JP2565603B2 - 電磁障害減少装置及び給電装置 - Google Patents

電磁障害減少装置及び給電装置

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JP2565603B2
JP2565603B2 JP3171987A JP17198791A JP2565603B2 JP 2565603 B2 JP2565603 B2 JP 2565603B2 JP 3171987 A JP3171987 A JP 3171987A JP 17198791 A JP17198791 A JP 17198791A JP 2565603 B2 JP2565603 B2 JP 2565603B2
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ウィリアム・ジェームズ・ペトロフスキ
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/40—Means for preventing magnetic saturation
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力変換器に関し、より
具体的には、電力変換器によって発生する電磁障害また
は雑音を減少させるための手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力変換器は、コンピュータ機器に直流
電圧を供給するために使用されている。通常の電力変換
器は電灯線の交流電圧を受け取り、それを調節された直
流電圧に変換する。ほとんどのコンピュータ・システム
は、低電圧の、しばしば高電流の直流電力を必要とす
る。
【０００３】現代の電源は、初期世代の線形調整器より
ずっと小型で、製造が安価な切替え型の調整器（スイッ
チング型レギュレータ）を使用している。しかしなが
ら、切替え型調整器は、調整器内での電流波形及び電圧
波形の立上り時間及び立下り時間が非常に速いために電
磁障害（ＥＭＩ）または雑音を発生する。
【０００４】切替え型調整器によって発生するＥＭＩ雑
音は、装置から放射し、装置から入出力導線を介して伝
達される。本発明は、直流出力回路、たとえば電流を電
源から動作中のコンピュータ電圧バスに運ぶバス・バー
によって伝えられる雑音に関する。ＥＭＩ雑音は、コン
ピュータ装置の論理的エラーを引き起こすことがあり、
近くの電気機器との干渉を起こすことがある。米国連邦
通信委員会（ＦＣＣ）及びそれに相当する外国機関は、
電気機器から放射されるＥＭＩのレベルを規制してい
る。したがって、ＥＭＩ雑音のレベルを抑制すること
は、装置の信頼性にとっても規制要件の遵守にとっても
重要である。
【０００５】バス・バーを介して伝達されるＥＭＩは、
正のバス・バーと負のバス・バーの間の差動雑音と、各
バス・バーと大地の間の共通雑音の２つのタイプに分け
ることができる。
【０００６】従来技術は、ＥＭＩ雑音を抑制するいくつ
かの手段を示唆している。最も一般的なのは、電源を遮
蔽して、電源からのＥＭＩ放出を閉じ込めるものであ
る。別のよくとられる手法は、電力調整器にはいる交流
入力線上に雑音フィルタを置くものである。このような
手法は、ジョージ・クライシス（Ｇｅｏｒｇｅ Ｃｈｒ
ｙｓｓｉｓ）著“Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｉｅｓ：Ｔｈ
ｅｏｒｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ”、ＭｃＧｒａｗ−Ｈ
ｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ、１９８４、ｐｐ．
１９９−２００に記述されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】遮蔽を使用すると、電
源がかさばり、したがってそのコストが増加し、組立て
が複雑になるという欠点がある。交流線路フィルタを使
用すると、一般にＥＭＩ放出は減少するが、論理的エラ
ーを引き起こす恐れのある、コンピュータ装置自体に伝
達される雑音を抑制するにはあまり有効ではない。した
がって、本発明の目的は、差動モードの電磁障害と共通
モードの電磁障害の両方を減少させる二重モード・チョ
ークを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流出力回路
を介して伝達される差動モードの雑音と共通モードの雑
音の両方を抑制するＥＭＩフィルタを提供するものであ
る。本発明のフィルタは、組立てが容易で、かつ動作が
有効であるように設計されている。本発明のフィルタ
は、二重モード・チョークとして機能し、差動雑音と共
通雑音の両方を制限する。磁心が電源の出力バス・バー
上にあって、外周磁路が両バーの周りに形成され、中央
磁路が両バー間に形成される。磁心を定位置に保持する
ために絶縁体を設ける。組立てをさらに容易にするため
にＥ磁心を使用することもできる。
【０００９】
【実施例】図面を参照して好ましい実施例について説明
する。図面では同様の構成要素には同じ参照番号を付け
てある。
【００１０】本発明を組み込んだ電源の一部分を図１に
示す。接続されている電圧バス（図示せず）に高直流電
流を運ぶためのバス・バー１００及び１０２が設けられ
ている。供給される電流は、通常は低電圧（たとえば５
ボルト）かつ高アンペア（４００−５００アンペア）で
ある。バス・バーには、本発明による二重モード・チョ
ーク１０６及びチョーク１０７と共に、コンデンサ部分
１０４が接続されている。
【００１１】二重モード・チョーク１０６の構成要素
を、図２の展開図に示す。チョーク１０６は、２つのフ
ェライト磁心１０６ａ及び１０６ｂを含む。完全な磁心
は、単一片として形成してもよく、また異なる構成で複
数片として形成してもよい。これらの代替案は本発明の
範囲内に含まれる。磁心は、電力用に調製された市販の
