JP2012089924A - 雑音除去フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波ノイズを効果的に除去することができる雑音除去フィルタを提供すること。
【解決手段】 低域の減衰特性が優れているMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回した第１のチョークコイルＣＨ１−１と、高域の減衰特性が優れているNi-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回した第２のチョークコイルＣＨ１−２とが、第１の入力端子ＩＮ１と第１の出力端子ＯＵＴ１との間に直列接続されている。また、第１のトロイダルコイルＣＨ１−１と同様の第３のチョークコイルＣＨ１−３と、第２のトロイダルコイルＣＨ１−２と同様の第４のチョークコイルＣＨ１−４とが、第２の入力端子ＩＮ２と第２の出力端子ＯＵＴ２との間に直列接続されている。これにより、低域から高域の広帯域の周波数帯域において安定した大きな減衰量を得ることができる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、少なくとも２本の電線上のコモンモードノイズを除去する雑音除去フィルタに関する。

近年、ソーラーパネルが普及し、家庭内や工場内で消費する電力の補完や売電を目的とした利用が盛んに行われている。その際、ソーラーパネルによって発電される電力は直流であることから、これを商用電源と同じ電圧の交流電源に変換する目的で、パワーコンディショナと称するインバータ装置が設置されている。
ところが、インバータ装置は直流をチョッパ回路で断続することにより、擬似的な正弦波を作り直流を交流に変換しているため、このチョッパ回路における直流の断続に伴い激しい高調波ノイズが発生する。この高周波ノイズは、インバータ装置からソーラーパネル側にも逆流し、インバータ装置とソーラーパネル間とを接続している電線をアンテナとして、空間に高レベルの高周波ノイズが輻射されてしまうようになる。そこで、インバータ装置の入出力部にラインフィルタを設けて高周波ノイズを低減することにより、不要輻射を防止する処置がとられている。

ところで、一般的に電源線としては平行電線が使用されるので、その伝送モードは高周波回路の平衡モードに相当するノーマルモード（ディファレンシャルモード）となる。この場合、ノーマルモードの雑音成分に対しては、平行する電線間にキャパシタンスを挿入することにより比較的容易に雑音成分を抑圧することができる。しかし、高周波回路の不平衡モードに相当するコモンモードの雑音成分は抑圧することができない。また、ソーラーパネルで作られた直流電力を送る平行電線は高周波に対する考慮がされておらず、コモンモードに対しての考慮がされていない。このため、コモンモードのノイズが発生すると、ラインフィルタを設けても充分な減衰なしに空間へ放射され、雑音障害が生じていた。このように、コモンモードのノイズがアースの存在しない平行電線上、すなわちコモンモードにとっては不完全な線路上を伝搬するので、不要輻射が発生し易い状況となってしまっていた。

高周波回路においてはコモンモードに相当する不平衡伝送時には、低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）を用いて通過周波数に対する高調波成分を低減させることができる。従来の基本的なＬＰＦ回路を図１６（ａ）（ｂ）に示す。図１６（ａ）に示すＬＰＦ回路はπ型とされ、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間に直列にインダクタンスＬ２０１が接続され、インダクタンスＬ２０１の両端とアースとの間にそれぞれ並列にキャパシタンスＣ２０１，Ｃ２０２が接続されている。また、図１６（ｂ）に示すＬＰＦ回路はＴ型とされ、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間に直列にインダクタンスＬ２０２，Ｌ２０３が接続され、インダクタンスＬ２０２，Ｌ２０３の接続点とアースとの間に並列にキャパシタンスＣ２０３が接続されている。

