JP2017216780A - ノイズフィルタおよび電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれの構成部品がプリント配線基板上で近接配置され、ノイズフィルタの入出力間の距離が比較的短い場合にも、後段回路への磁界および電界の伝達を減少させ、減衰特性の劣化を防止する。【解決手段】プリント配線基板（１）の上面に構成部品が実装されたノイズフィルタであって、プリント配線基板の下面に相当する半田付け面のうち、ノイズフィルタの入力側の構成部品の電極を含むあらかじめ決められた領域に対して間隔をあけて対向配置されるとともに、グランドに接続された第１の導電体（２）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置に使用されるノイズフィルタに関し、特に、ノイズに対する減衰特性の劣化を防止するノイズフィルタおよび電源装置に関する。

電子機器などで使用される電源装置においては、装置から出力される伝導ノイズおよび放射ノイズを低減する必要がある。このため、電源装置の前段にノイズフィルタが取り付けられている。

ノイズに対する減衰効果の改善を図った従来のノイズフィルタとしては、以下のようなものがある（例えば、特許文献１、２参照）。図３は、特許文献１に係る従来のノイズフィルタの回路構成図である。図３において、ノイズフィルタは、電源ライン間に直列に挿入された２段のコモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２と、電源ライン間に挿入された２段のＸコンデンサＣＸ０、ＣＸ１と、各々の電源ラインとグランドとの間に挿入されたＹコンデンサＣＹ１、ＣＹ２を有する。

このとき、ＸコンデンサＣＸ０、ＣＸ１は、主にノーマルモードノイズを除去する役割を果たす。一方、コモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２、およびＹコンデンサＣＹ１、ＣＹ２は、主にコモンモードノイズを除去する役割を果たす。

これらのノイズ除去手法は、電源ラインに発生したノイズを電源ライン間のインピーダンスおよび電源ラインとグランドとの間のインピーダンスを変化させることにより低減させるものである。

また、特許文献２は、特許文献１に開示された、先の図３のノイズフィルタを使用し、減衰特性の劣化を防止している。図４は、特許文献２に係る従来のノイズフィルタの回路構成図である。図４に示したノイズフィルタは、プリント配線基板Ａ上に実装されたコモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２間に導電体Ｂを設け、さらに、導電体Ｂをグランドに接続した構成を備えている。

この特許文献２に係るノイズフィルタは、グランドと接続された導電体Ｂにより、コモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２との間で発生する浮遊静電容量による結合を分断するとともに、グランドとの間に浮遊静電容量を発生させ、バイパスコンデンサの役割により、ノイズフィルタの減衰特性の劣化を防止するものである。

特開平１−１６０３５７号公報 特開平１１−３４６４７２号公報

しかしながら、上述したノイズフィルタは、以下に示すような課題があった。ノイズフィルタは、電源装置全体の小型化のために、プリント配線基板上に実装される場合においては、それぞれの部品が近接して配置される。換言すると、プリント配線基板上に近接配置されたノイズフィルタにおいては、入出力間の距離が短いこととなる。

このため、入力側の半田付け面の電極から大量に放射された磁界および電界が、後段回路まで届いてしまう。従って、ノイズフィルタの減衰特性を劣化させる要因となっていた。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、それぞれの構成部品がプリント配線基板上で近接配置され、ノイズフィルタの入出力間の距離が比較的短い場合にも、後段回路への磁界および電界の伝達を減少させ、減衰特性の劣化を防止することのできるノイズフィルタおよび電源装置を得ることを目的とする。

本発明に係るノイズフィルタは、プリント配線基板の上面に構成部品が実装されたノイズフィルタであって、プリント配線基板の下面に相当する半田付け面のうち、ノイズフィルタの入力側の構成部品の電極を含むあらかじめ決められた領域に対して間隔をあけて対向配置されるとともに、グランドに接続された第１の導電体を備えるものである。

本発明によれば、ノイズフィルタの入力側の半田付け面の電極の直近に、グランドと接続された導電体を対向配置させた回路構成を備えている。この結果、それぞれの部品がプリント配線基板上で近接配置され、ノイズフィルタの入出力間の距離が比較的短い状態で配置された場合にも、後段回路への磁界および電界の伝達を減少させ、減衰特性の劣化を防止することのできるノイズフィルタおよび電源装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係るノイズフィルタの配置構成を示した図である。 本発明の実施の形態２に係るノイズフィルタの配置構成を示した図である。 特許文献１に係る従来のノイズフィルタの回路構成図である。 特許文献２に係る従来のノイズフィルタの回路構成図である。

以下、本発明のノイズフィルタおよび電源装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るノイズフィルタの、プリント配線基板に対する配置構成を示した図である。より具体的には、プリント配線基板１に対して配置された本実施の形態１に係るノイズフィルタの各構成部品を、基板断面方向から見た状態として示した図である。

