JP2024052240A - Common mode current detector and active noise canceller - Google Patents

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Abstract

【課題】一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
【解決手段】ノイズ検出器31は、第1の磁性材料からなるトロイダルコア41と、第1の磁性材料とは周波数特性が異なる第2の磁性材料からなるトロイダルコア42と、トロイダルコア41及びトロイダルコア42を貫通する主回路配線43と、トロイダルコア41及びトロイダルコア42に巻いてコモンモード電流を検知するための2次巻線44と、を備え、2次巻線44に発生する信号で主回路配線43に流れるコモンモード電流を検出する。
【選択図】図3

The present invention makes it possible to improve compensation performance by improving impedance characteristics and phase characteristics that are insufficient when one type of core is used.
[Solution] The noise detector 31 comprises a toroidal core 41 made of a first magnetic material, a toroidal core 42 made of a second magnetic material having frequency characteristics different from that of the first magnetic material, main circuit wiring 43 passing through the toroidal core 41 and the toroidal core 42, and a secondary winding 44 wound around the toroidal core 41 and the toroidal core 42 for detecting common mode current, and detects the common mode current flowing in the main circuit wiring 43 using a signal generated in the secondary winding 44.
[Selected figure] Figure 3

Description

本開示は、コモンモード電流検出器及びアクティブノイズキャンセラに関する。 This disclosure relates to a common mode current detector and an active noise canceller.

例えば、特許文献1には、交流電源と整流回路と平滑用コンデンサとインバ-タ回路とから成るインバ-タ装置に負荷として電動機を接続し、交流電源と整流回路との間に洩れ電流検出器を接続し、平滑用コンデンサの一端と電動機のケ-スとの間にNPN型の第1のトランジスタを接続し、電動機のケ-スと平滑用コンデンサの他端との間にPNP型の第2のトランジスタを接続し、第1及び第2のトランジスタを洩れ電流検出器の出力で駆動してコモンモ-ドノイズを打ち消すための電流を注入する、電力変換装置のノイズ低減装置が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a noise reduction device for a power conversion device in which an electric motor is connected as a load to an inverter device consisting of an AC power source, a rectifier circuit, a smoothing capacitor, and an inverter circuit, a leakage current detector is connected between the AC power source and the rectifier circuit, a first NPN-type transistor is connected between one end of the smoothing capacitor and the case of the motor, and a second PNP-type transistor is connected between the case of the motor and the other end of the smoothing capacitor, and the first and second transistors are driven by the output of the leakage current detector to inject a current to cancel out common-mode noise.

特許第3044650号公報Japanese Patent No. 3044650

ここで、トロイダルコア(環状コア)ではインピーダンス及び位相に関して磁性材料に起因する周波数特性を有する。このため、一種類のトロイダルコアを検出コアとして用いたコモンモード電流検出器を備えるアクティブノイズキャンセラでは、補償性能が不足する周波数帯域が存在する。 Here, a toroidal core (annular core) has frequency characteristics in terms of impedance and phase that are due to the magnetic material. For this reason, an active noise canceller equipped with a common mode current detector that uses one type of toroidal core as a detection core has a frequency band in which the compensation performance is insufficient.

本開示は、一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にすることを目的とする。 The purpose of this disclosure is to improve compensation performance by improving the impedance and phase characteristics that are lacking when using a single type of core.

本開示のコモンモード電流検出器は、第1の磁性材料からなる第1環状コアと、前記第1の磁性材料とは周波数特性が異なる第2の磁性材料からなる第2環状コアと、前記第1環状コア及び前記第2環状コアを貫通する主回路配線と、前記第1環状コア及び前記第2環状コアに巻いてコモンモード電流を検知するための検知線と、を備え、前記検知線に発生する信号で前記主回路配線に流れるコモンモード電流を検出する。この場合、一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
ここで、前記検知線は、前記第1環状コア及び前記第2環状コアをまとめて巻いたものであるとしてよい。この場合、第1環状コア及び第2環状コアをまとめて巻いたものである構成を採用しない場合に比べて、製造コストが抑制される。
また、前記検知線は、前記第1環状コアのみを巻く部分と前記第2環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されているとしてよい。この場合、第1環状コアのみを巻く部分と第2環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されている構成を採用しない場合に比べ、第1環状コアと第2環状コアの組合せの自由度が向上する。
さらに、前記第1環状コアと前記第2環状コアのインピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよい。この場合、インピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、インピーダンス特性の改善が図られる。
また、前記第1環状コアと前記第2環状コアの位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよい。この場合、位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、位相特性の改善が図られる。
さらにまた、前記第1の磁性材料がMn-Znフェライトから成り、前記第2の磁性材料がNi-Znフェライトから成るとしてよい。この場合、Mn-ZnフェライトとNi-Znフェライトの組合せを採用しない場合に比べ、製造コストの上昇が抑制される。
The common mode current detector of the present disclosure includes a first annular core made of a first magnetic material, a second annular core made of a second magnetic material having a frequency characteristic different from that of the first magnetic material, a main circuit wiring passing through the first annular core and the second annular core, and a detection wire wound around the first annular core and the second annular core for detecting a common mode current, and detects the common mode current flowing through the main circuit wiring by a signal generated in the detection wire. In this case, it is possible to improve compensation performance by improving impedance characteristics and phase characteristics that are insufficient when one type of core is used.
Here, the detection wire may be formed by winding the first annular core and the second annular core together. In this case, manufacturing costs are reduced compared to a case in which the first annular core and the second annular core are not wound together.
In addition, the detection wire may have a portion wound around only the first annular core and a portion wound around only the second annular core connected in series, which increases the degree of freedom in combination of the first and second annular cores compared to a case where the portion wound around only the first and second annular cores and the portion wound around only the second annular core are not connected in series.
Furthermore, the impedance frequency characteristics of the first annular core and the second annular core may cross over between 9 kHz and 30 MHz, which improves the impedance characteristics compared to a case where the impedance frequency characteristics do not cross over between 9 kHz and 30 MHz.
The frequency characteristics of the phases of the first and second annular cores may cross over between 9 kHz and 30 MHz, which improves the phase characteristics compared to a case where the frequency characteristics of the phases do not cross over between 9 kHz and 30 MHz.
Furthermore, the first magnetic material may be made of Mn-Zn ferrite, and the second magnetic material may be made of Ni-Zn ferrite, in which case the increase in manufacturing cost is suppressed compared to a case where the combination of Mn-Zn ferrite and Ni-Zn ferrite is not used.