図１６（ａ）（ｂ）に示すＬＰＦ回路は、ラインフィルタとして用いることができ、図１６（ａ）に示すπ型のＬＰＦ回路を用いた従来のラインフィルタ２００の回路を図１７に示す。図１７に示すラインフィルタ２００は、第１入力端子ＩＮ２０１と第１出力端子ＯＵＴ２０１との間に直列にインダクタンスＬ２１０が接続され、インダクタンスＬ２１０の両端とアースＥとの間にそれぞれ並列にキャパシタンスＣ２１０，Ｃ２１１が接続されている。また、第２入力端子ＩＮ２０２と第２出力端子ＯＵＴ２０２との間に直列にインダクタンスＬ２１１が接続され、インダクタンスＬ２１１の両端とアースＥとの間にそれぞれ並列にキャパシタンスＣ２１２，Ｃ２１３が接続されている。
次に、図１６（ｂ）に示すＴ型のＬＰＦ回路を用いた従来のラインフィルタ３００の回路を図１８に示す。図１８に示すラインフィルタ３００は、第１入力端子ＩＮ３０１と第１出力端子ＯＵＴ３０１との間に直列にインダクタンスＬ３１０，Ｌ３１１が接続され、インダクタンスＬ３１０，Ｌ３１１の接続点とアースＥとの間に並列にキャパシタンスＣ３１０が接続されている。また、第２入力端子ＩＮ３０２と第２出力端子ＯＵＴ３０２との間に直列にインダクタンスＬ３１２，Ｌ３１３が接続され、インダクタンスＬ３１２，Ｌ３１３の接続点とアースＥとの間に並列にキャパシタンスＣ３１１が接続されている。

図１７に示すラインフィルタ２００あるいは図１８に示すラインフィルタ３００は、平行電線等に接続されるが、平行電線の場合、コモンモードで必要となる明確なアース線が存在しないので、大地との間の浮遊容量等を介してのあいまいなアースが存在する事となる。このため、ラインフィルタ２００，３００において並列接続されているキャパシタンスにとってのアースＥは不完全な状態となり、電気的に本来の機能を効果的に発揮出来ない状態となる。このため、コモンモードのノイズ成分に対してラインフィルタ２００あるいはラインフィルタ３００におけるキャパシタンスは効果的に高調波ノイズの減衰に寄与しないことになる。このため、ソーラーパネルとインバータ装置とを接続している平行電線に、ラインフィルタ２００あるいはラインフィルタ３００を接続してもインバータ装置から発せられた高調波ノイズが除去されずに、住宅に近接して主に短波帯域を用いて通信を行っているアマチュア無線局やＡＭ・短波・ＦＭ帯のラジオ放送波等に対して電波障害が起こす事例が多発している。

そこで、コモンモード電流を抑制するラインフィルタにおいて、チョークコイルのみを用いた図１９に示すラインフィルタ４００が従来提案されている。図１９に示すラインフィルタ４００は、モデム４１０に接続されて通信信号が伝送される電力線に挿入されている。この電力線の先端にはプラグ４１３が設けられており、プラグ４１３は屋内のコンセントに差し込まれる。ラインフィルタ４００は、第１のチョークコイル４１１と第２のチョークコイル４１２が直列に接続されて構成されており、モデム４１０側に設けられている第１のチョークコイル４１１のインピーダンスを第２のチョークコイル４１２のインピーダンスより高くしている。このために、第１のチョークコイル４１１の巻き数を第２のチョークコイル４１２の巻き数より多くしている。

特開２００６−１６６０１５号公報

図１９に示す従来のチョークコイルのみを用いたラインフィルタ４００において、電力線側に設けたチョークコイル４１２のインピーダンスを低くしているのは、電力線とのインピーダンス不整合による悪影響を低減するためである。しかしながら、モデム４１０のインピーダンスは規定されていても、電力線におけるインピーダンスは規定されておらず、電力線のインピーダンスは電力線の配線状況によって大きく異なるようになる。このように、ラインフィルタ４００を設置する場所毎に電力線のインピーダンスが異なることが一般的であることから、ラインフィルタ４００を電力線に挿入しても電力線のインピーダンスの影響により、高周波ノイズが除去されない場合があるという問題点があった。
また、ソーラーパネルおよびインバータ装置のインピーダンスも規定されていないことから、図１９に示す従来のラインフィルタ４００をソーラーパネルとインバータ装置とを接続する平行電線やインバータ装置の出力部に設けても、上記した理由により高周波ノイズを効果的に除去することができないという問題点があった。

そこで、本発明は、高周波ノイズを効果的に除去することができる雑音除去フィルタを提供することを目的としている。

本発明は、Mn-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した少なくとも１つの第１のチョークコイルと、Ni-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した少なくとも１つの第２のチョークコイルとの直列接続回路が入力端子と出力端子との間に接続されており、前記入力端子と前記出力端子との対が少なくとも２対とされていることを最も主要な特徴としている。

本発明によれば、Mn-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した第１のチョークコイルと、Ni-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した第２のチョークコイルとを直列接続して雑音除去フィルタを構成したことから、低域から高域までの広帯域の周波数帯域において安定した大きな減衰量を得ることができる。

