JP2021108514A - ノイズフィルタ装置及び電力システム - Google Patents

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Abstract

【課題】アクティブフィルタを備え、故障しても他の装置の誤動作又は故障を生じにくいノイズフィルタ装置を提供する。【解決手段】ノイズフィルタ装置2は、導線B1,B2に流れるノイズ信号を検出し、ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生して導線B1,B2に注入する反転信号発生回路11と、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかをモニタリングする故障検出回路12とを備える。ノイズ源装置100は、能動素子を含む回路を備える。故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号をノイズ源装置100に送ることにより、能動素子を含む回路の動作を停止させる。【選択図】図2

Description

本開示は、電源装置及び負荷装置などの複数の電気装置を互いに接続する導線に挿入されるノイズフィルタ装置に関する。また、本開示は、そのような電気装置及びノイズフィルタ装置を備えた電力システムに関する。
電源装置及び負荷装置などの複数の電気装置を含む電力システムにおいて発生するノイズ信号は、導線を介してノイズ源に接続された他の装置に到達したり、ノイズ源の近傍に位置する他の装置に対して電磁干渉(EMI)をもたらしたりするおそれがある。このようなノイズ信号又は電磁干渉を低減するために、ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生する能動素子を含むノイズフィルタ装置(「アクティブフィルタ」又は「アクティブEMIフィルタ」ともいう)が使用されることがある。
例えば特許文献1は、ノイズ検出手段、増幅回路、及びノイズ低減電流注入手段を備えるノイズ低減装置を開示している。ノイズ検出手段は、第1及び第2の電気装置を互いに接続する接続線を流れるノイズ電流を電圧として検出して出力する検出部を有する。増幅回路は、検出部の出力を増幅し、出力電圧として出力する。ノイズ低減電流注入手段は、一端が増幅回路に接続され、他端がノイズ検出手段よりも第2の電気装置側で接続線と接続されて、増幅回路の出力電圧が印加されることにより、ノイズ電流を相殺して低減するノイズ低減電流を接続線に注入する。特許文献1によれば、ノイズ検出手段は、互いに異なるインダクタンスを有する第1及び第2の検出部を有し、増幅回路は、互いに異なる周波数特性を有する第1及び第2の増幅回路を含む。これにより、従来よりも広い周波数帯のノイズを低減可能なノイズ低減装置を得る。
特開2019−080469号公報
特許文献1のようなアクティブフィルタは、過電圧などにより故障しやすい能動素子を含む。アクティブフィルタが故障すると、導線を介してノイズ源に接続された他の装置がノイズ信号にさらされたり、ノイズ源の近傍に位置する他の装置が電磁干渉にさらされたりすることで、他の装置が誤動作又は故障するおそれがある。従って、アクティブフィルタを備えるノイズフィルタ装置であって、故障しても他の装置の誤動作又は故障を生じにくいノイズフィルタ装置が求められる。
本開示の目的は、アクティブフィルタを備えるノイズフィルタ装置であって、故障しても他の装置の誤動作又は故障を生じにくいノイズフィルタ装置を提供することにある。また、本開示の目的は、そのようなノイズフィルタ装置を備えた電力システムを提供することにある。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置は、
第1及び第2の電気装置を互いに接続する導線に挿入されるノイズフィルタ装置であって、前記ノイズフィルタ装置は、
前記導線に流れるノイズ信号を検出し、前記ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生して前記導線に注入する反転信号発生回路と、
前記反転信号発生回路が正常に動作しているか、それとも故障したかをモニタリングする故障検出回路とを備え、
前記第1及び第2の電気装置の少なくとも一方は、能動素子を含む回路を備え、
前記故障検出回路は、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を前記第1又は第2の電気装置に送ることにより、前記能動素子を含む回路の動作を停止させる。
この構成により、反転信号発生回路が故障したとき、故障検出回路が第1又は第2の電気装置における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置によれば、
前記故障検出回路は、前記ノイズ信号が入力される前記反転信号発生回路の入力電圧をモニタリングし、前記入力電圧の絶対値が予め決められたしきい値を超えて増大したとき、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を出力する。
この構成により、反転信号発生回路の入力電圧に基づいて、反転信号発生回路が故障したことを検出することができる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置によれば、
前記故障検出回路は、前記ノイズ信号が入力される前記反転信号発生回路の入力電圧をモニタリングし、前記入力電圧が予め決められた電圧から変化しなくなったとき、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を出力する。
この構成により、反転信号発生回路の入力電圧に基づいて、反転信号発生回路が故障したことを検出することができる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置によれば、
前記ノイズフィルタ装置は、前記導線に磁気的に結合されたインダクタをさらに備え、
前記反転信号発生回路は、前記インダクタを介して前記ノイズ信号を検出する。
この構成により、インダクタを介して、導線に流れるノイズ信号を検出することができる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置によれば、
前記ノイズフィルタ装置は、前記導線に接続されたキャパシタをさらに備え、
前記反転信号発生回路は、前記キャパシタを介して前記ノイズ信号を検出する。
この構成により、キャパシタを介して、導線に流れるノイズ信号を検出することができる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置によれば、
