JP2019153859A - noise filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーブルから放射されるノイズを抑制するためのノイズフィルターに関する。 The present invention relates to a noise filter for suppressing noise radiated from a cable.
例えば、特許文献1には、このタイプのノイズフィルターが開示されている。
For example,
特許文献1のノイズ対策フィルター(ノイズフィルター)は、半導体電力変換装置(電源装置)に接続されたケーブルから放射されるノイズを抑制する。このノイズフィルターは、コアとシールド部とから構成されており、例えば10〜25MHzの共振周波数を有するローパスフィルタとして機能する。特許文献1のノイズフィルターは、主として100MHz以下の周波数のノイズを抑制可能である。
The noise countermeasure filter (noise filter) of
電源装置に使用されるスイッチング素子が高速化するにつれ、電源装置に接続されたケーブルから放射されるノイズの周波数が高くなる。例えば、1GHzを超える周波数帯域のノイズがケーブルから放射され、周辺の電子機器に影響を及ぼす恐れがある。一方、従来のノイズフィルターは、1GHzを超える高周波数帯域のノイズを殆ど抑制できない。 As the switching element used in the power supply device increases in speed, the frequency of noise radiated from the cable connected to the power supply device increases. For example, noise in a frequency band exceeding 1 GHz may be radiated from the cable and may affect peripheral electronic devices. On the other hand, the conventional noise filter can hardly suppress noise in a high frequency band exceeding 1 GHz.
そこで、本発明は、1GHzを超える高周波数帯域のノイズを抑制可能なノイズフィルターを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a noise filter capable of suppressing noise in a high frequency band exceeding 1 GHz.
本発明は、第1のノイズフィルターとして、
ケーブルから放射されるノイズを抑制するためのノイズフィルターであって、
前記ケーブルの一端は、筐体の内部に収容された電源装置に接続されており、前記ケーブルの他端は、前記筐体の外部に位置しており、
前記ノイズフィルターは、導電体からなるシールド部材と、複合磁性体からなるコア部材とを備えており、
前記シールド部材は、前記ケーブルを囲んでおり、且つ、前記筐体の外部を前記ケーブルに沿って前記筐体から離れるようにして延びており、
前記コア部材は、前記ケーブルを囲んでおり、且つ、前記ケーブルに沿って前記シールド部材と隣り合っており、
前記複合磁性体は、バインダと、前記バインダ中に分散された軟磁性粉末とを含んでおり、
前記複合磁性体の複素透磁率の虚数成分μ″は、500MHzから3GHzまでの周波数帯域に亘って1以上且つ50以下である
ノイズフィルターを提供する。
In the present invention, as the first noise filter,
A noise filter for suppressing noise emitted from the cable,
One end of the cable is connected to a power supply device housed inside the housing, and the other end of the cable is located outside the housing,
The noise filter includes a shield member made of a conductor and a core member made of a composite magnetic material,
The shield member surrounds the cable, and extends outside the housing along the cable so as to be separated from the housing;
The core member surrounds the cable and is adjacent to the shield member along the cable;
The composite magnetic body includes a binder and soft magnetic powder dispersed in the binder,
An imaginary component μ ″ of the complex magnetic permeability of the composite magnetic body provides a noise filter that is 1 or more and 50 or less over a frequency band from 500 MHz to 3 GHz.
また、本発明は、第2のノイズフィルターとして、第1のノイズフィルターであって、
前記筐体は、導電体からなり、
前記シールド部材は、前記筐体と接触している
ノイズフィルターを提供する。
Moreover, this invention is a 1st noise filter as a 2nd noise filter,
The housing is made of a conductor,
The shield member provides a noise filter in contact with the housing.
また、本発明は、第3のノイズフィルターとして、第1又は第2のノイズフィルターであって、
前記コア部材は、前記シールド部材と接触している
ノイズフィルターを提供する。
The present invention is the first or second noise filter as the third noise filter,
The core member provides a noise filter in contact with the shield member.