本発明にかかる雑音除去フィルタを発明するに至った経過を示すキャパシタンスを備えていない雑音除去フィルタの構成を示す回路図である。 図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系のトロイダルコアを用いたときの減衰量の周波数特性を示す図である。 図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系のトロイダルコアを用いたときの減衰量の他の周波数特性を示す図である。 図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系の他の比透磁率のトロイダルコアを用いたときの減衰量の周波数特性を示す図である。 図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系の他の比透磁率のトロイダルコアを用いたときの減衰量の他の周波数特性を示す図である。 図１に示す雑音除去フィルタにおいてNi-Zn系のトロイダルコアを用いたときの減衰量の周波数特性を示す図である。 図１に示す雑音除去フィルタにおいてNi-Zn系のトロイダルコアを用いたときの減衰量の他の周波数特性を示す図である。 本発明の第１実施例の雑音除去フィルタの構成を示す回路図である。 本発明の第２実施例の雑音除去フィルタの構成を示す回路図である。 本発明の第１実施例の雑音除去フィルタの減衰量の周波数特性を示す図である。 本発明の第１実施例の雑音除去フィルタの減衰量の他の周波数特性を示す図である。 本発明の第３実施例の雑音除去フィルタの構成を示す回路図である。 本発明の第４実施例の雑音除去フィルタの構成を示す回路図である。 本発明の第３実施例の雑音除去フィルタの減衰量の周波数特性を示す図である。 本発明の第３実施例の雑音除去フィルタの減衰量の他の周波数特性を示す図である。 従来の基本的なＬＰＦ回路の構成を示す回路図である。 π型のＬＰＦ回路を用いた従来のラインフィルタの構成を示す回路図である。 Ｔ型のＬＰＦ回路を用いた従来のラインフィルタの構成を示す回路図である。 チョークコイルのみを用いた従来のラインフィルタの構成を示す回路図である。

本発明にかかる雑音除去フィルタを発明するに至った経過を図１ないし図７に示す。図１はキャパシタンスを備えていない雑音除去フィルタの構成を示す回路図であり、図２は図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn（マンガン・亜鉛）系の比透磁率μｓが約５０００のトロイダルコアを用いたときの減衰量の周波数特性を示す図であり、図３は図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系の比透磁率μｓが約５０００のトロイダルコアを用いたときの減衰量の他の周波数特性を示す図であり、図４は図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系の比透磁率μｓが約２５００のトロイダルコアを用いたときの減衰量の周波数特性を示す図であり、図５は図１に示す雑音除去フィルタにおいてMn-Zn系の比透磁率μｓが約２５００のトロイダルコアを用いたときの減衰量の他の周波数特性を示す図であり、図６は図１に示す雑音除去フィルタにおいてNi-Zn（ニッケル・亜鉛）系の比透磁率μｓが約８００のトロイダルコアを用いたときの減衰量の周波数特性を示す図であり、図７は図１に示す雑音除去フィルタにおいてNi-Zn系の比透磁率μｓが約８００のトロイダルコアを用いたときの減衰量の他の周波数特性を示す図である。

図１に示す構成の雑音除去フィルタ１００は、平行電線や電力線等の２本の電線を用いる場合の雑音除去フィルタとされている。雑音除去フィルタ１００は、第１の入力端子ＩＮ１と第１の出力端子ＯＵＴ１との間に接続された第１のチョークコイルＣＨ１と、第２の入力端子ＩＮ２と第２の出力端子ＯＵＴ２との間に接続された第２のチョークコイルＣＨ２とから構成されている。第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２とはトロイダルコアに電線を巻回することにより構成されている。この電線は単線でも撚り線でも良い。この明細書で云うトロイダルコアとは、Mn-Zn系やNi-Zn系等の複合フェライトを高温でリング状に焼結したコアを意味している。
このトロイダルコアをMn-Zn系として内径が約４０ミリ、比透磁率μｓが約５０００のトロイダルコアに、電線を２４ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２を構成する。この第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２とからなる雑音除去フィルタ１００の１ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図２に示されており、スケールを変えて１００ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図３に示されている。図２を参照すると、０．３ＭＨｚ周辺に約３９ｄＢの減衰量のピークがあり、１ＭＨｚまでは良好な減衰特性を示している。また、図３を参照すると、周波数が高くなるにつれて減衰量が低下していき、約４０ＭＨｚにおける減衰量は約１４ｄＢまで低下するようになる。そして、４０ＭＨｚ以上の周波数においては次第に減衰量が増加して、約９０ＭＨｚにおいてピークがあるものの約２２ｄＢの減衰量しか得られていない。このように、Mn-Zn系の比透磁率μｓが約５０００のトロイダルコアを用いた雑音除去フィルタ１００は、低域の減衰特性に優れているものの、高域部は４０ＭＨｚ辺りで約１４ｄＢの減衰量しか得られず、高域において減衰特性が劣っていることが分かる。