前記ノイズフィルタ装置は、前記導線に接続された抵抗をさらに備え、
前記反転信号発生回路は、前記抵抗を介して前記ノイズ信号を検出する。
この構成により、抵抗を介して、導線に流れるノイズ信号を検出することができる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置によれば、
前記ノイズフィルタ装置は表示器をさらに備え、
前記故障検出回路は、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を前記表示器に送ることにより、前記反転信号発生回路が故障したことを前記表示器に表示させる。
この構成により、反転信号発生回路が故障したことを表示器に表示させることができ、電力システムのユーザは、故障した反転信号発生回路を修理又は交換することができる。
本開示の一側面に係る電力システムは、
導線を介して互いに接続された第1及び第2の電気装置と、
前記導線に挿入された、請求項1〜7のうちの1つに記載のノイズフィルタ装置とを備える。
この構成により、反転信号発生回路が故障したとき、故障検出回路が第1又は第2の電気装置における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
本開示の側面に係るノイズフィルタ装置によれば、反転信号発生回路が故障したとき、故障検出回路が第1又は第2の電気装置における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2を含む電力システムの構成例を模式的に示すブロック図である。 図1のノイズフィルタ装置2の構成例を模式的に示す回路図である。 図2の反転信号発生回路11の構成例を模式的に示す回路図である。 図2の故障検出回路12の構成例を模式的に示す回路図である。 第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2のシミュレーションにおいて設定された回路の構成例を模式的に示す回路図である。 図5の回路に対して行ったシミュレーションの結果であって、入力信号Vin及び検出信号Vdetの時間的変化を示すグラフである。 第1の実施形態の第1の変形例に係るノイズフィルタ装置2Aの構成例を模式的に示す回路図である。 第1の実施形態の第2の変形例に係るノイズフィルタ装置2Bの構成例を模式的に示す回路図である。 第1の実施形態の第3の変形例に係るノイズフィルタ装置2Cの構成例を模式的に示す回路図である。 第2の実施形態に係るノイズフィルタ装置2を含む電力システムの構成例を模式的に示すブロック図である。 第3の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Dを含む電力システムの構成例を模式的に示す回路図である。 第4の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Eを含む電力システムの構成例を模式的に示す回路図である。 第5の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Fを含む電力システムの構成例を模式的に示す回路図である。
以下、本開示の一側面に係る実施形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。各図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。
[適用例]
図1は、第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2を含む電力システムの構成例を模式的に示すブロック図である。図1の電力システムは、例えば、電源装置1、ノイズフィルタ装置2、整流器3、力率調整器4、DC/DCコンバータ装置5、及び負荷装置6を備え、これらの構成要素は導線B1,B2によって互いに接続される。
図1の例では、ノイズフィルタ装置2の左側に接続された電源装置1を「第1の電気装置」とも呼び、ノイズフィルタ装置2の右側に接続された整流器3、力率調整器4、DC/DCコンバータ装置5、及び負荷装置6を「第2の電気装置」とも呼ぶ。言いかえると、図1の電力システムは、導線B1,B2を介して互いに接続された第1及び第2の電気装置と、導線B1,B2に挿入されたノイズフィルタ装置2とを備える。
第1及び第2の電気装置の少なくとも一方は、能動素子を含む回路を備え、能動素子からノイズ信号を発生する可能性がある。図1の例では、整流器3、力率調整器4、DC/DCコンバータ装置5、及び負荷装置6(第2の電気装置)の少なくとも一部が能動素子を含む回路を備え、これらの構成要素をまとめて、「ノイズ源装置100」とも呼ぶ。ノイズ源装置100から発生するノイズ信号は、導線B1,B2を介してノーマルモードノイズ信号又はコモンモードノイズ信号として伝搬する。従って、ノイズフィルタ装置2は、導線B1,B2を介して伝搬するノーマルモードノイズ信号及びコモンモードノイズ信号のうちの少なくとも一方を低減するように構成される。
ノイズフィルタ装置2は、ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生する能動素子を含むアクティブフィルタを備える。ノイズフィルタ装置2は、アクティブフィルタに加えて、キャパシタ及びインダクタなどの受動素子からなるパッシブフィルタを備えてもよい。
図2は、図1のノイズフィルタ装置2の構成例を模式的に示す回路図である。ノイズフィルタ装置2は、少なくとも、反転信号発生回路11及び故障検出回路12を備える。
反転信号発生回路11は、導線B1,B2に流れるノイズ信号を検出し、ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生して導線B1,B2に注入する。反転信号発生回路11は、反転信号を発生するために、例えばオペアンプなどの能動素子を含む。
故障検出回路12は、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかをモニタリングする。故障検出回路12は、例えば、ノイズ信号が入力される反転信号発生回路11の入力電圧をモニタリングし、この入力電圧に基づいて、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかを判断する。前述のように、第1及び第2の電気装置の少なくとも一方は、能動素子を含む回路を備える。故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したと判断したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を第1又は第2の電気装置(図1の例では、ノイズ源装置100)に送ることにより、能動素子を含む回路の動作を停止させる。