また、本発明は、第4のノイズフィルターとして、第1から第3までのいずれかのノイズフィルターであって、
前記シールド部材は、被接続部と、突出部とを有しており、
前記被接続部は、前記筐体に接続されており、
前記突出部は、前記筐体の外部に位置しており、且つ、前記筐体から離れるようにして突出している
ノイズフィルターを提供する。
Further, the present invention is any one of the first to third noise filters as the fourth noise filter,
The shield member has a connected part and a protruding part,
The connected part is connected to the housing;
The protrusion provides a noise filter that is located outside the housing and protrudes away from the housing.
また、本発明は、第5のノイズフィルターとして、第4のノイズフィルターであって、
前記筐体には、通過孔が形成されており、
前記被接続部は、前記通過孔の内部に位置しており、
前記コア部材は、少なくとも部分的に前記被接続部に囲まれている
ノイズフィルターを提供する。
Moreover, this invention is a 4th noise filter as a 5th noise filter,
A passage hole is formed in the housing,
The connected portion is located inside the passage hole;
The core member provides a noise filter that is at least partially surrounded by the connected portion.
また、本発明は、第6のノイズフィルターとして、第1から第4までのいずれかのノイズフィルターであって、
前記コア部材は、少なくとも部分的に前記筐体の内部に位置している
ノイズフィルターを提供する。
Moreover, this invention is a noise filter in any one of 1st to 4th as a 6th noise filter,
The core member provides a noise filter located at least partially within the housing.
また、本発明は、第7のノイズフィルターとして、第1から第4までのいずれかのノイズフィルターであって、
前記コア部材は、前記筐体の外部に位置しており、且つ、前記筐体から前記シールド部材よりも離れている
ノイズフィルターを提供する。
Moreover, this invention is a noise filter in any one of 1st to 4th as a 7th noise filter,
The core member is located outside the casing and provides a noise filter that is further away from the casing than the shield member.
本発明のノイズフィルターにおいて、シールド部材及びコア部材は、ケーブルを囲みつつ互いに隣り合っている。このように配置されたシールド部材及びコア部材は、ローパスフィルタとして機能し、夫々のサイズを調整することで、1GHzを超える高周波ノイズをカットできる。詳しくは、本発明によるノイズフィルターのコア部材を形成する複合磁性体の複素透磁率の虚数成分μ″(等価抵抗成分)は、500MHzから3GHzまでの周波数帯域に亘って1以上且つ50以下の高い値を維持する。このため、1GHzを超える高周波ノイズを効果的に抑制するRCフィルターを構成可能である。 In the noise filter of the present invention, the shield member and the core member are adjacent to each other while surrounding the cable. The shield member and the core member arranged in this manner function as a low-pass filter, and high frequency noise exceeding 1 GHz can be cut by adjusting the size of each. Specifically, the imaginary component μ ″ (equivalent resistance component) of the complex permeability of the composite magnetic body forming the core member of the noise filter according to the present invention is a high value of 1 or more and 50 or less over the frequency band from 500 MHz to 3 GHz. Therefore, it is possible to construct an RC filter that effectively suppresses high frequency noise exceeding 1 GHz.