次に、トロイダルコアをMn-Zn系として内径が約３１ミリ、比透磁率μｓが約２５００のトロイダルコアに、電線を２２ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２とを構成する。この第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２とからなる雑音除去フィルタ１００の１ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図４に示されており、スケールを変えて１００ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図５に示されている。図４を参照すると、０．８ＭＨｚ周辺に約４８ｄＢの減衰量のピークがあり、１ＭＨｚまでは良好な減衰特性を示している。また、図５を参照すると、周波数が高くなるにつれて減衰量が低下していき、約３５ＭＨｚにおける減衰量は約１７ｄＢまで低下し、約７０ＭＨｚにおいても約１６ｄＢまで減衰量は低下してしまうようになる。そして、７０ＭＨｚ以上の周波数において次第に減衰量が増加して、約１００ＭＨｚにおいてピークがあるものの約２１ｄＢの減衰量しか得られない。このように、Mn-Zn系の比透磁率μｓが約２５００のトロイダルコアを用いた雑音除去フィルタ１００は、低域の減衰特性に優れているものの、高域部は７０ＭＨｚ辺りで約１６ｄＢの減衰量しか得られず、高域において減衰特性が劣っていることが分かる。

次に、トロイダルコアをNi-Zn系として内径が約２７ミリ、比透磁率μｓが約８００のトロイダルコアに、電線を１８ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２とを構成する。この第１のチョークコイルＣＨ１および第２のチョークコイルＣＨ２とからなる雑音除去フィルタ１００の１ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図６に示されており、スケールを変えて１００ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図７に示されている。図６を参照すると、次第に減衰量が増加するが、１ＭＨｚ周辺において約２３ｄＢの減衰量しか得られておらず、１ＭＨｚまで減衰特性は劣っている。また、図７を参照すると、周波数が高くなるにつれて減衰量が増加していき、約３５ＭＨｚ周辺における減衰量は約４６ｄＢまで増加する。この場合、約７ＭＨｚないし約５５ＭＨｚの広帯域に渡り４０ｄＢ以上の減衰量が得られるようになる。そして、６０ＭＨｚ以上の周波数において次第に減衰量は低下して、約９５ＭＨｚにおいて約１２ｄＢの減衰量しか得られないようになる。このように、Ni-Zn系の比透磁率μｓが約８００のトロイダルコアを用いた雑音除去フィルタ１００は、高域の減衰特性に優れているものの、低域部は約２０ｄＢ前後の減衰量しか得られず、低域において減衰特性が劣っていることが分かる。

以上のように、Mn-Zn系のトロイダルコアとNi-Zn系のトロイダルコアとでは、減衰量の周波数特性が異なることの知見を得たことからなし得た本発明の第１実施例の雑音除去フィルタ１の構成を示す回路図を図８に示す。
図８に示す第１実施例の雑音除去フィルタ１は、平行電線や電力線等の２本の電線を用いる場合の雑音除去フィルタとされている。第１実施例の雑音除去フィルタ１は、低域の減衰特性が優れているMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第１のチョークコイルＣＨ１−１と、高域の減衰特性が優れているNi-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第２のチョークコイルＣＨ１−２とが直列に接続されて第１の入力端子ＩＮ１と第１の出力端子ＯＵＴ１との間に接続されている。また、低域の減衰特性が優れているMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第３のチョークコイルＣＨ１−３と、高域の減衰特性が優れているNi-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第４のチョークコイルＣＨ１−４とが直列に接続されて第２の入力端子ＩＮ２と第２の出力端子ＯＵＴ２との間に接続されている。第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第４のチョークコイルＣＨ１−４に巻回されている電線は、単線でも撚り線でも良い。この第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第４のチョークコイルＣＨ１−４はシールドケース１０内に収納されている。