反転信号発生回路11は、過電圧などにより故障しやすい能動素子を含む。反転信号発生回路11が故障すると、導線を介してノイズ源装置100に接続された他の装置がノイズ信号にさらされたり、ノイズ源装置100の近傍に位置する他の装置が電磁干渉にさらされたりすることで、他の装置が誤動作又は故障するおそれがある。本開示の実施形態によれば、反転信号発生回路11が故障したとき、故障検出回路12がノイズ源装置100における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
[第1の実施形態]
以下、図1〜図9を参照して、第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置を含む電力システムについて説明する。
[第1の実施形態の構成例]
図1を参照して、電力システムの各構成要素についてさらに説明する。
電源装置1は、所定電圧及び所定周波数の交流電力を供給する。電源装置1は、商用電力網の電源設備であってもよく、それに代わって、例えば、直流電源装置及びインバータを備えてもよい。
ノイズフィルタ装置2は、前述のように、図1の例では電源装置1及び整流器3の間において、導線B1,B2に挿入される。ノイズフィルタ装置2は、導線B1,B2を介して伝搬するノーマルモードノイズ信号及びコモンモードノイズ信号を低減するように構成される。ノイズフィルタ装置2は、アクティブフィルタ及びパッシブフィルタを備える。
整流器3は、電源装置1からノイズフィルタ装置2を介して供給された交流電力を直流電力に変換する。整流器3は、ダイオードブリッジを備える整流回路であってもよい。また、整流器3は、入力される交流電圧又は交流電流の位相に合わせて動作するスイッチング素子を備える同期整流回路であってもよい。
力率調整器4は、整流器3から出力された直流電力の力率を調整する。力率調整器4は、インダクタ及び/又はキャパシタなどの受動素子を備えてもよく、トランジスタ及びダイオードなどの能動素子をさらに備えてもよい。
DC/DCコンバータ装置5は、力率調整器4から出力された所定の直流電圧を異なる直流電圧に変換する。DC/DCコンバータ装置5は、例えば、インバータ回路、インダクタ又はトランス、整流回路、及び平滑化回路を備える。DC/DCコンバータ装置5は、例えば、トランスと、その一次側に設けられたインダクタ及びキャパシタとを備えたLLC共振コンバータとして構成されてもよい。
負荷装置6は、DC/DCコンバータ装置5から出力された直流電力により動作して何らかの仕事を行う。負荷装置6は、例えば、モータ、蓄電池、センサ、通信装置などを含む。
前述のように、整流器3は、能動素子としてダイオード又はスイッチング素子を含む。また、前述のように、力率調整器4は、能動素子としてダイオード又はトランジスタを備えてもよい。また、前述のように、DC/DCコンバータ装置5は、能動素子としてインバータ回路のスイッチング素子を含む。また、前述のように、負荷装置6は、能動素子として、例えば、モータ、蓄電池、センサ、又は通信装置などを構成する構成要素を含む。整流器3、力率調整器4、DC/DCコンバータ装置5、及び負荷装置6のうちの少なくとも一部は、ノイズフィルタ装置2の制御下で、能動素子を含む回路の動作を停止させるように構成される。
図2〜図4を参照して、ノイズフィルタ装置2についてさらに説明する。
図2を参照すると、ノイズフィルタ装置2は、キャパシタC1〜C3,C13〜C14、コモンモードチョークコイルL1、反転信号発生回路11、故障検出回路12、及び表示器13を備える。
キャパシタC1,C2は、導線B1,B2と接地導体との間にそれぞれ接続され、導線B1,B2に流れるコモンモードノイズ信号を接地導体にバイパスして低減する。このように接続されたキャパシタC1,C2を「Yキャパシタ」とも呼ぶ。
キャパシタC3は、導線B1,B2にわたって接続され、導線B1,B2に流れるノーマルモードノイズ信号を低減する。このように接続されたキャパシタC3を「Xキャパシタ」とも呼ぶ。
コモンモードチョークコイルL1は、導線B1に挿入された巻線w1と、導線B2に挿入された巻線w2とを備える。巻線w1,w2は、導線B1,B2に流れるコモンモードノイズ信号を相殺するように、互いに磁気的に結合する。また、コモンモードチョークコイルL1は、巻線w1,w2に磁気的に結合された巻線w3をさらに備える。言いかえると、巻線w3は、導線B1,B2に磁気的に結合されたインダクタである。
反転信号発生回路11は、巻線w3を介して、導線B1,B2に流れるコモンモードノイズ信号を検出する。反転信号発生回路11は、例えば、巻線w3の一端に生じる電圧を検出することにより、コモンモードノイズ信号を表す入力信号Vinを取得する。反転信号発生回路11は、コモンモードノイズ信号の極性とは逆の極性を有する出力信号Vout(すなわち反転信号)を発生する。反転信号発生回路11は、出力信号Voutを、キャパシタC13,C14を介して導線B1,B2にそれぞれ注入する。
図3は、図2の反転信号発生回路11の構成例を模式的に示す回路図である。反転信号発生回路11は、例えば、オペアンプ21及び抵抗R21,R22を備える反転増幅回路である。オペアンプ21の反転入力端子は、抵抗R21を介して巻線w3に接続され、抵抗R22を介して出力端子に接続される。オペアンプ21の非反転入力端子は接地導体に接続される。また、オペアンプ21は、正の電源V+及び負の電源V−に接続される。
巻線w3、反転信号発生回路11、及びキャパシタC13,C14は、導線B1,B2に流れるコモンモードノイズ信号を低減するアクティブフィルタとして動作する。一方、キャパシタC1〜C3及び巻線w1,w2は、導線B1,B2に流れるノーマルモードノイズ信号及びコモンモードノイズ信号を低減するパッシブフィルタとして動作する。
故障検出回路12は、反転信号発生回路11に入力される入力信号Vinの電圧をモニタリングし、この入力信号Vinの電圧に基づいて、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかを判断する。故障検出回路12は、例えば、入力信号Vinの電圧の絶対値が予め決められたしきい値を超えて増大したとき、反転信号発生回路11が故障したと判断する。故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したと判断したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号をノイズ源装置100に送ることにより、能動素子を含む回路の動作を停止させる。また、故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したと判断したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を表示器13に送ることにより、反転信号発生回路11が故障したことを表示器13に表示させる。