図1を参照すると、本発明の実施の形態によるノイズフィルター10は、ケーブル70に取り付けられて使用される。
Referring to FIG. 1, a
ケーブル70の一端(内側端702)は、導電体からなる筐体60の内部に収容されたインバータ装置(電源装置)50に接続されている。筐体60は、グランドされている。筐体60には、通過孔62が形成されている。通過孔62は、筐体60の内部及ぶ外部に開口している。ケーブル70の他端(外側端706)は、通過孔62を通って筐体60から引き出されており、筐体60の外部に位置するモーター等の負荷80に接続されている。即ち、ケーブル70の外側端706は、筐体60の外部に位置している。
One end (inner end 702) of the
電源装置50は、整流回路510と、直流電源530と、制御回路550と、DC/DCコンバータ560と、駆動回路570と、インバータ主回路590とを備えている。制御回路550は、PWM(pulse width modulation)回路552を有している。整流回路510は、筐体60の外部に位置する交流電源40と、インバータ主回路590との間に接続されている。直流電源530は、制御回路550を経由してインバータ主回路590に接続されており、且つ、DC/DCコンバータ560及び駆動回路570を経由してインバータ主回路590に接続されている。PWM回路552は、駆動回路570に接続されている。
The
上述のように構成された電源装置50は、交流電源40が生成する交流電力の周波数を変換し、ケーブル70を経由して、負荷80に供給する。電源装置50の各回路(DC/DCコンバータ560、インバータ主回路590等)には、SiC(シリコンカーバロイド)、GaN(ガリウムナイトライド)等の高速半導体素子を使用したパワー半導体や高速スイッチング素子が使用されている。電源装置50が動作する際、高速半導体素子は、数百MHz〜数GHzの高周波数帯に亘るコモンモードノイズ(以下、単に「ノイズ」という。)を生じる。ノイズは、筐体60の内部に放射されると共に、ケーブル70を伝播して筐体60の外部に放射される。ノイズフィルター10は、ケーブル70から放射される高周波数帯のノイズを抑制するためのノイズフィルターである。
The
本実施の形態において、電源装置50は、交流電力の周波数を変換するインバータ装置50であり、ケーブル70は、三相交流電力を伝送する三相ケーブルである。即ち、ケーブル70は、3本の被覆導線74から構成されている。但し、本発明は、これに限らない。例えば、電源装置50は、インバータ装置以外の電源装置であってもよい。電源装置50の回路構造は、本実施の形態に限られない。また、ケーブル70を構成する被覆導線74の本数は3に限られない。
In the present embodiment,
図2は、ケーブル70の3本の被覆導線74のうちの1本の断面を示している。図2を参照すると、ケーブル70の被覆導線74の夫々は、銅等の導電体からなる導電線742と、樹脂等の絶縁体からなる絶縁被覆744とを備えている。絶縁被覆744は、導電線742を覆っている。換言すれば、ケーブル70の被覆導線74の夫々において、導電線742を形成する導電体は、樹脂等の誘電体によって覆われている。図2に示したケーブル70は、筐体60と負荷80との間を直線状に延びている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、ケーブル70は、筐体60と負荷80との間を蛇行するように延びていてもよい。即ち、ケーブル70が延びる方向は、直線方向であってもよいし、曲線方向であってもよい。
FIG. 2 shows a cross section of one of the three
図1及び図2を参照すると、ノイズフィルター10は、銅、アルミニウム、導電ゴム等の導電体からなるシールド部材20と、複合磁性体32からなるコア部材30とを備えている。シールド部材20及びコア部材30の夫々は、ケーブル70に取り付けられており、概ね概ね筒形状を有している。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
図2を参照すると、シールド部材20は、ケーブル70が延びる方向と直交する直交平面においてケーブル70(3本の被覆導線74)を囲んでいる。ケーブル70に取り付けられたシールド部材20は、ケーブル70の被覆導線74(導電線742及び絶縁被覆744)の夫々と共にキャパシタとして機能する。
Referring to FIG. 2, the
図3を参照すると、本実施の形態のシールド部材20は、銅箔、アルミニウム箔等の金属テープをケーブル70に巻き付けて形成されている。このようなシールド部材20は、ケーブル70の所望の位置に所望の形状及びサイズで容易に取り付けることができる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、シールド部材20は、導電ゴムからなる成型品であってもよい。
Referring to FIG. 3,
図3に示されるように、本実施の形態のシールド部材20は、被接続部22と、突出部26とを有している。被接続部22は、ケーブル70に巻き付けた金属テープの端部を折り曲げて形成されている。被接続部22は、筐体60と接触している。換言すれば、被接続部22は、筐体60に直接的に接続されており、これにより、シールド部材20は、グランドされている。突出部26は、円筒形状を有している。突出部26は、全体的に筐体60の外部に位置しており、且つ、筐体60から離れるようにして突出している。