上記説明した第１実施例の雑音除去フィルタ１の使用方法の一例を説明すると、１台目の雑音除去フィルタ１の第１の入力端子ＩＮ１と第２の入力端子ＩＮ２とが、例えばインバータ装置の出力側に接続され、この雑音除去フィルタ１の第１の出力端子ＯＵＴ１と第２の出力端子ＯＵＴ２に平行電線や電力線等の２本の電線がそれぞれ接続される。また、２台目の雑音除去フィルタ１の第１の出力端子ＯＵＴ１と第２の出力端子ＯＵＴ２とが、例えばインバータ装置の入力側に接続され、この雑音除去フィルタ１の第１の入力端子ＩＮ１と第２の入力端子ＩＮ２に、ソーラーパネルに接続されている平行電線等の２本の電線がそれぞれ接続される。このように、雑音を発生するインバータ装置の入力側と出力側にそれぞれ雑音除去フィルタ１を接続することにより、インバータ装置において発生された高周波雑音が、ソーラーパネルに接続されている電線やインバータ装置に接続されている電力線から放射されることを極力防止することができる。

ここで、第１実施例の雑音除去フィルタ１の具体的構成の一例を説明する。第１のチョークコイルＣＨ１−１および第３のチョークコイルＣＨ１−３に使用されているMn-Zn系のトロイダルコアは、内径が約３１ミリ、比透磁率μｓが約２５００であり、電線を２２ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１−１および第３のチョークコイルＣＨ１−３を構成する。また、第２のチョークコイルＣＨ１−２および第４のチョークコイルＣＨ１−４に使用されているNi-Zn系のトロイダルコアは、内径が約２７ミリ、比透磁率μｓが約８００であり、電線を１８ターン巻回して第２のチョークコイルＣＨ１−２および第４のチョークコイルＣＨ１−４を構成する。

このように構成した第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第４のチョークコイルＣＨ１−４からなる第１実施例の雑音除去フィルタ１の１ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図１０に示されており、スケールを変えて１００ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図１１に示されている。図１０を参照すると、約０．８ＭＨｚまでは次第に減衰量が増加していき、０．８ＭＨｚ周辺に約４４ｄＢの減衰量のピークがあり、１ＭＨｚまでは良好な減衰特性を示している。また、図１１を参照すると、２，３ＭＨｚ近辺において減衰量は約３５ｄＢまで低下するものの、それ以上の周波数において減衰量は増加していき約３５ＭＨｚ周辺における減衰量は約５８ｄＢまで増加する。この場合、約４ＭＨｚないし約７５ＭＨｚの広帯域に渡り４０ｄＢ以上の減衰量が得られるようになる。そして、８０ＭＨｚ以上の周波数において次第に減衰量は低下して、約９５ＭＨｚにおいて約２５ｄＢの減衰量まで低下するようになる。このように、本発明の第１実施例の雑音除去フィルタ１は、低域の減衰特性が優れていると共に、高域の減衰特性も優れていることから、約０．５ＭＨｚ〜約９０ＭＨｚの広帯域の周波数帯域において安定した大きな減衰量を得ることができる。また、コモンモードやノーマルモードの雑音によらず、全てのモードの高周波雑音を除去することができる。

次に、本発明の第２実施例の雑音除去フィルタ２の構成を示す回路図を図９に示す。
図９に示す第２実施例の雑音除去フィルタ２は、平行電線や電力線等のアース線を含む３本の電線を用いる場合の雑音除去フィルタとされている。第２実施例の雑音除去フィルタ２は、第１実施例の雑音除去フィルタ１に、アース線上の高周波雑音を除去するためにMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第５のチョークコイルＣＨ２−１と、Ni-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第６のチョークコイルＣＨ２−２とを、アースに接続される第３の入力端子ＩＮ３と第３の出力端子ＯＵＴ３との間に直列接続した構成が付加されており、他の構成は第１実施例の雑音除去フィルタ１と同様とされている。第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第６のチョークコイルＣＨ２−２に巻回されている電線は、単線でも撚り線でも良い。この第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第６のチョークコイルＣＨ２−２はシールドケース２０内に収納されている。