他の観点から捉えると、本開示のアクティブノイズキャンセラは、第1の磁性材料からなる第1環状コアと、前記第1の磁性材料とは周波数特性が異なる第2の磁性材料からなる第2環状コアと、前記第1環状コア及び前記第2環状コアを貫通する主回路配線と、前記第1環状コア及び第2環状コアに巻いてコモンモード電流を検知するための検知線と、を備え、前記検知線に発生する信号で前記主回路配線に流れるコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出器を備える。この場合、一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
かかるアクティブノイズキャンセラでは、前記検知線は、前記第1環状コア及び前記第2環状コアをまとめて巻いたものであるとしてよく、前記第1環状コアのみを巻く部分と前記第2環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されているとしてよく、前記第1環状コアと前記第2環状コアのインピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよく、前記第1環状コアと前記第2環状コアの位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよく、前記第1の磁性材料がMn-Znフェライトから成り、前記第2の磁性材料がNi-Znフェライトから成るとしてよい。
From another viewpoint, the active noise canceller of the present disclosure includes a first annular core made of a first magnetic material, a second annular core made of a second magnetic material having a frequency characteristic different from that of the first magnetic material, a main circuit wiring passing through the first annular core and the second annular core, and a detection wire wound around the first annular core and the second annular core for detecting a common mode current, and includes a common mode current detector for detecting the common mode current flowing through the main circuit wiring by a signal generated in the detection wire. In this case, it is possible to improve the compensation performance by improving the impedance characteristics and phase characteristics that are insufficient when one type of core is used.
In such an active noise canceller, the detection wire may be formed by winding the first annular core and the second annular core together, a portion wound only around the first annular core and a portion wound only around the second annular core may be connected in series, the impedance frequency characteristics of the first annular core and the second annular core may intersect between 9 kHz and 30 MHz, the phase frequency characteristics of the first annular core and the second annular core may intersect between 9 kHz and 30 MHz, the first magnetic material may be made of Mn-Zn ferrite, and the second magnetic material may be made of Ni-Zn ferrite.

本実施の形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。1 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion system according to an embodiment of the present invention; 材料が異なるトロイダルコアのインピーダンス特性を示すグラフであり、縦軸がインピーダンス(Ω)、横軸が周波数(Hz)である。1 is a graph showing impedance characteristics of toroidal cores made of different materials, where the vertical axis represents impedance (Ω) and the horizontal axis represents frequency (Hz). 第1の実施の形態に係るアクティブノイズキャンセラの構成を説明する図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an active noise canceller according to a first embodiment. FIG. 異なる2つのコア材の単独及び組合せについての周波数特性を示すグラフであり、(a)は縦軸がインピーダンス(Ω)であり、インピーダンス特性を示し、(b)は縦軸が位相(deg)であり、位相特性を示す。1 is a graph showing frequency characteristics for two different core materials alone and in combination, in which (a) shows impedance characteristics with the vertical axis being impedance (Ω), and (b) shows phase characteristics with the vertical axis being phase (deg). アクティブノイズキャンセラがコモンモード電流を検出してキャンセル信号を流す簡単化した回路を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a simplified circuit in which an active noise canceller detects a common mode current and outputs a cancellation signal. 図5の回路図におけるIaに電流を流した時のAM1とAM2のシミュレーション結果を示すグラフであり、(a)は100kHzの場合、(b)は1MHzの場合を示す。6 is a graph showing the simulation results of AM1 and AM2 when a current flows through Ia in the circuit diagram of FIG. 5, where (a) shows the case of 100 kHz and (b) shows the case of 1 MHz. シミュレーションに用いた検出コアのインピーダンスと位相の周波数特性を示すグラフである。11 is a graph showing frequency characteristics of impedance and phase of a detection core used in a simulation. トロイダルコアについての周波数特性を示すグラフであり、(a)の縦軸がインピーダンス(Ω)であり、(b)の縦軸が位相(deg)であり、横軸はいずれも周波数(Hz)である。1 is a graph showing frequency characteristics of a toroidal core, in which the vertical axis of (a) is impedance (Ω), the vertical axis of (b) is phase (deg), and the horizontal axis of both is frequency (Hz). トロイダルコアとしてMn-ZnフェライトとNi-Znフェライトを用いた場合の周波数特性を示すグラフであり、(a)の縦軸がインピーダンス(Ω)であり、(b)の縦軸が位相(deg)であり、横軸はいずれも周波数(Hz)である。1 is a graph showing frequency characteristics when Mn-Zn ferrite and Ni-Zn ferrite are used as a toroidal core, in which the vertical axis of (a) is impedance (Ω), the vertical axis of (b) is phase (deg), and the horizontal axis of both is frequency (Hz). 第2の実施の形態に係るノイズ検出部の構成を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a noise detection unit according to a second embodiment.

以下、添付図面を参照して実施の形態について詳細に説明する。
[電力変換システム1]
図1は、本実施の形態における電力変換システム1の回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム1は、交流電源100と、モータ200と、電力変換装置300とを含む。
Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[Power conversion system 1]
1 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion system 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the power conversion system 1 includes an AC power supply 100, a motor 200, and a power conversion device 300.

交流電源100は、例えば、三相3線式の商用の交流電源であり、電力変換装置300に交流を供給する。ここでは、第一相から第三相を、R相、S相、T相と表記する。また、R相、S相及びT相を供給する電力ラインを、R相、S相、T相の電力ラインと表記する。相を区別しない場合は電力ラインと表記する。尚、以下では、三相3線式交流を用いる場合について説明するが、三相4線式や単相交流を用いる場合であっても同様の考え方で構成できる。 The AC power source 100 is, for example, a three-phase, three-wire commercial AC power source, and supplies AC to the power conversion device 300. Here, the first to third phases are referred to as the R phase, S phase, and T phase. The power lines supplying the R phase, S phase, and T phase are referred to as the R phase, S phase, and T phase power lines. When no distinction is made between phases, they are referred to as power lines. Note that, although the following describes a case where a three-phase, three-wire AC power source is used, a similar concept can be used when a three-phase, four-wire AC power source or a single-phase AC power source is used.

モータ200は、電力変換装置300に接続され、負荷として三相交流で制御されるモータである。モータ200は、例えば、DCブラシレスモータであってよい。或いは、モータ200は、他の三相交流モータであってもよい。 The motor 200 is connected to the power conversion device 300 and is controlled as a load by three-phase AC. The motor 200 may be, for example, a DC brushless motor. Alternatively, the motor 200 may be another three-phase AC motor.

電力変換装置300は、電源端子台10と、インバータ基板20と、ノイズ低減回路30とを含む。 The power conversion device 300 includes a power terminal block 10, an inverter board 20, and a noise reduction circuit 30.

電源端子台10は、交流電源100から交流を入力するための配線を接続する部分である。電源端子台10は、図示しないR相入力端子、S相入力端子及びT相入力端子を備える。また、電源端子台10は、図中、電源端子台10から離れた位置に示しているが外部アース線が接続されるアース端子E0も備えている場合もある。 The power supply terminal block 10 is a part that connects wiring for inputting AC from the AC power supply 100. The power supply terminal block 10 has an R-phase input terminal, an S-phase input terminal, and a T-phase input terminal, which are not shown. The power supply terminal block 10 may also have an earth terminal E0 to which an external earth wire is connected, although this is shown in the figure at a position away from the power supply terminal block 10.

インバータ基板20は、整流部21と、平滑コンデンサ22と、インバータ部23と、を備える。インバータ基板20において、交流電源100側から整流部21、平滑コンデンサ22、インバータ部23の順に接続されている。そして、インバータ部23がモータ200に接続されている。 The inverter board 20 includes a rectifier unit 21, a smoothing capacitor 22, and an inverter unit 23. On the inverter board 20, the rectifier unit 21, the smoothing capacitor 22, and the inverter unit 23 are connected in this order from the AC power supply 100 side. The inverter unit 23 is then connected to the motor 200.