As shown in FIG. 3, the
図2を参照すると、コア部材30は、ケーブル70が延びる方向と直交する直交平面においてケーブル70(3本の被覆導線74)を囲んでいる。ケーブル70に取り付けられたコア部材30は、ケーブル70の導電線742の夫々についてインダクタとして機能する。
Referring to FIG. 2, the
図2及び図3を参照すると、本実施の形態のコア部材30は、例えば300μm程度の厚さを有し且つ柔軟に折り曲げ可能なシート状の複合磁性体32を、ケーブル70に巻き付けて形成されている。このようなコア部材30は、ケーブル70の所望の位置に所望の形状及びサイズで容易に取り付けることができる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、コア部材30は、複合磁性体32からなる成型品であってもよい。
2 and 3, the
図2及び図4を参照すると、複合磁性体32は、ゴム、エラストマー、樹脂等からなるバインダ322と、バインダ322中に分散されたFe−Cr−Al−Si系合金、Fe−Si−Al系合金等からなる軟磁性粉末324とを含んでいる。本実施の形態の軟磁性粉末324は、扁平形状を有しており、シート面と平行に配向されている。扁平形状の軟磁性粉末324は、例えば、球形状の軟磁性粉末をボールミルを使用して扁平状に加工することで形成できる。また、シート状の複合磁性体32は、例えば、軟磁性粉末324を液状のバインダ322中に分散させてドクターブレード法によって成膜することで形成できる。
2 and 4, the composite
図2及び図3を参照すると、コア部材30は、ケーブル70に沿ってシールド部材20と隣り合っている。即ち、ノイズフィルター10において、シールド部材20及びコア部材30は、ケーブル70を囲みつつ互いに隣り合っている。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
図5を参照すると、上述のように配置されたシールド部材20及びコア部材30は、ローパスフィルタ(RCフィルタ)として機能する。このローパスフィルタは、シールド部材20及びコア部材30の夫々のサイズを調整することで、1GHzを超える高周波ノイズをカットできる。換言すれば、ノイズフィルター10(ローパスフィルタ)のカットオフ周波数を1GHzを超える値に設定できる。詳しくは、このローパスフィルタにおいて、コア部材30の体積を調整することで、複素透磁率の虚数成分μ″による等価抵抗成分を調整でき、シールド部材20がケーブル70を取り巻く面積を調整することで、浮遊容量を数pF〜数10pF程度に調整できる。
Referring to FIG. 5, the
図2を参照すると、従来のコア部材は、一般的にフェライトから形成されている。しかしながら、フェライトからなるコア部材の複素透磁率の虚数成分μ″(等価抵抗成分)は、1GHzを超える周波数において大きく低下する。一方、本実施の形態のコア部材30は、例えば複合磁性体32全体に対する軟磁性粉末324の体積占有率を大きくすることによって、1GHzを超える周波数においても、高い虚数成分μ″を維持する。より具体的には、本実施の形態において、ノイズフィルター10のコア部材30を形成する複合磁性体32の複素透磁率の虚数成分μ″は、500MHzから3GHzまでの周波数帯域に亘って1以上且つ50以下の高い値を維持する。より望ましくは、複合磁性体32の複素透磁率の虚数成分μ″の値は、5以上且つ30以下である。
Referring to FIG. 2, the conventional core member is generally made of ferrite. However, the imaginary component μ ″ (equivalent resistance component) of the complex permeability of the core member made of ferrite greatly decreases at a frequency exceeding 1 GHz. On the other hand, the
即ち、本実施の形態のノイズフィルター10は、1GHzを超える高周波ノイズを効果的に抑制するRCフィルターを構成可能である。
That is, the
高周波ノイズを効果的に抑制するという観点から、ケーブル70に沿ったシールド部材20の長さは、10mm以上かつ100mm以下であることが好ましく、20mm以上かつ30mm以下であることが更に好ましい。同様に、ケーブル70に沿ったコア部材30の長さは、10mm以上かつ100mm以下であることが好ましく、20mm以上かつ30mm以下であることが更に好ましい。また、コア部材30の厚さは20μm以上であることが好ましい。
From the viewpoint of effectively suppressing high-frequency noise, the length of the
図4を参照すると、本実施の形態において、軟磁性粉末324は扁平形状を有している。扁平形状の軟磁性粉末324を使用することで、反磁界による複素透磁率の低下を極めて小さくできる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、軟磁性粉末324は、球形状を有していてもよい。球形状の軟磁性粉末324を使用することで、より高い周波数において高い複素透磁率が得られる。