上記説明した第２実施例の雑音除去フィルタ２の使用方法の一例を説明すると、１台目の雑音除去フィルタ２の第１の入力端子ＩＮ１と第２の入力端子ＩＮ２とが、例えばインバータ装置の出力側に接続されると共に第３の入力端子ＩＮ３がインバータ装置のアースに接続され、この雑音除去フィルタ２の第１の出力端子ＯＵＴ１と第２の出力端子ＯＵＴ２に平行電線や電力線等の２本の電線がそれぞれ接続されると共に、第３の出力端子ＯＵＴ３にアース線が接続される。また、２台目の雑音除去フィルタ２の第１の出力端子ＯＵＴ１と第２の出力端子ＯＵＴ２とが、例えばインバータ装置の入力側に接続されると共に第３の出力端子ＯＵＴ３がインバータ装置のアースに接続され、この雑音除去フィルタ２の第１の入力端子ＩＮ１と第２の入力端子ＩＮ２に、ソーラーパネルに接続されている平行電線等の２本の電線がそれぞれ接続されると共に、第３の入力端子ＩＮ３にアース線が接続される。このように、雑音を発生するインバータ装置の入力側と出力側にそれぞれ雑音除去フィルタ２を接続することにより、インバータ装置において発生された高周波雑音が、ソーラーパネルに接続されている電線やインバータ装置に接続されている電力線から放射されることを極力防止することができる。なお、ソーラーパネルとインバータ装置とを接続する電線が２線でアース線がない場合は、インバータ装置の入力側に第１実施例の雑音除去フィルタ１を接続して２線の電線でソーラーパネルと接続すればよい。

ここで、第２実施例の雑音除去フィルタ２の具体的構成の一例を説明する。第１のチョークコイルＣＨ１−１、第３のチョークコイルＣＨ１−３および第５のチョークコイルＣＨ２−１に使用されているMn-Zn系のトロイダルコアは、内径が約３１ミリ、比透磁率μｓが約２５００であり、電線を２２ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１−１、第３のチョークコイルＣＨ１−３および第５のチョークコイルＣＨ２−１を構成する。また、第２のチョークコイルＣＨ１−２、第４のチョークコイルＣＨ１−４および第６のチョークコイルＣＨ２−２に使用されているNi-Zn系のトロイダルコアは、内径が約２７ミリ、比透磁率μｓが約８００であり、電線を１８ターン巻回して第２のチョークコイルＣＨ１−２、第４のチョークコイルＣＨ１−４および第６のチョークコイルＣＨ２−２を構成する。
このように構成した本発明の第２実施例の雑音除去フィルタ２も、低域の減衰特性が優れていると共に、高域の減衰特性も優れていることから、第１実施例の雑音除去フィルタ１と同様に、約０．５ＭＨｚ〜約９０ＭＨｚの広帯域の周波数帯域において安定した大きな減衰量を得ることができる。また、コモンモードやノーマルモードの雑音によらず、全てのモードの高周波雑音を除去することができる。

次に、本発明の第３実施例の雑音除去フィルタ３の構成を示す回路図を図１２に示す。
図１２に示す第３実施例の雑音除去フィルタ３は、平行電線や電力線等の２本の電線を用いる場合の雑音除去フィルタとされている。第３実施例の雑音除去フィルタ３は、第１実施例の雑音除去フィルタ１において、第１のチョークコイルＣＨ１−１の前に直列に低域の減衰特性が優れている比透磁率が第１のチョークコイルＣＨ１−１とは異なるMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第５のチョークコイルＣＨ３−１を接続し、第３のチョークコイルＣＨ１−３の前に直列に低域の減衰特性が優れている比透磁率が第３のチョークコイルＣＨ１−３とは異なるMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第６のチョークコイルＣＨ３−２を接続した構成が付加されており、他の構成は第１実施例の雑音除去フィルタ１と同様とされている。なお、第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第６のチョークコイルＣＨ３−２に巻回されている電線は、単線でも撚り線でも良い。この第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第６のチョークコイルＣＨ３−２はシールドケース３０内に収納されている。

上記説明した第３実施例の雑音除去フィルタ３の使用方法は、上記した第１実施例の雑音除去フィルタ１と同様とされる。詳細な説明は省略するが、雑音を発生するインバータ装置の入力側と出力側にそれぞれ雑音除去フィルタ３を接続することにより、インバータ装置において発生された高周波雑音が、ソーラーパネルに接続されている電線やインバータ装置に接続されている電力線から放射されることを極力防止することができる。
ここで、第３実施例の雑音除去フィルタ３の具体的構成の一例を説明する。第１のチョークコイルＣＨ１−１および第３のチョークコイルＣＨ１−３に使用されているMn-Zn系のトロイダルコアは、内径が約３１ミリ、比透磁率μｓが約２５００であり、電線を２２ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１−１および第３のチョークコイルＣＨ１−３を構成する。また、第２のチョークコイルＣＨ１−２および第４のチョークコイルＣＨ１−４に使用されているNi-Zn系のトロイダルコアは、内径が約２７ミリ、比透磁率μｓが約８００であり、電線を１８ターン巻回して第２のチョークコイルＣＨ１−２および第４のチョークコイルＣＨ１−４を構成する。さらに、第５のチョークコイルＣＨ３−１および第６のチョークコイルＣＨ３−２に使用されているMn-Zn系のトロイダルコアは、内径が約４０ミリ、比透磁率μｓが約５０００であり、電線を２４ターン巻回して第５のチョークコイルＣＨ３−１および第６のチョークコイルＣＨ３−２を構成する。