整流部21は、交流電源100から供給される交流を整流し、平滑コンデンサ22が直流にする。インバータ部23は、整流部21から出力された直流を三相交流に変換して、モータ200に供給する。平滑コンデンサ22の両端子間の直流電圧がDCリンク電圧である。インバータ部23は、図示しないが、スイッチング素子を備える。スイッチング素子としては、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor))等を用いるとよい。 The rectifier 21 rectifies the AC supplied from the AC power source 100, and the smoothing capacitor 22 converts it to DC. The inverter 23 converts the DC output from the rectifier 21 into three-phase AC and supplies it to the motor 200. The DC voltage between both terminals of the smoothing capacitor 22 is the DC link voltage. The inverter 23 includes a switching element (not shown). For example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) may be used as the switching element.

ノイズ低減回路30は、ノイズ検出部31と補償回路部35とを備えるコモンモードノイズ低減回路と、ノイズフィルタ32とを備える。コモンモードノイズ低減回路は、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路であって、アクティブノイズキャンセラ50(図3参照)を構成するものである。 The noise reduction circuit 30 includes a common mode noise reduction circuit having a noise detection unit 31 and a compensation circuit unit 35, and a noise filter 32. The common mode noise reduction circuit is an active type common mode noise reduction circuit that detects common mode noise and suppresses it through feedback, and constitutes an active noise canceller 50 (see FIG. 3).

ノイズ検出部31は、コモンモードノイズ電流を検出する。ノイズ検出部31の一例として検出コアがある。検出コアは、トロイダルコアに電源ラインがコイル状に巻き回されていてもよい。トロイダルコアは、例えば、断面が円形の円環状(ドーナツ形状)のフェライト等の磁性体で構成されている。トロイダルコアは鉄心と呼ばれることがある。尚、トロイダルコアは、円環状でなくともよく、四角形、三角形等の多角形の枠状であってもよい。また、断面形状も四角形、三角形等の形状であってもよい。 The noise detection unit 31 detects a common mode noise current. An example of the noise detection unit 31 is a detection core. The detection core may be a toroidal core with a power line wound in a coil shape around it. The toroidal core is made of a magnetic material such as ferrite, for example, with a circular cross section (donut shape). The toroidal core is sometimes called an iron core. Note that the toroidal core does not have to be circular, and may be a polygonal frame shape such as a square or triangle. The cross-sectional shape may also be a square, triangle, etc.

ここでは、電源ラインのトロコイダルコアに巻き回されたコイル状の部分をコイル(巻線)L1r、L1s、L1t、L1aとして説明する。これらのコイルL1r、L1s、L1tは、電力ラインの一部を構成する導線(ワイヤ)である。
ここで、コイルとは、インダクタを構成するように螺旋(ループ)状に巻かれた導線をいう。なお、電源ラインがトロコイダルコアを貫通するだけの導線であってもよい。
ノイズ検出部31は、コモンモード電流検出器の一例である。
Here, the coil-shaped portions of the power line wound around the trochoidal core are referred to as coils (windings) L1r, L1s, L1t, and L1a. These coils L1r, L1s, and L1t are conductors (wires) that form part of the power line.
Here, the coil refers to a conductor wound in a spiral (loop) shape to form an inductor. Note that the power supply line may simply be a conductor passing through a trochoidal core.
The noise detection unit 31 is an example of a common mode current detector.

トロコイダルコアには、検出用のコイルL1aが、電源ラインのコイルL1r、L1s、L1tに隣接するように巻き回されている。すなわち、電源ラインのコイルL1r、L1s、L1tとコイルL1aとは、磁気的に結合(磁気結合)するように設けられている。
尚、電源ラインL1r、L1s、L1tは、図1に“・”で示す極性になるように巻き回されている。すなわち、電源ラインL1r、L1s、L1tに例えば図の右方向に電流が流れた場合に、コイルL1r、L1s、L1t、L1aに図の左方向に電流が流れるように、コイルL1aは巻き回されている。よって、上記の“・”で示す極性とは、電流が流れ込む向きに従った極性である。
The detection coil L1a is wound around the trochoidal core so as to be adjacent to the power line coils L1r, L1s, and L1t. That is, the power line coils L1r, L1s, and L1t and the coil L1a are arranged to be magnetically coupled (magnetically coupled).
The power supply lines L1r, L1s, and L1t are wound so as to have the polarity shown by "." In other words, when a current flows through the power supply lines L1r, L1s, and L1t, for example, in the right direction in the figure, the coil L1a is wound so that a current flows through the coils L1r, L1s, L1t, and L1a in the left direction in the figure. Therefore, the polarity shown by the above "." is the polarity according to the direction in which the current flows.

コモンモードノイズ電流は、インバータ部23のスイッチング素子のスイッチングにより、モータ200等の浮遊容量を介して、接地に対して漏れた高周波の電流である。よって、コモンモードノイズ電流は、R相、S相、T相の電力ラインと接地(アース)との間で流れる。 The common mode noise current is a high-frequency current that leaks to the ground through the floating capacitance of the motor 200, etc., due to the switching of the switching elements of the inverter unit 23. Therefore, the common mode noise current flows between the R-phase, S-phase, and T-phase power lines and the ground (earth).

コモンモードノイズ電流が電源ラインL1r、L1s、L1tに流れると、トロイダルコアを介してコイルL1aにコモンモードノイズ電流に比例した電流を誘起する。この場合、電源ラインL1r、L1s、L1tとコイルL1aとは、電流トランスとして機能し、コモンモードノイズ電流を検出する検出トランスを構成する。 When a common mode noise current flows through the power supply lines L1r, L1s, and L1t, a current proportional to the common mode noise current is induced in the coil L1a via the toroidal core. In this case, the power supply lines L1r, L1s, and L1t and the coil L1a function as a current transformer and form a detection transformer that detects the common mode noise current.

また、ノイズ検出部31は、ベース抵抗Rbを備える。ベース抵抗Rbは、補償回路部35に流れるベース電流を制限するための抵抗である。ここでは、検出コアの接続部からベース抵抗Rbの間に接続される回路を検出回路とする。 The noise detection unit 31 also includes a base resistor Rb. The base resistor Rb is a resistor for limiting the base current flowing through the compensation circuit unit 35. Here, the circuit connected between the connection part of the detection core and the base resistor Rb is the detection circuit.

補償回路部35は、第1のトランジスタTr1と、第2のトランジスタTr2と、第1のダイオ-ドD1と、第2のダイオ-ドD2と、出力コンデンサCoとを備える。 The compensation circuit section 35 includes a first transistor Tr1, a second transistor Tr2, a first diode D1, a second diode D2, and an output capacitor Co.

第1のトランジスタTr1はPNP型であり、第2のトランジスタTr2はNPN型であり、第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2は互いに逆の極性を有する。第1のトランジスタTr1と第2のトランジスタTr2は、直列接続されている。つまり、第1のトランジスタTr1のエミッタと第2のトランジスタTr2のエミッタとが接続されている。
第1のトランジスタTr1のコレクタと第2のトランジスタTr2のコレクタとの間にDCリンク電圧Vが印加される。
The first transistor Tr1 is a PNP type, and the second transistor Tr2 is an NPN type, and the first and second transistors Tr1 and Tr2 have opposite polarities to each other. The first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are connected in series. That is, the emitter of the first transistor Tr1 and the emitter of the second transistor Tr2 are connected.
A DC link voltage V is applied between the collector of the first transistor Tr1 and the collector of the second transistor Tr2.