図4は、図2の故障検出回路12の構成例を模式的に示す回路図である。故障検出回路12は、例えば、基準電圧源32,34、比較器33,35、論理和演算器36、及び制御回路37を備える。
増幅器31は、入力信号Vinを増幅し、比較器33の反転入力端子及び比較器35の非反転入力端子に入力する。
基準電圧源32は、予め決められた上限基準電圧を発生し、比較器33の非反転入力端子に入力する。比較器33は、増幅された入力信号Vinの電圧が上限基準電圧を超えたか否かを判断し、その結果を示す信号を論理和演算器36の第1の入力端子に入力する。
基準電圧源34は、予め決められた下限基準電圧を発生し、比較器35の反転入力端子に入力する。比較器35は、増幅された入力信号Vinの電圧が下限基準電圧を超えたか否かを判断し、その結果を示す信号を論理和演算器36の第2の入力端子に入力する。
論理和演算器36は、増幅された入力信号Vinの電圧が上限基準電圧及び下限基準電圧の間の範囲に含まれるか否かを判断し、その結果を示す信号を制御回路37に送る。
制御回路37は、論理和演算器36の出力信号に基づいて、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかを判断する。例えば、上限基準電圧及び下限基準電圧は、互いに等しい絶対値を有する正の電圧及び負の電圧であってもよい。この場合、制御回路37は、反転信号発生回路11の故障に起因して、入力信号Vinの電圧の絶対値が予め決められたしきい値を超えて増大した状態を検出することができる。制御回路37は、反転信号発生回路11が故障したと判断したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号をノイズ源装置100及び表示器13に送る。
表示器13は、例えば発光ダイオードを含む。表示器13は、例えば、反転信号発生回路11が故障したときに点灯する。
[第1の実施形態の動作例]
次に、図5及び図6を参照して、故障検出回路12が、入力信号Vinの電圧に基づいて、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかを判断することについてさらに説明する。
図5は、第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2のシミュレーションにおいて設定された回路の構成例を模式的に示す回路図である。シミュレーションでは、図5の反転信号発生回路11A及び故障検出回路12Aを設定した。反転信号発生回路11A及び故障検出回路12Aの入力端子(入力信号Vinが入力される端子)は、キャパシタC0及び抵抗R0を介して接地導体に接続されている。反転信号発生回路11Aは、オペアンプ21及び抵抗R21,R22に加えて、キャパシタC21、ダイオードD1,D2、トランジスタQ21〜Q22、及び抵抗R23〜R25を備える。故障検出回路12Aは、オペアンプ31A及び抵抗R31〜R33を備える。シミュレーションでは、コモンモードノイズ信号を表す入力信号Vinが入力されているとき、故障検出回路12Aの検出信号Vdetの時間的変化を計算した。図5のオペアンプ31Aは図4の増幅器31に対応し、検出信号Vdetは、図4の増幅器31の出力端子の電圧に対応する。
図6は、図5の回路に対して行ったシミュレーションの結果であって、入力信号Vin及び検出信号Vdetの時間的変化を示すグラフである。反転信号発生回路11のオペアンプ21が正常に動作しているとき、検出信号Vdetの電圧は、コモンモードノイズ信号を表す入力信号Vinの電圧の変化に少し遅れて追従する。一方、反転信号発生回路11のオペアンプ21が故障しているとき、検出信号Vdetの電圧は、正常時とは異なる態様で変化する。例えば、故障時には、検出信号Vdetの電圧の絶対値のピークが、正常時のピークよりも大きくなることがある。また、故障時には、ある瞬間における検出信号Vdetの電圧が、入力信号Vinの電圧に追従せず、所定時間にわたって保持されることがある。従って、例えば、正常時の検出信号Vdetの電圧を予め測定して基準電圧として設定し、基準電圧からの検出信号Vdetの電圧の増大を検出することにより、反転信号発生回路11の故障を検出することができる。
反転信号発生回路11は、さまざまな原因により故障する可能性がある。例えば、反転信号発生回路11は、その出力端子が接地導体に短絡されるように故障することがある。また、反転信号発生回路11は、そのオペアンプ21の電源V+及びV−が停止したり、電源V+及びV−の内部で短絡が生じたりするように故障することがある。いずれの場合でも、反転信号発生回路11から導線B1,B2に注入される反転信号は常にゼロになる。導線B1,B2に注入される反転信号がゼロであるので、ノイズ信号は相殺されず、入力信号Vinの電圧が増大する。従って、故障検出回路12は、入力信号Vinの電圧の絶対値がしきい値を超えて増大した状態を検出することにより、反転信号発生回路11が故障している判断することができる。
[第1の実施形態の変形例]
以上、本開示の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
図7は、第1の実施形態の第1の変形例に係るノイズフィルタ装置2Aの構成例を模式的に示す回路図である。ノイズフィルタ装置2Aは、図2のコモンモードチョークコイルL1及びキャパシタC13,C14に代えて、キャパシタC11,C12及びコモンモードチョークコイルL2を備える。
キャパシタC11,C12は、導線B1,B2にそれぞれ接続される。
コモンモードチョークコイルL2は、導線B1に挿入された巻線w4と、導線B2に挿入された巻線w5とを備える。巻線w4,w5は、導線B1,B2に流れるコモンモードノイズ信号を相殺するように、互いに磁気的に結合する。また、コモンモードチョークコイルL2は、巻線w4,w5に磁気的に結合された巻線w6をさらに備える。言いかえると、巻線w6は、導線B1,B2に磁気的に結合されたインダクタである。
反転信号発生回路11は、キャパシタC11,C12を介して、導線B1,B2に流れるコモンモードノイズ信号を検出する。また、反転信号発生回路11は、出力信号Voutを、巻線w6を介して導線B1,B2にそれぞれ注入する。
図2の例では、導線B1,B2に磁気的に結合された巻線w3を介してコモンモードノイズ信号を検出したが、図7に示すように、キャパシタC11,C12を介してコモンモードノイズ信号を検出してもよい。また、図2の例では、キャパシタC13,C14を介して反転信号を導線B1,B2にそれぞれ注入したが、図7に示すように、巻線w6を介して反転信号を導線B1,B2にそれぞれ注入してもよい。