Referring to FIG. 4, in the present embodiment, the soft
シールド部材20は、筐体60の外部をケーブル70に沿って筐体60から離れるようにして延びている。仮にシールド部材20の一部が筐体60の内部に位置していた場合、筐体60の内部空間に放射されるノイズは、シールド部材20を伝播して筐体60の外部に放射されるおそれがある。一方、本実施の形態によれば、シールド部材20全体が筐体60の外部に位置しており、これにより、筐体60の内部空間に放射されるノイズの筐体60の外部へ伝播が防止されている。
The
図2及び図3を参照すると、本実施の形態によれば、シールド部材20の被接続部22及び突出部26の夫々は、ケーブル70に巻き付けた金属テープの一部である。即ち、本実施の形態の被接続部22及び突出部26は、互いに一体に形成されている。シールド部材20の被接続部22は、接地線等の他の導電部材(図示せず)を介することなく、筐体60の外面66と直接接触している。本実施の形態によれば、シールド部材20を筐体60に確実にグランドでき、且つ、接地線等の他の導電部材によるノイズの放射を防止できる。即ち、ノイズの伝搬経路を増やすことなく、シールド部材20をグランドできる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、シールド部材20は、筐体60から多少離れていてもよい。この場合、シールド部材20は、筐体60以外の部材にグランドされていてもよい。
Referring to FIGS. 2 and 3, according to the present embodiment, each of the connected
図2を参照すると、ケーブル70は、筐体60の内部を延びる内側部710と、通過孔62の内部に位置する通過部720と、筐体60の外部を延びる外側部730とに分けることができる。ケーブル70の外側部730を、ケーブル70が延びる方向に沿って、筐体60に近い筐体側部732と、負荷80に近い負荷側部736と、筐体側部732と負荷側部736との間の中間部734とに3等分したとき、ノイズフィルター10は、ケーブル70の中間部734及び負荷側部736に取り付けられておらず、内側部710及び筐体側部732のみに取り付けられている。
Referring to FIG. 2, the
上述のように、本実施の形態によれば、ケーブル70のうち筐体60の近傍に位置する部位のみを1つのシールド部材20及び1つのコア部材30によって覆うだけでノイズを抑制できる。本実施の形態のシールド部材20は、一般的に使用される金属テープから形成できる。また、前述したように、本実施の形態のシールド部材20及びコア部材30は、ケーブル70に容易に巻きつけることができる。従って、本実施の形態によれば、ノイズを抑制するための工数及びコストを削減できる。
As described above, according to the present embodiment, noise can be suppressed only by covering only a portion of the
本実施の形態によれば、ノイズフィルター10のシールド部材20は、筐体60の外面66に接触又は近接しており、ノイズフィルター10のコア部材30は、筐体60の内面64に接触又は近接している。即ち、シールド部材20及びコア部材30は、筐体60の通過孔62を挟んで互いに隣接している。但し、本発明は、これに限られず、ノイズフィルター10の構造は、以下に説明するように、様々に変形可能である。
According to the present embodiment, the
図6を参照すると、変形例によるノイズフィルター10Aは、導電体からなるシールド部材20Aと、複合磁性体32からなるコア部材30Aとを備えている。シールド部材20Aは、例えば導電ゴムを成型して全体として筒形状に形成されている。シールド部材20Aは、被接続部22Aと、被取付部24Aと、突出部26Aとを備えている。被接続部22A及び突出部26Aは、被取付部24Aを間に挟んで互いに反対方向に突出している。被接続部22Aには、ネジが形成されている。コア部材30Aは、複合磁性体32を成型して筒形状に形成されている。
Referring to FIG. 6, the
シールド部材20Aは、筐体60の通過孔62に取り付けられている。詳しくは、通過孔62の内壁面にはネジが形成されている(図示せず)。被接続部22Aは、通過孔62にねじ込まれており、通過孔62の内部に位置している。被取付部24Aは、筐体60の外面66に取り付けられている。この結果、シールド部材20Aは、被接続部22A及び被取付部24Aにおいて筐体60と接触しており、これによりグランドされている。コア部材30Aは、被接続部22Aの内部に受容されており、少なくとも部分的に被接続部22Aに囲まれている。このように配置されたコア部材30Aの一部は、通過孔62の内部に位置しており、コア部材30Aの他の一部は、筐体60の内部に位置している。即ち、コア部材30は、少なくとも部分的に筐体60の内部に位置している。
The
以上のように構成されたノイズフィルター10Aは、ローパスフィルター(RCフィルター)として機能し、ノイズフィルター10(図2参照)と同様に、1GHzを超える高周波ノイズを効果的に抑制可能である。特に、シールド部材20Aは、通過孔62の内部に位置している一方、筐体60の内面64を越えて筐体60の内部に突出していない。換言すれば、シールド部材20Aは、筐体60の外部及び通過孔62の内部のみに位置にしている。この構造により、ノイズフィルター10と同様に、筐体60の内部空間に放射されるノイズの筐体60の外部へ伝播が防止されている。