このように構成した第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第６のチョークコイルＣＨ３−２からなる第３実施例の雑音除去フィルタ３の１ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図１４に示されており、スケールを変えて１００ＭＨｚまでの減衰量の周波数特性が図１５に示されている。図１４を参照すると、約０．２ＭＨｚまでは急激に減衰量が増加していき、０．２ＭＨｚ周辺において約４０ｄＢの減衰量が得られている。さらに周波数が高くなるにつれて減衰量は増加していき、０．８ＭＨｚ周辺に約５１ｄＢの減衰量のピークがあり、１ＭＨｚまでは良好な減衰特性を示している。また、図１４を参照すると、２，３ＭＨｚ近辺において減衰量は約４２ｄＢまで低下するものの、それ以上の周波数において減衰量は増加していき約３０ＭＨｚ周辺における減衰量は約７０ｄＢまで増加する。３０ＭＨｚを超えると減衰量は緩やかに低下していくが、１００ＭＨｚまでは約４９ｄＢ以上の減衰量が得られている。そして、約０．２ＭＨｚないし約１００ＭＨｚの広帯域に渡り４０ｄＢ以上の減衰量が得られるようになる。このように、本発明の第３実施例の雑音除去フィルタ３は、低域の減衰特性が優れていると共に、高域の減衰特性も優れていることから、約０．２ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚの広帯域の周波数帯域において安定した大きな減衰量を得ることができる。また、コモンモードやノーマルモードの雑音によらず、全てのモードの高周波雑音を除去することができる。

次に、本発明の第４実施例の雑音除去フィルタ４の構成を示す回路図を図１３に示す。
図１３に示す第２実施例の雑音除去フィルタ４は、平行電線や電力線等のアース線を含む３本の電線を用いる場合の雑音除去フィルタとされている。第４実施例の雑音除去フィルタ４は、第２実施例の雑音除去フィルタ２において、第１のチョークコイルＣＨ１−１の前に直列に低域の減衰特性が優れている比透磁率が第１のチョークコイルＣＨ１−１とは異なるMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第７のチョークコイルＣＨ３−１を接続し、第３のチョークコイルＣＨ１−３の前に直列に低域の減衰特性が優れている比透磁率が第３のチョークコイルＣＨ１−３とは異なるMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第８のチョークコイルＣＨ３−２を接続し、第５のチョークコイルＣＨ２−１の前に直列に低域の減衰特性が優れている比透磁率が第５のチョークコイルＣＨ２−１とは異なるMn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回することにより構成された第９のチョークコイルＣＨ３−３を接続した構成が付加されており、他の構成は第２実施例の雑音除去フィルタ２と同様とされている。なお、第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第９のチョークコイルＣＨ３−３に巻回されている電線は、単線でも撚り線でも良い。この第１のチョークコイルＣＨ１−１ないし第９のチョークコイルＣＨ３−３はシールドケース４０内に収納されている。

上記説明した第４実施例の雑音除去フィルタ４の使用方法は、上記した第２実施例の雑音除去フィルタ２と同様とされる。詳細な説明は省略するが、雑音を発生するインバータ装置の入力側と出力側にそれぞれ雑音除去フィルタ４を接続することにより、インバータ装置において発生された高周波雑音が、ソーラーパネルに接続されている電線やインバータ装置に接続されている電力線から放射されることを極力防止することができる。なお、ソーラーパネルとインバータ装置とを接続する電線が２線でアース線がない場合は、インバータ装置の入力側に第３実施例の雑音除去フィルタ３を接続して２線の電線でソーラーパネルと接続すればよい。