第1のトランジスタTr1は、DCリンク電圧Vの一端(マイナス側)と出力コンデンサCoとの間に接続されている。第2のトランジスタTr2は、DCリンク電圧Vの他端(プラス側)と出力コンデンサCoとの間に接続されている。第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2のベ-ス(制御端子)はコイルL1aの一方の出力ラインに接続され、第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2の相互接続点はコイルL1aの他方の出力ラインに接続されている。これにより、第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2は互いに逆に動作する。 The first transistor Tr1 is connected between one end (negative side) of the DC link voltage V and the output capacitor Co. The second transistor Tr2 is connected between the other end (positive side) of the DC link voltage V and the output capacitor Co. The bases (control terminals) of the first and second transistors Tr1, Tr2 are connected to one output line of the coil L1a, and the interconnection point of the first and second transistors Tr1, Tr2 is connected to the other output line of the coil L1a. This causes the first and second transistors Tr1, Tr2 to operate inversely to each other.

第1及び第2のダイオ-ドD1、D2は、第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2を保護するためにこれ等に逆並列に接続されている。尚、第1及び第2のダイオ-ドD1、D2は、設けられていなくてもよい。ここでは、補償回路部35の電源は、整流部21のDCリンクから供給されているとしたが、整流部21以外に電源を設けて供給してもよい。 The first and second diodes D1 and D2 are connected in anti-parallel to the first and second transistors Tr1 and Tr2 to protect them. The first and second diodes D1 and D2 do not have to be provided. Here, the power supply for the compensation circuit unit 35 is supplied from the DC link of the rectifier unit 21, but it is also possible to provide a power supply other than the rectifier unit 21.

出力コンデンサCoは、一端は第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償経路接続端子を介して筐体のアース端子E1に接続されている。 One end of the output capacitor Co is connected to the connection point on the emitter side of the first and second transistors Tr1 and Tr2, and the other end is connected to the earth terminal E1 of the housing via the compensation path connection terminal.

ノイズフィルタ32は、電源ラインのそれぞれに直列に接続されたコイルと、電源ラインのそれぞれと筐体のアース端子E2に接続されたコンデンサCyで構成されている。これにより、高周波ノイズを除去するフィルタが構成されている。なお、電力変換装置300は、ノイズフィルタ32を備えなくてもよい。 The noise filter 32 is composed of coils connected in series to each of the power lines, and a capacitor Cy connected to each of the power lines and the earth terminal E2 of the housing. This forms a filter that removes high-frequency noise. Note that the power conversion device 300 does not necessarily have to include the noise filter 32.

尚、ここでは、補償回路部35として、トランジスタを含むものを用いたが、トランジスタに限らず、オペアンプを含むものを用いてもよい。
また、出力コンデンサCoが存在しない形態や、出力コンデンサCoに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサCoが電力ラインに接続され、直流電源部33が直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。
In this embodiment, the compensation circuit unit 35 includes a transistor. However, the compensation circuit unit 35 is not limited to a transistor, and may include an operational amplifier.
Also, a configuration may be adopted in which the output capacitor Co is not present, or a configuration may be adopted in which, in addition to the output capacitor Co, a resistor is connected directly to the output capacitor Co. Alternatively, a configuration may be adopted in which the output capacitor Co is connected to a power line, and the DC power supply unit 33 is connected to earth directly or via a coupling capacitor.

ここで、本実施の形態における電力変換システム1の動作を説明する。 Here, we will explain the operation of the power conversion system 1 in this embodiment.

商用の交流電源100は、電源端子台10を介して、交流電圧をインバータ基板20に供給する。インバータ基板20において、整流部21は、交流電源100から供給された交流電流を直流に整流する。インバータ部23は、スイッチング素子のオンオフの制御により、モータ200に対して交流電圧を供給する。 A commercial AC power source 100 supplies AC voltage to the inverter board 20 via the power terminal block 10. In the inverter board 20, the rectifier 21 rectifies the AC current supplied from the AC power source 100 to DC. The inverter 23 supplies AC voltage to the motor 200 by controlling the on/off of the switching elements.

その際、インバータ部23からパルス的に電圧が印加される毎に、図示するように、モータ200からコモンモードノイズ電流Icが流れる。ノイズ検出部31はインバータ基板20に入力する電力ラインにおいてコモンモードノイズ電流を検出し、補償回路部35の第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2を駆動する。ノイズ検出部31による検出電流が第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2のベ-スに流入すると、これが第1及び第2のトランジスタTr1、Tr2で増幅される。 At that time, each time a pulsed voltage is applied from the inverter unit 23, a common mode noise current Ic flows from the motor 200 as shown in the figure. The noise detection unit 31 detects the common mode noise current in the power line input to the inverter board 20, and drives the first and second transistors Tr1, Tr2 of the compensation circuit unit 35. When the detected current by the noise detection unit 31 flows into the bases of the first and second transistors Tr1, Tr2, it is amplified by the first and second transistors Tr1, Tr2.

第1のトランジスタTr1がオンの時(正のコモンモードノイズ電流Icが発生した時)には、補償電流Ioは、DCリンク電圧Vから供給され、プラス側端子から、整流部21、ノイズ検出部31、ノイズフィルタ32、交流電源100、出力コンデンサCo、第1のトランジスタTr1を経由してマイナス側端子へと繋がる電流経路(補償経路)を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ic、補償電流Io及び補償後のコモンモードノイズ電流Igは、図の矢印の方向に流れる。そして、補償電流Ioは、モータ200からのコモンモードノイズ電流Icからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Icを低減する。言い換えれば、補償電流Ioは、コモンモードノイズ電流Icを補償する。 When the first transistor Tr1 is on (when a positive common-mode noise current Ic is generated), the compensation current Io is supplied from the DC link voltage V and flows through a current path (compensation path) that connects from the positive terminal to the negative terminal via the rectifier 21, the noise detector 31, the noise filter 32, the AC power supply 100, the output capacitor Co, and the first transistor Tr1. In this case, the common-mode noise current Ic, the compensation current Io, and the compensated common-mode noise current Ig flow in the direction of the arrows in the figure. The compensation current Io is subtracted from the common-mode noise current Ic from the motor 200 to reduce the common-mode noise current Ic. In other words, the compensation current Io compensates for the common-mode noise current Ic.