図8は、第1の実施形態の第2の変形例に係るノイズフィルタ装置2Bの構成例を模式的に示す回路図である。ノイズフィルタ装置2Bは、図2のキャパシタC13,C14に代えて、コモンモードチョークコイルL2を備える。
図9は、第1の実施形態の第3の変形例に係るノイズフィルタ装置2Cの構成例を模式的に示す回路図である。ノイズフィルタ装置2Cは、図2のコモンモードチョークコイルL1に代えて、キャパシタC11,C12を備える。
図2、図7〜図9の例では、反転信号発生回路11の入力端子が、巻線w3(すなわちインダクタ)又はキャパシタC11,C12を介して導線B1,B2に接続される場合について説明した。しかしながら、図13の例で後述するように、反転信号発生回路11の入力端子は、抵抗を介して導線に接続されてもよい。
故障検出回路12は、例えば、入力信号Vinの電圧が予め決められた電圧(例えば、接地導体の電圧)から変化しなくなったとき、反転信号発生回路11が故障したと判断してもよい。例え
ば、反転信号発生回路11は、その入力端子が接地導体に短絡されるように故障することがある。この場合、故障検出回路12の入力端子も接地導体に短絡される。従って、故障検出回路12は、入力信号Vinの電圧が接地導体の電圧から変化しなくなった状態を検出することにより、反転信号発生回路11が故障していると判断することができる。基準電圧源32の上限基準電圧及び基準電圧源34の下限基準電圧は、互いに等しい又は実質的に等しい電圧(例えば、接地導体の電圧)に設定される。この場合、制御回路37は、反転信号発生回路11の故障に起因して、入力信号Vinの電圧が予め決められた電圧(例えば、接地導体の電圧)から変化しなくなった状態を検出することができる。
ノイズフィルタ装置2は、表示器13を省略してもよい。これにより、サイズ及びコストを削減することができる。
ノイズフィルタ装置2は、ノイズ源装置100における能動素子を含む回路の動作を停止させる信号を出力しないように構成されてもよい。この場合、電力システムのユーザは、表示器13を見ることにより、反転信号発生回路11が故障したことを認識し、ノイズ源装置100における能動素子を含む回路(又は電力システム全体)の動作を停止することができる。
電力システムは、交流の電源装置1及び整流器3に代えて、直流の電源装置を備えてもよい。また、電力システムは、直流の負荷装置6に代えて、インバータ及び交流の負荷装置を備えてもよい。本開示の実施形態に係るノイズフィルタ装置2はこれらの場合にも適用可能であり、反転信号発生回路11が故障しても他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
[第1の実施形態の効果]
第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2によれば、反転信号発生回路11が故障したとき、故障検出回路12がノイズ源装置100における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。一般に、受動素子はとても故障しにくいが、能動素子は受動素子に比べて故障しやすい。第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2によれば、能動素子を含む反転信号発生回路11が故障しても、故障した反転信号発生回路11から他の装置への影響を低減することができる。
また、第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2によれば、反転信号発生回路11が故障したことを表示器13に表示させることにより、電力システムのユーザは、故障した反転信号発生回路11を修理又は交換することができる。
複数の電力システムが、共通の電源装置1(例えば、商用電力網の電源設備)に接続されてもよい。この場合、ノイズフィルタ装置2がなければ、ある電力システムにおいて発生したノイズ信号が電源装置1を介して他の電力システムに到達し、他の電力システムの装置が誤動作又は故障するおそれがある。第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2によれば、ノイズフィルタ装置2を備えたことにより、他の電力システムに伝搬するノイズ信号を低減することができる。
ノイズフィルタ装置がアクティブフィルタではなくパッシブフィルタのみを備える場合、ノイズ信号を十分に低減するためには、ノイズフィルタ装置は、多段のフィルタ(例えば複数のコモンモードチョークコイル)を含むように構成される必要がある。一方、第1の実施形態に係るノイズフィルタ装置2によれば、アクティブフィルタを備えることにより、例えばコモンモードチョークコイルの個数を削減し、パッシブフィルタのみを備える場合よりも小型化することができる。
本開示の各実施形態では、導線が電力線である場合について説明するが、実施形態に係るノイズフィルタ装置は、導線が信号線である場合にも同様に適用可能である。
[第2の実施形態]
図10は、第2の実施形態に係るノイズフィルタ装置2を含む電力システムの構成例を模式的に示すブロック図である。図10に示すように、ノイズフィルタ装置2は、DC/DCコンバータ装置5及び負荷装置6の間において、導線B1,B2に挿入されてもよい。
図10の例では、ノイズフィルタ装置2の左側に接続された整流器3、力率調整器4、及びDC/DCコンバータ装置5を「第1の電気装置」とも呼び、ノイズフィルタ装置2の右側に接続された負荷装置6を「第2の電気装置」とも呼ぶ。言いかえると、図10の電力システムは、導線B1,B2を介して互いに接続された第1及び第2の電気装置と、導線B1,B2に挿入されたノイズフィルタ装置2とを備える。
第1及び第2の電気装置の少なくとも一方は、能動素子を含む回路を備え、能動素子からノイズ信号を発生する可能性がある。図10の例では、整流器3、力率調整器4、及びDC/DCコンバータ装置5(第1の電気装置)の少なくとも一部が能動素子を含む回路を備え、これらの構成要素をまとめて、「ノイズ源装置200」とも呼ぶ。ノイズ源装置200から発生するノイズ信号は、導線B1,B2を介してノーマルモードノイズ信号又はコモンモードノイズ信号として伝搬する。従って、ノイズフィルタ装置2は、導線B1,B2を介して伝搬するノーマルモードノイズ信号及びコモンモードノイズ信号のうちの少なくとも一方を低減するように構成される。