ここで、第４実施例の雑音除去フィルタ４の具体的構成の一例を説明する。第１のチョークコイルＣＨ１−１、第３のチョークコイルＣＨ１−３および第５のチョークコイルＣＨ２−１に使用されているMn-Zn系のトロイダルコアは、内径が約３１ミリ、比透磁率μｓが約２５００であり、電線を２２ターン巻回して第１のチョークコイルＣＨ１−１、第３のチョークコイルＣＨ１−３および第５のチョークコイルＣＨ２−１を構成する。また、第２のチョークコイルＣＨ１−２、第４のチョークコイルＣＨ１−４および第６のチョークコイルＣＨ２−２に使用されているNi-Zn系のトロイダルコアは、内径が約２７ミリ、比透磁率μｓが約８００であり、電線を１８ターン巻回して第２のチョークコイルＣＨ１−２、第４のチョークコイルＣＨ１−４および第６のチョークコイルＣＨ２−２を構成する。さらに、第７のチョークコイルＣＨ３−１、第８のチョークコイルＣＨ３−２および第９のチョークコイルＣＨ３−３に使用されているMn-Zn系のトロイダルコアは、内径が約４０ミリ、比透磁率μｓが約５０００であり、電線を２４ターン巻回して第７のチョークコイルＣＨ３−１、第８のチョークコイルＣＨ３−２および第９のチョークコイルＣＨ３−３を構成する。
このように構成した本発明の第４実施例の雑音除去フィルタ４も、低域の減衰特性が優れていると共に、高域の減衰特性も優れていることから、第３実施例の雑音除去フィルタ３と同様に、約０．２ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚの広帯域の周波数帯域において安定した大きな減衰量を得ることができる。また、コモンモードやノーマルモードの雑音によらず、全てのモードの高周波雑音を除去することができる。

以上説明した本発明にかかる雑音除去フィルタにおいて、Mn-Zn系のトロイダルコアに電線を巻回する場合は、Mn-Zn系のフェライトの比抵抗が１０〜数百Ω・ｃｍと小さいことから、Mn-Zn系のトロイダルコアに巻回する電線には絶縁被覆を施した構造の電線を用いるようにする。また、Ni-Zn系のフェライトの比抵抗は１０⁵Ω・ｃｍ以上と非常に高いが、巻回した電線同士の短絡を防止するためにNi-Zn系のトロイダルコアに巻回する電線には、絶縁被覆を施した構造の電線を用いることが好適とされる。
さらに、上記の説明ではリング状のトロイダルコアを用いるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、断面形状が楕円形や矩形のリング状のコアを用いることができる。また、上記説明したトロイダルコアの形状や寸法、及び電線の巻き数は一例であり、本発明は他のトロイダルコアの形状や寸法、及び電線の巻き数としても良い。さらに、入出力端子間に直列接続するチョークコイルの数を４以上としても良い。この場合、高域において優れた減衰量を得ることができるチョークコイルを少なくとも一つと、低域において優れた減衰量を得ることができるチョークコイルを少なくとも一つを直列接続する。
なお、平行電線を第１，２の入出力端子共用のトロイダルコアに巻回することにより、コモンモードの雑音のみを除去するコモンモードフィルタとすることができる。

１ 雑音除去フィルタ、２ 雑音除去フィルタ、３ 雑音除去フィルタ、４ 雑音除去フィルタ、１０ シールドケース、２０ シールドケース、３０ シールドケース、４０ シールドケース、１００ 雑音除去フィルタ、２００ ラインフィルタ、３００ ラインフィルタ、４００ ラインフィルタ、４１０ モデム、４１１ 第１のチョークコイル、４１２ 第２のチョークコイル、４１３ プラグ

Claims (2)

1. Mn-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した少なくとも１つの第１のチョークコイルと、Ni-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した少なくとも１つの第２のチョークコイルとの直列接続回路が入力端子と出力端子との間に接続されており、
   前記入力端子と前記出力端子との対が少なくとも２対とされていることを特徴とする雑音除去フィルタ。
2. Mn-Zn系の比透磁率が相互に異なる２つのトロイダルコアにそれぞれ導体線を巻回した２つの第１のチョークコイルと、Ni-Zn系のトロイダルコアに導体線を巻回した第２のチョークコイルとの直列接続回路が、前記入力端子と前記出力端子との間に接続されており、
   前記入力端子と前記出力端子との対が少なくとも２対とされていることを特徴とする雑音除去フィルタ。

Images