第2のトランジスタTr2がオンの時(負のコモンモードノイズ電流Icが発生した時)には、補償電流Ioは、DCリンク電圧Vから供給され、プラス側端子から、第2のトランジスタTr2、出力コンデンサCo、交流電源100、ノイズフィルタ32、ノイズ検出部31、整流部21を経由してマイナス側端子へと繋がる電流経路(補償経路)を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ic、補償電流Io及び補償後のコモンモードノイズ電流Igは、図の矢印とは逆の方向に流れる。そして、負の補償電流Ioは、モータ200からの負のコモンモードノイズ電流Icからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Icを低減する。言い換えれば、補償電流Ioは、コモンモードノイズ電流Icを補償する。 When the second transistor Tr2 is on (when a negative common mode noise current Ic is generated), the compensation current Io is supplied from the DC link voltage V and flows through a current path (compensation path) that connects from the positive terminal to the negative terminal via the second transistor Tr2, the output capacitor Co, the AC power supply 100, the noise filter 32, the noise detection unit 31, and the rectification unit 21. In this case, the common mode noise current Ic, the compensation current Io, and the compensated common mode noise current Ig flow in the direction opposite to the arrows in the figure. The negative compensation current Io is subtracted from the negative common mode noise current Ic from the motor 200, thereby reducing the common mode noise current Ic. In other words, the compensation current Io compensates for the common mode noise current Ic.

以上説明したように、第1のトランジスタTr1がオンの場合及び第2のトランジスタTr2がオンの場合の何れにおいても、交流電源100には、補償後のコモンモードノイズ電流Igが流れる。 As described above, whether the first transistor Tr1 is on or the second transistor Tr2 is on, the compensated common-mode noise current Ig flows through the AC power supply 100.

ここで、検出コアとしてのトロイダルコアは、通常、線路のインピーダンスを大きくし、ノイズを流れにくくするために挿入する。そのインピーダンスは材料、形状に応じて周波数特性を持っている。
図2は、材料が異なるトロイダルコアのインピーダンス特性(各1ターン)を示すグラフであり、縦軸がインピーダンス(Ω)、横軸が周波数(Hz)である。
図2では、コア材1~コア材6について縦方向に0.1~1000Ω、横方向に9kHz~100MHzの範囲を示している。コア材1~コア材6においてインピーダンスの周波数特性は様々で、低減したいノイズの帯域に合わせて、例としてコア材1~6の中から選択して使用する。
Here, a toroidal core as a detection core is usually inserted to increase the impedance of the line and make it difficult for noise to flow. The impedance has frequency characteristics according to the material and shape.
FIG. 2 is a graph showing the impedance characteristics (one turn each) of toroidal cores made of different materials, with the vertical axis representing impedance (Ω) and the horizontal axis representing frequency (Hz).
2, the range of 0.1 to 1000 Ω is shown vertically and the range of 9 kHz to 100 MHz is shown horizontally for core materials 1 to 6. The impedance frequency characteristics vary among core materials 1 to 6, and one is selected from core materials 1 to 6 according to the band of noise to be reduced, for example.

[第1の実施の形態]
図3は、第1の実施の形態に係るアクティブノイズキャンセラ50の構成を説明する図である。
同図に示すアクティブノイズキャンセラ50は、ノイズ検出部31及び補償回路部35(図1参照)を含む。
[First embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the active noise canceller 50 according to the first embodiment.
The active noise canceller 50 shown in the figure includes a noise detection section 31 and a compensation circuit section 35 (see FIG. 1).

ノイズ検出部31は、周波数特性が互いに異なる環状のトロイダルコア41、42の組合せを備えている。トロイダルコア41、42には、上述の電源ラインL1r、L1s、L1t(図1参照)を含む主回路配線43が貫通している。上述のコイルL1a(同図参照)を含む2次巻線44は、トロイダルコア41、42に巻かれており、その電圧が検出信号として用いられる。2次巻線44は補償回路部35に接続される。 The noise detection unit 31 is equipped with a combination of annular toroidal cores 41, 42 with different frequency characteristics. The main circuit wiring 43 including the above-mentioned power supply lines L1r, L1s, L1t (see FIG. 1) passes through the toroidal cores 41, 42. The secondary winding 44 including the above-mentioned coil L1a (see FIG. 1) is wound around the toroidal cores 41, 42, and the voltage is used as a detection signal. The secondary winding 44 is connected to the compensation circuit unit 35.

図3に示す第1の実施の形態では、2次巻線44はトロイダルコア41、42を合わせて巻いている形態であり、2次巻線44をトロイダルコア41、42にまとめて巻いている。これにより、2次巻線44を巻く作業が効率的になり、製造コストを抑制することができる。 In the first embodiment shown in FIG. 3, the secondary winding 44 is wound around the toroidal cores 41 and 42 together, and the secondary winding 44 is wound around the toroidal cores 41 and 42 together. This makes the winding of the secondary winding 44 more efficient and reduces manufacturing costs.

第1の実施の形態では、2つのトロイダルコア41、42の組合せを説明したが、これに限られず、3つ又はそれ以上の組合せを用いてもよい。また、トロイダルコア41、42の組合せは、ボビンに実装されるなど外観上コアが1つに見えるものでもよく、また、トロイダルコア41、42同士が互いに接着されている構成であってもよい。 In the first embodiment, a combination of two toroidal cores 41, 42 has been described, but this is not limiting, and a combination of three or more may be used. In addition, the combination of the toroidal cores 41, 42 may be such that the cores appear as one from the outside, for example by being mounted on a bobbin, or the toroidal cores 41, 42 may be configured to be bonded to each other.

主回路配線43は主回路配線の一例である。かかる主回路配線43は、上述したように、トロイダルコア41、42を貫通するものであるが、主回路配線43が直線状の場合のほか、2次巻線44のように、トロイダルコア41、42に巻かれる構成でもよい。
2次巻線44は検知線の一例である。トロイダルコア41は、第1環状コアの一例であり、トロイダルコア42は、第2環状コアの一例である。
The main circuit wiring 43 is an example of the main circuit wiring. As described above, the main circuit wiring 43 passes through the toroidal cores 41 and 42. The main circuit wiring 43 may be linear or may be wound around the toroidal cores 41 and 42 like the secondary winding 44.
The secondary winding 44 is an example of a detection wire. The toroidal core 41 is an example of a first annular core, and the toroidal core 42 is an example of a second annular core.

ここで、トロイダルコア41、42の組合せで使用した場合の周波数特性について説明する。その一例として、図2に示すコア材1~6のうちコア材1とコア材4を組み合わせた場合を説明する。
図4は、異なる2つのコア材1とコア材4の単独及び組合せについての周波数特性を示すグラフであり、(a)は縦軸がインピーダンス(Ω)であり、インピーダンスの周波数特性を示し、(b)は縦軸が位相(deg)であり、位相の周波数特性を示す。図4(a)、(b)の横軸はいずれも周波数(Hz)である。グラフ中の実線はコア材1、点線はコア材4、破線はコア材1、4を組み合わせた場合の合成である。(a)、(b)に示す周波数の範囲は9kHz~100MHzである。
フェライトコア等のトロイダルコアを用いた電流検出器では、インピーダンス、位相に関して磁性材料に起因する周波数特性を持っている。
Here, a description will be given of frequency characteristics when the toroidal cores 41 and 42 are used in combination. As an example, a description will be given of a combination of core material 1 and core material 4 among core materials 1 to 6 shown in FIG.
Fig. 4 is a graph showing frequency characteristics of two different core materials 1 and 4, individually and in combination. In (a), the vertical axis is impedance (Ω) and shows the frequency characteristics of impedance, and in (b), the vertical axis is phase (deg) and shows the frequency characteristics of phase. The horizontal axis in both Figs. 4(a) and (b) is frequency (Hz). In the graph, the solid line is core material 1, the dotted line is core material 4, and the dashed line is a composite of core materials 1 and 4 combined. The frequency range shown in (a) and (b) is 9 kHz to 100 MHz.
A current detector using a toroidal core such as a ferrite core has frequency characteristics in terms of impedance and phase that are attributable to the magnetic material.