図10のノイズフィルタ装置2は、図1のノイズフィルタ装置2と同様に構成され、少なくとも、反転信号発生回路11及び故障検出回路12を備える。反転信号発生回路11は、導線B1,B2に流れるノイズ信号を検出し、ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生して導線B1,B2に注入する。故障検出回路12は、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかをモニタリングする。故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したと判断したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号をノイズ源装置200に送ることにより、能動素子を含む回路の動作を停止させる。
第2の実施形態に係るノイズフィルタ装置2によれば、反転信号発生回路11が故障したとき、故障検出回路12がノイズ源装置200における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置(例えば負荷装置6)の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
負荷装置6もまた能動素子を含むので、故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したと判断したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を負荷装置6に送ることにより、能動素子を含む回路の動作を停止させてもよい。
本開示の実施形態に係る電力システムは、図1のノイズフィルタ装置2と、図10のノイズフィルタ装置2との両方を備えてもよい。また、ノイズフィルタ装置2は、図1及び図10の例とは異なる位置、例えば、整流器3及び力率調整器4の間において、及び/又は、力率調整器4及びDC/DCコンバータ装置5の間において、導線B1,B2に挿入されてもよい。
[第3の実施形態]
図11は、第3の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Dを含む電力システムの構成例を模式的に示す回路図である。本開示の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Dは、第1の実施形態のものとは異なる電気装置の間において、第1の実施形態のものとは異なる導線に挿入されてもよい。
図11の電力システムは、電源装置1Da、インバータ1Db、ノイズフィルタ装置2D、及びモータ6Dを備える。
電源装置1Daは、所定電圧の直流電力を供給する。インバータ1Dbは、電源装置1Daによって供給された直流電力から三相交流電力を発生する。インバータ1Dbによって発生された三相交流電力は、導線B01〜B03を介してモータ6Dに供給される。ノイズフィルタ装置2Dは、インバータ1Db及びモータ6Dの間において、導線B01〜B03に挿入される。
図1の例では、ノイズフィルタ装置2Dの左側に接続された電源装置1Da及びインバータ1Dbを「第1の電気装置」とも呼び、ノイズフィルタ装置2Dの右側に接続されたモータ6Dを「第2の電気装置」とも呼ぶ。言いかえると、図1の電力システムは、導線B01〜B03を介して互いに接続された第1及び第2の電気装置と、導線B01〜B03に挿入されたノイズフィルタ装置2Dとを備える。
ノイズフィルタ装置2Dは、キャパシタC01〜C06、トランスL3、反転信号発生回路11D、故障検出回路12、及び表示器13を備える。
キャパシタC01〜C03は、導線B01〜B03にそれぞれ接続される。キャパシタC04〜C06もまた、導線B01〜B03にそれぞれ接続される。
トランスL3は、1つの一次巻線と、導線B01〜B03にそれぞれ挿入された3つの二次巻線とを有する。
反転信号発生回路11Dは、キャパシタC01〜C03を介して、導線B01〜B03に流れるコモンモードノイズ信号を表す入力信号Vin1を取得する。反転信号発生回路11Dは、キャパシタC04〜C06を介して、導線B01〜B03に流れるコモンモードノイズ信号を表す入力信号Vin2を取得する。反転信号発生回路11Dは、コモンモードノイズ信号の極性とは逆の極性を有する出力信号Vout1,Vout2(すなわち反転信号)を発生する。反転信号発生回路11Dは、出力信号Vout1,Vout2を、トランスL3の一次巻線の両端に印加し、トランスL3を介して導線B01〜B03にそれぞれ注入する。
反転信号発生回路11Dは、オペアンプ21、基準電圧源22,23、キャパシタC22,C23、トランジスタQ21〜Q24、及び抵抗R21,R22を備える。
図11の故障検出回路12及び表示器13は、図2の故障検出回路12及び表示器13と同様に構成される。
ノイズフィルタ装置2Dは、以上の構成を備えたことにより、導線B01〜B03に流れるコモンモードノイズ信号を低減するアクティブフィルタとして動作する。
第3の実施形態に係るノイズフィルタ装置Dによれば、反転信号発生回路11Dが故障したとき、故障検出回路12がインバータ1Dbにおける能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置(例えばモータ6D)の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
[第4の実施形態]
図12は、第4の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Eを含む電力システムの構成例を模式的に示す回路図である。
ノイズフィルタ装置2Eは、反転信号発生回路11E、故障検出回路12、表示器13、キャパシタC1〜C2,C11〜C12、ノーマルモードチョークコイルL4,L5、トランスL6、及び抵抗R1〜R2,R11〜R12を備える。
反転信号発生回路11Eは、キャパシタC11,C12を介して、導線B1,B2に流れるノーマルモードノイズ信号を検出する。反転信号発生回路11Eは、ノーマルモードノイズ信号の極性とは逆の極性を有する出力信号(すなわち反転信号)を発生する。反転信号発生回路11Eは、出力信号を、トランスL6を介して導線B1,B2にそれぞれ注入する。反転信号発生回路11Eは、オペアンプ21、キャパシタC21、抵抗R21,R22,R26,R27、及びトランスT1,T2を備える。キャパシタC11,C12、反転信号発生回路11E、及びトランスL6は、導線B1,B2に流れるノーマルモードノイズ信号を低減するアクティブフィルタとして動作する。
第4の実施形態に係るノイズフィルタ装置Eによれば、反転信号発生回路11Eが故障したとき、故障検出回路12がノイズ源装置100における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
[第5の実施形態]
図13は、第5の実施形態に係るノイズフィルタ装置2Fを含む電力システムの構成例を模式的に示す回路図である。