The
図7を図2と比較すると、変形例によるノイズフィルター10Bは、ノイズフィルター10と同じシールド部材20と、コア部材30とを備えている。但し、ノイズフィルター10Bのコア部材30は、筐体60の外部に位置しており、且つ、筐体60からシールド部材20よりも離れている。詳しくは、コア部材30は、シールド部材20の負荷80側の端と接触しており、ケーブル70が延びる方向に沿って負荷80に向かって延びている。
When FIG. 7 is compared with FIG. 2, the
図8を参照すると、上述のように配置されたシールド部材20及びコア部材30は、ローパスフィルタ(CRフィルタ)として機能する。ノイズフィルター10Bは、ノイズフィルター10(図2参照)と同様に、1GHzを超える高周波ノイズを効果的に抑制可能である。
Referring to FIG. 8, the
上述した実施の形態及び変形例によるノイズフィルタは、既に説明した変形例に加えて、更に様々に変形可能である。例えば、ノイズフィルター10(図2参照)においてコア部材30は、シールド部材20と接触していてもよい。また、上述したノイズフィルタのいずれにおいても、シールド部材及びコア部材は、互いに別体の部材であるが、シールド部材及びコア部材は、互いに一体に形成されていてもよい。図1を参照すると、ノイズフィルター10は、交流電源40と整流回路510との間のケーブルに取り付けてもよい。
The noise filter according to the above-described embodiments and modifications can be further variously modified in addition to the modifications already described. For example, the
図9及び図10を参照すると、降圧チョッパ電源(電源装置)50Xを使用して、本発明の効果について検証した。以下、検証方法及び検証結果について説明する。 9 and 10, the effect of the present invention was verified using a step-down chopper power supply (power supply device) 50X. Hereinafter, a verification method and a verification result will be described.
図9を参照すると、検証に使用する電源装置50Xを作製した。電源装置50Xは、整流回路510Xと、スイッチング周波数生成回路540Xと、駆動回路570Xと、降圧チョッパ回路590Xとを備えていた。整流回路510Xを、交流電源40Xに接続されており、スイッチング周波数生成回路540Xは、直流電源42Xに接続されていた。降圧チョッパ回路590Xには、スイッチング素子としてSiC素子が搭載されていた。但し、電源装置50Xは、スイッチングに直接起因するノイズを除き、ノイズを極力放射しないように設計されていた。
Referring to FIG. 9, a power supply device 50X used for verification was produced. The power supply device 50X includes a
図9及び図10を参照すると、電源装置50X、交流電源40X及び直流電源42Xを、電波暗室内に設置した。詳しくは、電波暗室の床面88の上に金属製の筐体60を設置し、筐体60の内部に電源装置50Xを収容した。筐体60を、床面88にグランドした。これにより、電源装置50Xから直接放射されるノイズが筐体60の外部に漏れないようにした。また、床面88の上に高さ15cmの支持台86を設置した。長さ60cmのケーブル70を、電源装置50Xと負荷80Xとの間に接続した。詳しくは、ケーブル70の中間部を、支持台86の上に固定し、ケーブル70の両端を、電源装置50X及び負荷80Xに夫々接続した。これにより、ケーブル70は、床面88からの高さ15cmの位置を水平に延びるように固定された。
Referring to FIGS. 9 and 10, a power supply device 50X, an
ケーブル70から距離70cmだけ離れた位置にホーンアンテナ(図示せず)を固定した。詳しくは、ホーンアンテナは、ケーブル70と同じ高さにあり、且つ、ケーブル70が延びる方向と直交する方向において、ケーブル70から距離70cmだけ離れていた。ホーンアンテナの周波数範囲は、500MHzから6GHzの範囲だった。
A horn antenna (not shown) was fixed at a
電源装置50Xが動作していない状態における電波暗室の内部及び測定環境のノイズを、ホーンアンテナ(図示せず)によって測定した。測定結果を、図12の「ノイズフロア」のグラフに示す。 Noise in the anechoic chamber and the measurement environment when the power supply device 50X was not operating was measured with a horn antenna (not shown). The measurement results are shown in the “noise floor” graph of FIG.