任意のＭｎＺｎフェライト材料製のものでよい。好まし
い実施例では、磁心は、ジーメンス社から供給されるＮ
２７フェライト材料製のＥ磁心である。磁心１０６ａ及
び１０６ｂは、ボビン１１２によって定位置に保持され
る。ボビン１１２は、低引火性のポリカーボネートなど
の絶縁体製である。ボビンは、磁心をバス・バーに機械
的に接続する働きをする。
【００１２】バス・バー１００及び１０２に対する磁心
の配置を、図３により詳細に示す。Ｅ磁心１０６ａ及び
１０６ｂは、各バス・バー１００、１０２に対して一巻
き（single turn）の誘導子を形成し、これによって差
動雑音を制御することができる。Ｅ磁心１０６ａ及び１
０６ｂは両バス・バー１００及び１０２を完全に取り囲
み、バス・バー対の周りで共通モード・チョークを形成
する。
【００１３】図４は、チョークの幾何形状をより明確に
示すチョークの別の断面図である。Ｅ磁心１０６ａ及び
１０６ｂの中心の脚部は他の脚部よりわずかに短く作成
されており、脚部の間にエア・ギャップ１１４を形成す
る。このエア・ギャップが存在するために、高電流の流
れによる磁心の磁気飽和が防止される。本発明のエア・
ギャップは約３ｍｍであり、電流レベルに基づいて選択
する。
【００１４】バス・バー１００と１０２の間隔は、Ｅ磁
心１０６ａ及び１０６ｂの幾何要件に合致するように選
択する。磁心の幾何形状は、電力レベル及び電流レベル
に基づいて選択し、周知の方法によって決定することが
できる。好ましい実施例の幾何形状は、組立てが容易な
ように選択された。
【００１５】図５は、本発明による二重モード・チョー
クを組み込んだ電源のブロック図である。整流器１２０
は、交流電圧源に接続されている。整流器１２０の出力
は、切替え調整器１２２によって調整され、フィルタ１
２４によってフィルタされる。コンデンサ部分からの出
力は、二重モード・チョーク１０６を通過する。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、差動モードの電磁障害
と共通モードの電磁障害の両方を減少させる二重モード
・チョークが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み込んだ電源の一部分を示す図であ
る。
【図２】本発明による二重モード・チョークの展開図で
ある。
【図３】図１に示した電源の一部分の線ＡＡに沿って切
断した断面図である。
【図４】図１に示した電源の一部分の線ＢＢに沿って切
断した断面図である。
【図５】本発明を組み込んだ電源のブロック図である。
【符号の説明】
１００ バス・バー １０２ バス・バー １０４ コンデンサ部分 １０６ 二重モード・チョーク １０６ａ フェライト磁心 １０６ｂ フェライト磁心 １０７ チョーク １１２ ボビン １１４ エア・ギャップ １２０ 整流器 １２２ 切替え調整器 １２４ フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・ジェームズ・ペトロフスキ アメリカ合衆国12401、ニューヨーク州 キングストン、ゼナー・ハイウッズ・ロ ード 725番地 (72)発明者 ジェームズ・ハロルド・スプレーン アメリカ合衆国12484、ニューヨーク州 ストーン・リッジ、シーダー・リッジ・ ロード、アール・ディー２、ボックス 52エヌ (56)参考文献 特開 平２−91905（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２本の導電性バス・バーを介して負荷に直
    流電力を供給する電源からの電磁障害を減少させるため
    の装置であって、 磁心の外周磁路が２本のバス・バーを取り囲み、中心磁
    路が前記２本のバス・バー間に形成されるように前記バ
    ス・バー上に配置された磁心と、 前記磁心を前記２本のバス・バーに対して接触しないよ
    うに定位置に保持するための手段とを備え、 前記磁心を構成する２つの磁心部分が、第１の末端脚
    部、中心脚部、及び第２の末端脚部を有し、前記第１及
    び第２の末端脚部の長さが等しく、前記中心脚部はそれ
    より短くて、前記磁心を組み立てたとき前記中心磁路に
    エア・ギャップを形成することを特徴とする電磁障害減
    少装置。
  2. 【請求項２】電力変換器から負荷に直流電圧を送るため
    の給電装置であって、 前記電力変換器から負荷に直流電力を運ぶための第１及
    び第２の導線と、 前記導線の夫々を通す２つの開口を有する磁心と、 第１の磁路が前記２本の導線を包囲する形で形成され、
    第２の磁路が前記導線間に形成されるように、前記磁心
    及び前記導線を互いに絶縁して所定の状態に保持するた
    めの絶縁体とを含む給電装置。
  3. 【請求項３】前記磁心がフェライトである、請求項２に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】前記第２磁路の磁気飽和を防止するため
    に、前記第２磁路がエアギャップによって中断されてい
    る、請求項２に記載の装置。
  5. 【請求項５】電流源に接続された変換器と、前記変換器に電気的に接続された 切替え型調整器（スイ
    ッチング・レギュレータ）と、前記切替え型調整器に電気的に直列に接続された フィル
    タと、前記フィルタに接続され、 出力電流が流れる２本の導電
    性バス・バーと、前記２本の導電性 バス・バーを連続ループ状に取り囲
    み、かつ前記２本のバス・バー間に延び、エア・ギャッ
    プによって中断されているフェライト磁心を含む、電磁
    雑音を減少させるための手段とを含む電源装置。
  6. 【請求項６】さらに、前記磁心を前記バス・バーの周り
    で定位置に保持するための絶縁体手段を含む、請求項５
    に記載の装置。
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