検出器としては、インピーダンスは高い方が有利であり、位相は0度に近い方が有利である。しかしながら、150kHz~30MHzの周波数帯域で補償性能が不足する帯域がある。
図4(a)、(b)に示すように、実線で示すコア材1では、300kHz以下の周波数帯域でインピーダンスが低く、位相は0度から離れている。また、点線で示すコア材4の場合、300kHz以上の周波数帯域ではインピーダンスは低く、8MHz付近で位相が0度から離れてしまう。
トロイダルコア41、42をコア材1とコア材4の組合せにする場合、その合成の結果は、(a)の破線で示すように、広い周波数帯域で高いインピーダンスを得ることができる。
As a detector, it is advantageous to have a high impedance and a phase close to 0 degrees. However, there are some frequency bands in the range of 150 kHz to 30 MHz where the compensation performance is insufficient.
4A and 4B, in the case of core material 1 shown by the solid line, the impedance is low in the frequency band below 300 kHz, and the phase is far from 0 degrees. In the case of core material 4 shown by the dotted line, the impedance is low in the frequency band above 300 kHz, and the phase is far from 0 degrees around 8 MHz.
When the toroidal cores 41 and 42 are a combination of the core material 1 and the core material 4, the combined result is that a high impedance can be obtained over a wide frequency band, as shown by the dashed line in (a).

また、コア材1では、100kHz付近で90°位相がずれているものの、コア材4と直列で用いることで、合成の結果が(b)の破線で示す位相の特性となり、高域の位相0°付近を維持しつつ、低域の位相を0°に近づけることが可能である。
このように、コア材1、4の組合せで用いると、図4(a)、(b)に破線で示すように、広い帯域で検出のゲインが上がり、位相ずれが小さくなり、アクティブノイズキャンセラの補償性能が改善される。
In addition, although core material 1 has a phase shift of 90° around 100 kHz, by using it in series with core material 4, the combined result has the phase characteristics shown by the dashed line in (b), making it possible to bring the phase in the low range closer to 0° while maintaining the phase in the high range near 0°.
In this way, when the core materials 1 and 4 are used in combination, as shown by the dashed lines in Figures 4(a) and 4(b), the detection gain increases over a wide band, the phase shift decreases, and the compensation performance of the active noise canceller is improved.

ここで、トロイダルコア41、42の位相のキャンセラの性能への影響を説明する。
図5は、アクティブノイズキャンセラ50がコモンモード電流を検出してキャンセル信号を流す簡単化した回路を示す回路図である。図6は、図5の回路図におけるIaに電流を流した時のAM1とAM2のシミュレーション結果を示すグラフであり、図6(a)は、100kHzの場合、(b)は1MHzの場合を示す。図7は、シミュレーションに用いた検出コアのインピーダンスと位相の周波数特性を示すグラフである。
Here, the influence of the phase of the toroidal cores 41 and 42 on the performance of the canceller will be described.
Fig. 5 is a simplified circuit diagram showing an active noise canceller 50 detecting a common mode current and sending a cancellation signal. Fig. 6 is a graph showing the simulation results of AM1 and AM2 when a current flows through Ia in the circuit diagram of Fig. 5, where Fig. 6(a) shows the case of 100 kHz and Fig. 6(b) shows the case of 1 MHz. Fig. 7 is a graph showing the frequency characteristics of the impedance and phase of the detection core used in the simulation.

図5に示す回路において、図6(a)、(b)に示すように、検出コアの位相によって、検出した電流に対する補償電流の位相ずれが発生する。図6(a)と(b)との対比により明らかなように、位相ずれは、100kHzよりも1MHzの方が小さい。コアの特性に依存するものである。 In the circuit shown in Figure 5, as shown in Figures 6(a) and (b), a phase shift occurs in the compensation current relative to the detected current depending on the phase of the detection core. As is clear from a comparison of Figures 6(a) and (b), the phase shift is smaller at 1 MHz than at 100 kHz. This depends on the characteristics of the core.

また、図7に示すように、周波数が100kHzでは、位相差が80度である一方で、周波数が1MHzでは-5度の位相差であり、ほとんど位相ずれがない。インピーダンスの周波数特性からわかるように、周波数が高くなるほど位相が0度に近づく。 Also, as shown in Figure 7, at a frequency of 100 kHz, the phase difference is 80 degrees, while at a frequency of 1 MHz, the phase difference is -5 degrees, meaning there is almost no phase shift. As can be seen from the frequency characteristics of the impedance, the higher the frequency, the closer the phase approaches 0 degrees.

なお、検出コアを理想Lとしたときの各部波形をシミュレーションしたところ、図5に示すIaとVBinの間に90度位相がずれる。よって、コアは、理想Lでないことがよい。コアの位相特性が0度であればIaとVBinの間の位相ずれはなくなり、IoはVBinと同位相の電流になるため、IaとIoの位相が合う。 When simulating the waveforms of each part when the detection core is set to ideal L, there is a 90 degree phase shift between Ia and VBin shown in Figure 5. Therefore, it is better for the core not to be ideal L. If the phase characteristic of the core is 0 degrees, there will be no phase shift between Ia and VBin, and Io will be a current with the same phase as VBin, so the phases of Ia and Io will match.

図8は、トロイダルコア41、42についての周波数特性を示すグラフであり、(a)は縦軸がインピーダンス(Ω)であり、インピーダンス特性を示し、(b)は縦軸が位相(deg)であり、位相特性を示す。図8(a)、(b)の横軸はいずれも周波数(Hz)である。なお、実線で示すトロイダルコア41は、コア材4(図2参照)であり、点線で示すトロイダルコア42は、コア材2(同図参照)である。
図8(a)に示すように、トロイダルコア41とトロイダルコア42のインピーダンスの周波数特性は、9kHz~30MHzの間の位置60aで交差し、また、同図(b)に示すように、位相の周波数特性も9kHz~30MHzの間の位置60bで交差する。かかる位置60a、60bは、EMI対策としては、9kHz~30MHzの間にあることが好ましい。
8 is a graph showing the frequency characteristics of the toroidal cores 41 and 42, where (a) shows the impedance characteristics on the vertical axis, which is impedance (Ω), and (b) shows the phase characteristics on the vertical axis, which is phase (deg). The horizontal axes of both (a) and (b) show frequency (Hz). The toroidal core 41 shown by the solid line is the core material 4 (see FIG. 2), and the toroidal core 42 shown by the dotted line is the core material 2 (see FIG. 2).
As shown in Fig. 8(a), the impedance frequency characteristics of the toroidal core 41 and the toroidal core 42 intersect at a position 60a between 9 kHz and 30 MHz, and as shown in Fig. 8(b), the phase frequency characteristics also intersect at a position 60b between 9 kHz and 30 MHz. As a countermeasure against EMI, it is preferable that the positions 60a and 60b are between 9 kHz and 30 MHz.