電源装置50Xを、スイッチング周波数100kHzで動作させた。交流電源40Xから、電源装置50Xの整流回路510Xに、200Vの交流電流を供給し、直流電源42Xから、電源装置50Xのスイッチング周波数生成回路540Xに、直流電流を供給した。このとき、電源装置50Xの降圧チョッパ回路590Xは、185V、14.1Aの直流電流を出力した。即ち、約2.6kWの出力電力が得られた。
The power supply device 50X was operated at a switching frequency of 100 kHz. A 200V AC current was supplied from the
電源装置50Xの動作に伴ってケーブル70が放射するノイズの水平偏波成分を、ホーンアンテナ(図示せず)によって測定した。測定結果を、図12の「ノイズフィルタ適用前」のグラフに示す。
A horizontally polarized wave component of noise radiated from the
次に、ケーブル70にノイズフィルター10を取付けた。詳しくは、ケーブル70のうち筐体60の外面66近傍に位置する部位に、金属箔を巻き付けてシールド部材20を形成した。シールド部材20の金属箔は、筐体60に接触させてグランドした。シールド部材20は、ケーブル70に沿って長さ30mmであり厚さ35μmだった。また、ケーブル70のうち筐体60の内面近傍の部位に、シート状の複合磁性体32(図3参照)を複数回重ね巻きしてコア部材30を形成した。コア部材30は、外径25mm、内径12mm、長さ24mmのリングコア形状を有していた。コア部材30の複合磁性体32の比透磁率は、図11に示す周波数特性を有していた。
Next, the
電源装置50Xの動作に伴ってノイズフィルター10を取付けたケーブル70が放射するノイズの水平偏波成分を、ホーンアンテナ(図示せず)によって測定した。測定結果を、図12の「ノイズフィルタ適用後」のグラフに示す。
A horizontal polarization component of noise radiated from the
図12から理解されるように、500MHzから3GHzまでの全ての波長のノイズに対して、ノイズフィルター10によるノイズ抑制効果が確認できた。特に、600MHz以上の全ての周波数帯域において10dB程度のノイズ抑制効果が確認できた。
As understood from FIG. 12, the noise suppression effect by the
10,10A,10B ノイズフィルター
20,20A シールド部材
22,22A 被接続部
24A 被取付部
26,26A 突出部
30,30A コア部材
32 複合磁性体
322 バインダ
324 軟磁性粉末
40,40X 交流電源
42X 直流電源
50 インバータ装置(電源装置)
50X 降圧チョッパ電源(電源装置)
510,510X 整流回路
530 直流電源
540X スイッチング周波数生成回路
550 制御回路
552 PWM回路
560 DC/DCコンバータ
570,570X 駆動回路
590 インバータ主回路
590X 降圧チョッパ回路
60 筐体
62 通過孔
64 内面
66 外面
70 ケーブル
702 内側端
706 外側端
710 内側部
720 通過部
730 外側部
732 筐体側部
734 中間部
736 負荷側部
74 被覆導線
742 導電線
744 絶縁被覆
80,80X 負荷
86 支持台
88 床面
10, 10A,
50X step-down chopper power supply (power supply)
510,
図1及び図2を参照すると、ノイズフィルター10は、銅、アルミニウム、導電ゴム等の導電体からなるシールド部材20と、複合磁性体32からなるコア部材30とを備えている。シールド部材20及びコア部材30の夫々は、ケーブル70に取り付けられており、概ね筒形状を有している。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
図2及び図3を参照すると、コア部材30は、ケーブル70に沿ってシールド部材20と隣り合っている。詳しくは、本実施の形態によれば、ノイズフィルター10において、シールド部材20及びコア部材30は、ケーブル70を囲みつつ筐体60の通過孔62が形成された部位を間に挟んで互いに隣り合っている。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
Claims (7)
前記ケーブルの一端は、筐体の内部に収容された電源装置に接続されており、前記ケーブルの他端は、前記筐体の外部に位置しており、
前記ノイズフィルターは、導電体からなるシールド部材と、複合磁性体からなるコア部材とを備えており、
前記シールド部材は、前記ケーブルを囲んでおり、且つ、前記筐体の外部を前記ケーブルに沿って前記筐体から離れるようにして延びており、
前記コア部材は、前記ケーブルを囲んでおり、且つ、前記ケーブルに沿って前記シールド部材と隣り合っており、
前記複合磁性体は、バインダと、前記バインダ中に分散された軟磁性粉末とを含んでおり、
前記複合磁性体の複素透磁率の虚数成分μ″は、500MHzから3GHzまでの周波数帯域に亘って1以上且つ50以下である