ノイズフィルタ装置2Fは、反転信号発生回路11F、故障検出回路12、表示器13、キャパシタC1〜C2、ノーマルモードチョークコイルL4,L5、及び抵抗R1〜R2を備える。
反転信号発生回路11Fは、オペアンプ41,42、キャパシタC41〜C46、ノーマルモードチョークコイルL41、ツェナーダイオードZ41、トランジスタQ41、及び抵抗R41〜R49を備える。オペアンプ41、キャパシタC43、及び抵抗R48,R49は、導線B1に流れるノーマルモードノイズ信号を検出する。オペアンプ42、キャパシタC42、トランジスタQ41、及び抵抗R44,R45は、ノーマルモードノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生する。反転信号は、抵抗R46,R47を介して、導線B1に注入される。図13の例では、反転信号発生回路11Fは、抵抗R48を介して、導線B1に流れるノーマルモードノイズ信号を検出する。
第5の実施形態に係るノイズフィルタ装置Fによれば、反転信号発生回路11Fが故障したとき、故障検出回路12がノイズ源装置100における能動素子を含む回路の動作を停止させることにより、他の装置の誤動作又は故障を生じにくくすることができる。
[まとめ]
本開示の各側面に係るノイズフィルタ装置及び電力システムは、以下のように表現されてもよい。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2は、第1及び第2の電気装置を互いに接続する導線B1,B2に挿入される。ノイズフィルタ装置2は、導線B1,B2に流れるノイズ信号を検出し、ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生して導線B1,B2に注入する反転信号発生回路11と、反転信号発生回路11が正常に動作しているか、それとも故障したかをモニタリングする故障検出回路12とを備える。第1及び第2の電気装置の少なくとも一方は、能動素子を含む回路を備える。故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を第1又は第2の電気装置に送ることにより、能動素子を含む回路の動作を停止させる。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2において、故障検出回路12は、ノイズ信号が入力される反転信号発生回路11の入力電圧をモニタリングし、入力電圧の絶対値が予め決められたしきい値を超えて増大したとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を出力してもよい。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2において、故障検出回路12は、ノイズ信号が入力される反転信号発生回路11の入力電圧をモニタリングし、入力電圧が予め決められた電圧から変化しなくなったとき、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を出力してもよい。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2,2Bにおいて、ノイズフィルタ装置2,2Bは、導線B1,B2に磁気的に結合されたインダクタをさらに備えてもよい。この場合、反転信号発生回路11は、インダクタを介してノイズ信号を検出する。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2A,2C〜2Eにおいて、ノイズフィルタ装置2A,2C〜2Eは、導線B1,B2に接続されたキャパシタC11〜C12,C01〜C06をさらに備えてもよい。この場合、反転信号発生回路11,11D,11Eは、キャパシタC11〜C12,C01〜C06を介してノイズ信号を検出する。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2Fにおいて、ノイズフィルタ装置2Fは、導線B1に接続された抵抗R48をさらに備えてもよい。この場合、反転信号発生回路11Fは、抵抗R48を介してノイズ信号を検出する。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置2において、ノイズフィルタ装置2は表示器13をさらに備えてもよい。この場合、故障検出回路12は、反転信号発生回路11が故障したことを示す信号を表示器13に送ることにより、反転信号発生回路11が故障したことを表示器13に表示させる。
本開示の一側面に係る電力システムは、導線B1,B2を介して互いに接続された第1及び第2の電気装置と、導線B1,B2に挿入されたノイズフィルタ装置2とを備える。
本開示の一側面に係るノイズフィルタ装置は、例えば、交流電力が入力されて2kW程度の大きさの直流電力を出力する電源システムとして動作する電力システムに適用可能である。
1,1Da 電源装置
1Db インバータ
2,2A〜2F ノイズフィルタ装置
3 整流器
4 力率調整器
5 DC/DCコンバータ装置
6 負荷装置
6D モータ
11,11A,11D〜11F 反転信号発生回路
12,12A 故障検出回路
13 表示器
21 オペアンプ
22,23 基準電圧源
31 増幅器
31A オペアンプ
32,34 基準電圧源
33,35 比較器
36 論理和演算器
37 制御回路
41,42 オペアンプ
100,200 ノイズ源装置
B1〜B2,B01〜B03 導線
C0,C01〜C06,C1〜C3,C11〜C14,C21〜C23,C41〜C46 キャパシタ
D1,D2 ダイオード
L1,L2 コモンモードチョークコイル
L3 トランス
L4,L5,L41 ノーマルモードチョークコイル
L6 トランス
Q21〜Q24,Q41 トランジスタ
R0,R1〜R2,R11〜R12,R21〜R27,R31〜R33,R41〜R49 抵抗
T1,T2 トランス
Z41 ツェナーダイオード

Claims (8)

  1. 第1及び第2の電気装置を互いに接続する導線に挿入されるノイズフィルタ装置であって、前記ノイズフィルタ装置は、
    前記導線に流れるノイズ信号を検出し、前記ノイズ信号の極性とは逆の極性を有する反転信号を発生して前記導線に注入する反転信号発生回路と、
    前記反転信号発生回路が正常に動作しているか、それとも故障したかをモニタリングする故障検出回路とを備え、
    前記第1及び第2の電気装置の少なくとも一方は、能動素子を含む回路を備え、
    前記故障検出回路は、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を前記第1又は第2の電気装置に送ることにより、前記能動素子を含む回路の動作を停止させる、
    ノイズフィルタ装置。