このように互いに交差する磁性材料の組合せを採用することで、インピーダンスと位相の周波数特性を改善することができる。また、いずれか一方で交差する磁性材料の組合せを採用することで、インピーダンス又は位相の周波数特性を改善することができる。 By adopting a combination of magnetic materials that cross each other in this way, it is possible to improve the frequency characteristics of impedance and phase. Also, by adopting a combination of magnetic materials that cross only one of them, it is possible to improve the frequency characteristics of either impedance or phase.

図9は、トロイダルコア41、42としてMn-ZnフェライトとNi-Znフェライトを用いた場合の周波数特性を示すグラフであり、(a)は縦軸がインピーダンス(Ω)であり、インピーダンス特性を示し、(b)は縦軸が位相(deg)であり、位相特性を示す。(a)、(b)の横軸はいずれも周波数(Hz)である。
図9(a)に示すトロイダルコア41、42の組合せは、Mn-Znフェライトから成る磁性材料とNi-Znフェライトから成る磁性材料を用いる場合である。このような比較的安価な磁性材料を用いる組合せを採用する場合、製造コストの上昇を抑制することができる。
9 is a graph showing frequency characteristics when Mn-Zn ferrite and Ni-Zn ferrite are used for the toroidal cores 41 and 42, where (a) shows impedance characteristics with the vertical axis being impedance (Ω), and (b) shows phase characteristics with the vertical axis being phase (deg). The horizontal axes of (a) and (b) are both frequency (Hz).
9A shows a combination of toroidal cores 41 and 42 made of a magnetic material made of Mn-Zn ferrite and a magnetic material made of Ni-Zn ferrite. When using such a combination of relatively inexpensive magnetic materials, it is possible to suppress an increase in manufacturing costs.

なお、トロイダルコア41、42として、いずれもMn-Znフェライトから成り周波数特性が異なる磁性材料を用いる場合でもよく、また、いずれもNi-Znフェライトから成り周波数特性が異なる磁性材料を用いる場合でもよい。 The toroidal cores 41 and 42 may both be made of Mn-Zn ferrite and made of magnetic materials with different frequency characteristics, or may both be made of Ni-Zn ferrite and made of magnetic materials with different frequency characteristics.

[第2の実施の形態]
図10は、第2の実施の形態に係るノイズ検出部31の構成を説明する図であり、第1の実施の形態のノイズ検出部31(図3参照)に対応するものである。
図10に示すノイズ検出部31において、トロイダルコア41、42には、第1の実施の形態の場合と同じく、主回路配線43が貫通している。また、トロイダルコア41、42に巻かれる2次巻線44は、トロイダルコア41のみを巻く2次巻線部分44aとトロイダルコア42のみを巻く2次巻線部分44bとが直列に接続されている。
[Second embodiment]
FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of a noise detection unit 31 according to the second embodiment, which corresponds to the noise detection unit 31 (see FIG. 3) of the first embodiment.
10, as in the first embodiment, main circuit wiring 43 passes through the toroidal cores 41 and 42. In addition, the secondary winding 44 wound around the toroidal cores 41 and 42 is formed by connecting a secondary winding portion 44a wound only around the toroidal core 41 and a secondary winding portion 44b wound only around the toroidal core 42 in series.

2次巻線部分44aが巻かれた状態のトロイダルコア41と、2次巻線部分44bが巻かれた状態のトロイダルコア42が販売されている場合を考える。周波数特性が向上する磁性材料の組合せの巻線付きトロイダルコア41、42を購入し、2次巻線部分44aと2次巻線部分44bとを互いに接続する作業により、ノイズ検出部31の製造が可能になる。
このように、トロイダルコア41、42にそれぞれ独立に巻き線を巻く構成を採用することで、組合せの自由度を向上させることができる。
なお、ここでは、トロイダルコア41とトロイダルコア42を分けて説明したが、外見上一体となった構造であってもよい。
Consider a case where toroidal core 41 with secondary winding portion 44a wound thereon and toroidal core 42 with secondary winding portion 44b wound thereon are commercially available. By purchasing wound toroidal cores 41 and 42 made of a combination of magnetic materials that improve frequency characteristics and connecting secondary winding portion 44a and secondary winding portion 44b to each other, noise detection unit 31 can be manufactured.
In this way, by adopting a configuration in which the toroidal cores 41 and 42 are wound with windings independently, the degree of freedom in combination can be improved.
Although the toroidal core 41 and the toroidal core 42 have been described separately here, they may have an integrated structure in appearance.

[実施の形態の作用効果]
本実施の形態のノイズ検出部31は、第1の磁性材料からなるトロイダルコア41と、第1の磁性材料とは周波数特性が異なる第2の磁性材料からなるトロイダルコア42と、トロイダルコア41及びトロイダルコア42を貫通する主回路配線43と、トロイダルコア41及びトロイダルコア42に巻いてコモンモード電流を検知するための2次巻線44と、を備える。そして、ノイズ検出部31は、2次巻線44に発生する信号で主回路配線43に流れるコモンモード電流を検出する。
このノイズ検出部31によれば、一種類のトロイダルコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
[Effects of the embodiment]
The noise detection unit 31 of this embodiment includes a toroidal core 41 made of a first magnetic material, a toroidal core 42 made of a second magnetic material having frequency characteristics different from that of the first magnetic material, a main circuit wiring 43 penetrating the toroidal core 41 and the toroidal core 42, and a secondary winding 44 wound around the toroidal core 41 and the toroidal core 42 for detecting a common mode current. The noise detection unit 31 detects the common mode current flowing in the main circuit wiring 43 by a signal generated in the secondary winding 44.
The noise detection unit 31 makes it possible to improve the compensation performance by improving the impedance characteristics and phase characteristics that are insufficient when one type of toroidal core is used.

本実施形態において、2次巻線44は、トロイダルコア41及びトロイダルコア42をまとめて巻いたものであってよい。
このようにすれば、トロイダルコア41及びトロイダルコア42をまとめて巻いたものである構成を採用しない場合に比べて、製造コストが抑制される。
In this embodiment, the secondary winding 44 may be formed by winding the toroidal core 41 and the toroidal core 42 together.
In this way, the manufacturing costs can be reduced compared to a case in which the toroidal core 41 and the toroidal core 42 are not wound together.

本実施形態において、2次巻線44は、トロイダルコア41のみを巻く2次巻線部分44aとトロイダルコア42のみを巻く2次巻線部分44bとが直列に接続されているとしてよい。
このようにすれば、トロイダルコア41のみを巻く2次巻線部分44aとトロイダルコア41のみを巻く2次巻線部分44bとが直列に接続されている構成を採用しない場合に比べ、トロイダルコア41とトロイダルコア42の組合せの自由度が向上する。
In this embodiment, the secondary winding 44 may be configured such that a secondary winding portion 44a wound only around the toroidal core 41 and a secondary winding portion 44b wound only around the toroidal core 42 are connected in series.
In this way, the degree of freedom in combining the toroidal cores 41 and 42 is improved compared to a case in which the secondary winding portion 44a, which is wound only around the toroidal core 41, and the secondary winding portion 44b, which is wound only around the toroidal core 41, are connected in series.