図１において、プリント配線基板１上には、系統電源等から電源ラインを接続する入力端子ＣＮ１、１段目のＸコンデンサＣＸ０、１段目のコモンモードチョークコイルＬ１、２段目のＸコンデンサＣＸ１、２段目のコモンモードチョークコイルＬ２、および負荷側の電源回路への出力端子ＣＮ２が実装されている。

ノイズフィルタを構成する入力端子ＣＮ１、ＸコンデンサＣＸ０、ＣＸ１、コモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２、出力端子ＣＮは、ディスクリートの部品が多く使用されている。従って、プリント配線基板１の半田付け面（図１の部品実装面と反対側の面に相当）には、電極が配置される。

そこで、本実施の形態１では、プリント配線基板１に実装されたノイズフィルタの入力側（図１の左側に相当）の各構成部品における半田付け面の電極の直近に、間隔を空けて導電体２が配置されている。導電体２は、プリント配線基板１上のグランド、または筐体等のグランドに接続されている。

また、入力側の半田付け面の電極とともに、これらの電極に接続される電源ラインのパターンが存在する場合には、導電体２は、電極の領域を含む電源ラインのパターンが覆われる範囲としてあらかじめ決められた領域にわたる面積を有して、プリント配線基板１と対向配置されるものとする。

上記のように構成されたノイズフィルタでは、入力側の半田付け面の電極および電源ラインのパターンから放射された磁界および電界は、間隔を空けて直近に配置された導電体２により、後段回路とは遮断される。その結果、入力側からの磁界および電界の後段回路への被り込みを減少させ、ノイズフィルタの減衰特性の劣化を防ぐことができる。

以上のように、実施の形態１によれば、プリント配線基板上に実装されたノイズフィルタの入力側の半田付け面の電極の直近に、グランドと接続された導電体を対向配置させた回路構成を備えている。この結果、それぞれの部品がプリント配線基板上で近接配置され、ノイズフィルタの入出力間の距離が比較的短い状態で配置された場合にも、後段回路への磁界および電界の伝達を減少させ、減衰特性の劣化を防止することのできるノイズフィルタおよび電源装置を実現できる。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、ノイズフィルタの入力側の各構成部品に対応して導電体２を設ける構成について説明した。これに対して、本実施の形態２では、導電体２に高周波電流が流れることにより再放射された磁界および電界の影響を抑制する構成をさらに備えたノイズフィルタについて説明する。

図２は、本発明の実施の形態２に係るノイズフィルタの、プリント配線基板に対する配置構成を示した図である。より具体的には、プリント配線基板１に対して配置された本実施の形態１に係るノイズフィルタの各構成部品を、基板断面方向から見た状態として示した図である。

本実施の形態２のノイズフィルタは、先の実施の形態１における図１の構成に加え、プリント配線基板１に実装されたノイズフィルタの出力側（図２の右側に相当）の各構成部品における半田付け面の電極の直近に、グランドと接続された導電体３が、導電体２とは別個の構成として配置されている。

導電体３は、導電体２に高周波電流が流れることにより再放射された磁界および電界の出力側の回路への被り込みを減少させ、ノイズフィルタの減衰特性の劣化を最小減に抑える効果を有している。

以上のように、実施の形態２によれば、先の実施の形態１の構成に加え、プリント配線基板上に実装されたノイズフィルタの出力側の各構成部品の半田付け面の電極の直近に、グランドと接続された、入力側とは異なる個別の導電体を対向配置させた回路構成を備えている。

この結果、先の実施の形態１の効果に加え、入力側に設けた導電体に高周波電流が流れることにより再放射された磁界および電界の出力側回路への被り込みを減少させ、ノイズフィルタの減衰特性の劣化を最小限に抑えるさらなる効果を得ることができる。

１ プリント配線基板、２ 導電体（第１の導電体）、３ 導電体（第２の導電体）、ＣＸ０、ＣＸ１ Ｘコンデンサ、ＣＹ１、ＣＹ２ Ｙコンデンサ、Ｌ１、Ｌ２ コモンモードチョークコイル、ＣＮ１ 入力端子、ＣＮ２ 出力端子。

Claims (3)

1. プリント配線基板の上面に構成部品が実装されたノイズフィルタであって、
   前記プリント配線基板の下面に相当する半田付け面のうち、前記ノイズフィルタの入力側の構成部品の電極を含むあらかじめ決められた領域に対して間隔をあけて対向配置されるとともに、グランドに接続された第１の導電体を備える
   ノイズフィルタ。
2. 前記半田付け面のうち、前記ノイズフィルタの出力側の構成部品の電極を含むあらかじめ決められた領域に対して間隔をあけて前記第１の導電体と別個に対向配置されるとともに、グランドに接続された第２の導電体をさらに備える
   請求項１に記載のノイズフィルタ。
3. 請求項１または２に記載のノイズフィルタを電源回路の前段に有する電源装置。

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