  2. 前記故障検出回路は、前記ノイズ信号が入力される前記反転信号発生回路の入力電圧をモニタリングし、前記入力電圧の絶対値が予め決められたしきい値を超えて増大したとき、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を出力する、
    請求項1記載のノイズフィルタ装置。
  3. 前記故障検出回路は、前記ノイズ信号が入力される前記反転信号発生回路の入力電圧をモニタリングし、前記入力電圧が予め決められた電圧から変化しなくなったとき、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を出力する、
    請求項1記載のノイズフィルタ装置。
  4. 前記ノイズフィルタ装置は、前記導線に磁気的に結合されたインダクタをさらに備え、
    前記反転信号発生回路は、前記インダクタを介して前記ノイズ信号を検出する、
    請求項1〜3のうちの1つに記載のノイズフィルタ装置。
  5. 前記ノイズフィルタ装置は、前記導線に接続されたキャパシタをさらに備え、
    前記反転信号発生回路は、前記キャパシタを介して前記ノイズ信号を検出する、
    請求項1〜3のうちの1つに記載のノイズフィルタ装置。
  6. 前記ノイズフィルタ装置は、前記導線に接続された抵抗をさらに備え、
    前記反転信号発生回路は、前記抵抗を介して前記ノイズ信号を検出する、
    請求項1〜3のうちの1つに記載のノイズフィルタ装置。
  7. 前記ノイズフィルタ装置は表示器をさらに備え、
    前記故障検出回路は、前記反転信号発生回路が故障したことを示す信号を前記表示器に送ることにより、前記反転信号発生回路が故障したことを前記表示器に表示させる、
    請求項1〜6のうちの1つに記載のノイズフィルタ装置。
  8. 導線を介して互いに接続された第1及び第2の電気装置と、
    前記導線に挿入された、請求項1〜7のうちの1つに記載のノイズフィルタ装置とを備えた、
    電力システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023140209A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 サンデン株式会社 アクティブフィルタ装置及びそれを備えた電動圧縮機
WO2023140208A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 サンデン株式会社 アクティブフィルタ装置及びそれを備えた電動圧縮機

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024008311A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-11 Abb Schweiz Ag Bidirectional active filter
DE102023200273A1 (de) * 2023-01-13 2024-07-18 Webasto SE Steuervorrichtung zum Betreiben einer Last

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04140910A (ja) * 1990-10-01 1992-05-14 Yoshihide Kanehara 漏洩電流低減ノイズフィルター
JP2003182943A (ja) * 2001-12-14 2003-07-03 Otis Elevator Co ノイズ補償装置付きエレベータ
WO2012026186A1 (ja) * 2010-08-26 2012-03-01 三菱電機株式会社 漏れ電流低減装置
WO2017077939A1 (ja) * 2015-11-06 2017-05-11 国立大学法人北海道大学 電力変換装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695024B1 (en) * 1994-07-01 2003-02-26 Sharp Kabushiki Kaisha Air conditioning device
JP2000262060A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Canon Inc 力率改善型電源装置及びその異常時制御方法
JP2009254188A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Toshiba Elevator Co Ltd 電力変換装置のノイズ低減装置
KR20090005207A (ko) * 2008-11-21 2009-01-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전력 변환 장치
JP5707435B2 (ja) * 2013-02-21 2015-04-30 株式会社日本自動車部品総合研究所 ノイズフィルタ
JP5611420B1 (ja) * 2013-06-26 2014-10-22 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Dc−dcコンバータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04140910A (ja) * 1990-10-01 1992-05-14 Yoshihide Kanehara 漏洩電流低減ノイズフィルター
JP2003182943A (ja) * 2001-12-14 2003-07-03 Otis Elevator Co ノイズ補償装置付きエレベータ
WO2012026186A1 (ja) * 2010-08-26 2012-03-01 三菱電機株式会社 漏れ電流低減装置
WO2017077939A1 (ja) * 2015-11-06 2017-05-11 国立大学法人北海道大学 電力変換装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023140209A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 サンデン株式会社 アクティブフィルタ装置及びそれを備えた電動圧縮機
WO2023140208A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 サンデン株式会社 アクティブフィルタ装置及びそれを備えた電動圧縮機

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