本実施形態において、トロイダルコア41とトロイダルコア42のインピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよい。
このようにすれば、インピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、インピーダンス特性の改善が図られる。
In this embodiment, the impedance frequency characteristics of the toroidal core 41 and the toroidal core 42 may intersect between 9 kHz and 30 MHz.
In this way, the impedance characteristics can be improved compared to a case where the impedance frequency characteristics do not cross over between 9 kHz and 30 MHz.

本実施形態において、トロイダルコア41とトロイダルコア42の位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよい。
このようにすれば、位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、位相特性の改善が図られる。
In this embodiment, the frequency characteristics of the phases of the toroidal core 41 and the toroidal core 42 may intersect between 9 kHz and 30 MHz.
In this way, the phase characteristic can be improved compared to a case where the phase frequency characteristic does not cross over between 9 kHz and 30 MHz.

本実施形態において、第1の磁性材料がMn-Znフェライトから成り、第2の磁性材料がNi-Znフェライトから成るとしてよい。
このようにすれば、Mn-ZnフェライトとNi-Znフェライトの組合せを採用しない場合に比べ、製造コストの上昇が抑制される。
In this embodiment, the first magnetic material may be comprised of Mn-Zn ferrite and the second magnetic material may be comprised of Ni-Zn ferrite.
In this way, the increase in manufacturing costs is suppressed compared to when the combination of Mn--Zn ferrite and Ni--Zn ferrite is not used.

本実施の形態のアクティブノイズキャンセラ50は、第1の磁性材料からなるトロイダルコア41と、第1の磁性材料とは周波数特性が異なる第2の磁性材料からなるトロイダルコア42と、トロイダルコア41及びトロイダルコア42を貫通する主回路配線43と、トロイダルコア41及びトロイダルコア42に巻いてコモンモード電流を検知するための2次巻線44とを備えるノイズ検出部31を備える。そして、ノイズ検出部31は、2次巻線44に発生する信号で主回路配線43に流れるコモンモード電流を検出する。
このアクティブノイズキャンセラ50によれば、一種類のトロイダルコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
The active noise canceller 50 of this embodiment includes a toroidal core 41 made of a first magnetic material, a toroidal core 42 made of a second magnetic material having frequency characteristics different from that of the first magnetic material, a noise detection unit 31 including a main circuit wiring 43 penetrating the toroidal core 41 and the toroidal core 42, and a secondary winding 44 wound around the toroidal core 41 and the toroidal core 42 for detecting a common mode current. The noise detection unit 31 detects the common mode current flowing through the main circuit wiring 43 by a signal generated in the secondary winding 44.
According to this active noise canceller 50, it is possible to improve compensation performance by improving impedance characteristics and phase characteristics that are insufficient when one type of toroidal core is used.

本実施の形態のアクティブノイズキャンセラ50では、2次巻線44は、トロイダルコア41及びトロイダルコア42をまとめて巻いたものであるとしてよく、2次巻線44は、トロイダルコア41のみを巻く2次巻線部分44aとトロイダルコア42のみを巻く2次巻線部分44bとが直列に接続されているとしてよい。
また、アクティブノイズキャンセラ50では、トロイダルコア41とトロイダルコア42のインピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよく、トロイダルコア41とトロイダルコア42の位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差するとしてよい。
さらに、アクティブノイズキャンセラ50では、第1の磁性材料がMn-Znフェライトから成り、第2の磁性材料がNi-Znフェライトから成るとしてよい。
In the active noise canceller 50 of this embodiment, the secondary winding 44 may be formed by winding the toroidal core 41 and the toroidal core 42 together, and the secondary winding 44 may be formed by connecting in series a secondary winding portion 44a that winds only the toroidal core 41 and a secondary winding portion 44b that winds only the toroidal core 42.
In addition, in the active noise canceller 50, the impedance frequency characteristics of the toroidal core 41 and the toroidal core 42 may intersect between 9 kHz and 30 MHz, and the phase frequency characteristics of the toroidal core 41 and the toroidal core 42 may intersect between 9 kHz and 30 MHz.
Furthermore, in the active noise canceller 50, the first magnetic material may be made of Mn--Zn ferrite and the second magnetic material may be made of Ni--Zn ferrite.

以上、実施の形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiment has been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims.

31…ノイズ検出部、41、42…トロイダルコア、43…主回路配線、44…2次巻線、44a、44b…2次巻線部分、50…アクティブノイズキャンセラ 31...Noise detection unit, 41, 42...Toroidal core, 43...Main circuit wiring, 44...Secondary winding, 44a, 44b...Secondary winding portion, 50...Active noise canceller

Claims (7)

第1の磁性材料からなる第1環状コアと、
前記第1の磁性材料とは周波数特性が異なる第2の磁性材料からなる第2環状コアと、
前記第1環状コア及び前記第2環状コアを貫通する主回路配線と、
前記第1環状コア及び前記第2環状コアに巻いてコモンモード電流を検知するための検知線と、
を備え、前記検知線に発生する信号で前記主回路配線に流れるコモンモード電流を検出する、
コモンモード電流検出器。
a first annular core made of a first magnetic material;
a second annular core made of a second magnetic material having a frequency characteristic different from that of the first magnetic material;
a main circuit wiring passing through the first annular core and the second annular core;
a detection wire wound around the first annular core and the second annular core for detecting a common mode current;
a common mode current flowing through the main circuit wiring is detected by a signal generated in the detection line.
Common mode current detector.
前記検知線は、前記第1環状コア及び前記第2環状コアをまとめて巻いたものである、
請求項1に記載のコモンモード電流検出器。
The detection wire is wound around the first annular core and the second annular core.
2. The common mode current detector according to claim 1.
前記検知線は、前記第1環状コアのみを巻く部分と前記第2環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されている、
請求項1に記載のコモンモード電流検出器。
The detection wire has a portion wound only around the first annular core and a portion wound only around the second annular core connected in series.
2. The common mode current detector according to claim 1.
前記第1環状コアと前記第2環状コアのインピーダンスの周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコモンモード電流検出器。
The frequency characteristics of the impedance of the first annular core and the impedance of the second annular core cross each other between 9 kHz and 30 MHz.
4. A common mode current detector according to claim 1.
前記第1環状コアと前記第2環状コアの位相の周波数特性が9kHz~30MHzの間で交差する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコモンモード電流検出器。
The frequency characteristics of the phases of the first annular core and the second annular core intersect between 9 kHz and 30 MHz.
4. A common mode current detector according to claim 1.
前記第1の磁性材料がMn-Znフェライトから成り、
前記第2の磁性材料がNi-Znフェライトから成る、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコモンモード電流検出器。
the first magnetic material is made of Mn-Zn ferrite;
The second magnetic material is made of Ni-Zn ferrite.
4. A common mode current detector according to claim 1.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコモンモード電流検出器を備えるアクティブノイズキャンセラ。 An active noise canceller comprising a common mode current detector according to any one of claims 1 to 3.
JP2022158824A 2022-09-30 Common mode current detector and active noise canceller Pending JP2024052240A (en)

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