | 1987-07-28 | Feller Ag | Line with distributed low-pass filter section wherein spurious signals are attenuated |
JPH03192757A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 混成集積回路装置 |
JPH04326824A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可搬形局舎 |
JPH07235803A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Nec Corp | 同軸形高電力用低域フィルタ |
JP2004015706A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Nec Tokin Corp | 伝送線路型ノイズフィルタ |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016012853A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | キヤノン株式会社 | プリント回路板 |
JP2020047368A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 矢崎総業株式会社 | 多重通信用コネクタ |
JP7168386B2 (ja) | 2018-09-14 | 2022-11-09 | 矢崎総業株式会社 | 多重通信用コネクタ |
CN113253088A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-13 | 上海瞻芯电子科技有限公司 | 晶体管栅氧测试装置及系统 |
CN113253088B (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-28 | 上海瞻芯电子科技有限公司 | 晶体管栅氧测试装置及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Magnusson et al. | Transmission lines and wave propagation | |
US7674973B2 (en) | Electrical conductor and cable utilizing same | |
CN104170034B (zh) | 共模扼流圈 | |
JP5868490B2 (ja) | 絶縁伝送媒体および絶縁伝送装置 | |
WO2011114859A1 (ja) | コモンモードフィルタ用インダクタおよびコモンモードフィルタ | |
JP2006279462A (ja) | 電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 | |
JP2009260088A (ja) | パルストランス | |
Younan et al. | An exponentially tapered transmission line antenna | |
JP2005123751A (ja) | 電気的雑音フィルタ及び電気的雑音除去方法 | |
EP4220956A2 (en) | Inductive-capacitive filters and associated systems and methods | |
JP2000123650A (ja) | 接地用電線 | |
Reatti et al. | Solid and Litz-wire winding non-linear resistance comparison | |
JP6732503B2 (ja) | ノイズ低減シールドケーブル | |
Pourgholamhossein et al. | Design and implementation of a practical semi‐lumped high power low‐pass filter | |
KR101373719B1 (ko) | 동축 형태의 교류전용 케이블 제조방법 | |
TWI550944B (zh) | 一種用以阻擋高頻信號並使低頻信號通過之裝置 | |
JPH0311534B2 (ja) | ||
EP0147248B1 (en) | Cable networks and filters with interfacial losses | |
PETRESCU et al. | Design Solutions for Reducing AC resistance of High Frequency Windings | |
RU118469U1 (ru) | Тороидальный трансформатор | |
RU173214U1 (ru) | Мощный согласующий высокочастотный трансформатор 37,5:75 ом | |
Yunan et al. | Filter cable design with defected conductor transmission structures | |
Wu et al. | Influence of Frequency on Transmission Performance of Multi-relay Wireless Power Supply System | |
WO2020218935A1 (ru) | Способ уменьшения индуктивности и волнового сопротивления линии передачи и звуковой кабель | |
RU2570903C2 (ru) | Электрический проводник спиральной геометрии (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080211 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080212 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20100225 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100623 |