ノイズフィルター。 A noise filter for suppressing noise emitted from the cable,
One end of the cable is connected to a power supply device housed inside the housing, and the other end of the cable is located outside the housing,
The noise filter includes a shield member made of a conductor and a core member made of a composite magnetic material,
The shield member surrounds the cable, and extends outside the housing along the cable so as to be separated from the housing;
The core member surrounds the cable and is adjacent to the shield member along the cable;
The composite magnetic body includes a binder and soft magnetic powder dispersed in the binder,
The imaginary component μ ″ of the complex magnetic permeability of the composite magnetic body is a noise filter that is 1 or more and 50 or less over a frequency band from 500 MHz to 3 GHz.
前記筐体は、導電体からなり、
前記シールド部材は、前記筐体と接触している
ノイズフィルター。 The noise filter according to claim 1,
The housing is made of a conductor,
The shield member is a noise filter in contact with the housing.
前記コア部材は、前記シールド部材と接触している
ノイズフィルター。 The noise filter according to claim 1 or 2,
The core member is a noise filter in contact with the shield member.
前記シールド部材は、被接続部と、突出部とを有しており、
前記被接続部は、前記筐体に接続されており、
前記突出部は、前記筐体の外部に位置しており、且つ、前記筐体から離れるようにして突出している
ノイズフィルター。 The noise filter according to any one of claims 1 to 3,
The shield member has a connected part and a protruding part,
The connected part is connected to the housing;
The protruding portion is a noise filter that is located outside the casing and protrudes away from the casing.
前記筐体には、通過孔が形成されており、
前記被接続部は、前記通過孔の内部に位置しており、
前記コア部材は、少なくとも部分的に前記被接続部に囲まれている
ノイズフィルター。 The noise filter according to claim 4,
A passage hole is formed in the housing,
The connected portion is located inside the passage hole;
The noise filter, wherein the core member is at least partially surrounded by the connected portion.
前記コア部材は、少なくとも部分的に前記筐体の内部に位置している
ノイズフィルター。 A noise filter according to any one of claims 1 to 4,
The noise filter, wherein the core member is located at least partially inside the housing.
前記コア部材は、前記筐体の外部に位置しており、且つ、前記筐体から前記シールド部材よりも離れている
ノイズフィルター。 A noise filter according to any one of claims 1 to 4,
The noise filter, wherein the core member is located outside the casing and is further away from the casing than the shield member.
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