JP2895604B2 - 漏洩電流低減ノイズフィルター - Google Patents
漏洩電流低減ノイズフィルターInfo
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Description
電源と電子機器との間または電子機器内に設けた、各相
とアースとの間を接続するコンデンサを通って流れる漏
洩電流の低減に関するものである。
示すものである。図において、入力端子6,7間にコンデ
ンサ10を接続し、フェライトコアやアモルファスコアな
どの磁性体をコアとして電線を巻くことなどにより得ら
れるインダクタ11,12をそれぞれ入力端子6と出力端子
8間、入力端子7と出力端子9間に接続する。また、商
用交流電源の接地されていない側の非接地線22と、接地
されている側の接地線23間にはコンデンサ13,14の直列
体を接続し、このコンデンサ13と14の接続点をアース端
子15に接続し、アース端子15は電子機器4のアース16に
接続する。従来の単相用ノイズフィルター5は以上のよ
うに構成されている。
すると、1は50Hzまたは60Hz100Vの商用交流電源のトラ
ンスである。このトランス1は一般に柱上トランスと言
われ屋外の電柱などに取り付けてある。トランス1の2
次巻線2は接地線20が50において地面に接地されてい
る。このトランス1から屋内に電源を引き込む時に漏電
遮断機3を経由し電子機器4内に設けた従来の単相用ノ
イズフィルター5の入力端子6,7に接続する。従来の単
相用ノイズフィルター5の出力端子8,9は電子機器4の
交流電源入力端子(記入せず)に接続される。また、電
子機器4のケース17は金属である場合が多く、このケー
ス17はアース16に導通している。また、ケース17は一般
的に18において接地される。
一例を示すものである。図において、入力端子109,110,
111間にそれぞれコンデンサ112,113,114を接続し、フェ
ライトコアやアモルファスコアなどの磁性体に電線を巻
くことなどにより得られるインダクタ115,116,117をそ
れぞれ入力端子109と出力端子123間、入力端子110と出
力端子124間、入力端子111と出力端子125間に接続す
る。また、非接地線118R,118Tと接地線118S間には3個
のコンデンサ120,121,122を接続し、このコンデンサ12
0,121,122の接続点をアース端子15に接続し、アース端
子15は電子機器4のアース16に接続する。従来の三相交
流用ノイズフィルター108は以上のように構成されてい
る。
例を説明すると、101は50Hzまたは60Hz200Vの商用三相
交流電源のトランスである。このトランス101は一般に
柱上トランスと言われ屋外の電柱などに取り付けてあ
る。トランス101の2次巻線103,104,105は図のように接
続され、三相交流のS相である接地線106Sが50において
地面に接地されている。このトランス101から屋内に電
源を引き込む時に漏電遮断機107を経由し電子機器4内
に設けた従来の三相交流用ノイズフィルター108の入力
端子109,110,111に接続する。従来の三相交流用ノイズ
フィルター108の出力端子123,124,125は電子機器4の交
流電源入力端子(記入せず)に接続される。また、電子
機器4のケース17は金属である場合に多く、このケース
17はアース16に導通している。また、ケース17は一般的
に18において接地される。
フィルター108は以上のように構成されているので、次
に述べるような問題点が存在する。第9図において、非
接地線22側のコンデンサ13、アース線24、アース端子1
5、アース16、ケース17、接地18を通して非接地線22か
ら漏洩電流21が流れる。
0,122、アース線24、アース端子15、アース16、ケース1
7、接地18を通して非接地線118R,118Tから漏洩電流126,
127が流れる。この漏洩電流21,126,127は商用交流電源
の電圧とコンデンサ13,120,122の静電容量により決定さ
れ、感電を防ぐため1mA以下に設定されている。従っ
て、コンデンサ13,120,122の静電容量は商用交流電源の
電圧が100Vである時は0.027μF以下、200Vである時は
0.013μF以下にしなければならない。コンデンサ13,12
0,122の静電容量を大きくできないことは、ノイズフィ
ルターの低減の減衰特性を良くするためにインダクタ1
1,12,115,116,117のインダクタンスを大きくしなければ
ならない。インダクタンスを大きくするには、大きなコ
アに巻線を多く巻かなければならないので、ノイズフィ
ルターが重くなり、大型になる。また大型のコアは高価
であるので価格が高くなるなどの問題点があった。ま
た、コンデンサ13、120,122の静電容量を大きくすると
漏洩電流21,126,127が増加し、漏電遮断機3,107が作動
し易くなる。また接地18をしていない場合は商用交流電
源の非接地線22,118R,118Tの電圧がコンデンサ13,120,1
22を通してケース17にかかり、人体がケース17に接触し
たとき、漏れ電流が人体を流れるので感電の危険性が高
くなるなどの問題点があった。
れたもので、非接地線とアースとの間を接続するコンデ
ンサを通ってアースに流れる漏洩電流を少なくする回路
を得ることと、漏洩電流が少なく、小型、軽量、安価で
低減においても減衰特性の良いノイズフィルターを得る
ことを目的とする。
スとの間を接続するコンデンサを通ってアースに流れる
漏洩電流に対し、反対位相で漏洩電流に等しい電流を前
記アースに供給する手段を備えたものである。
線の電圧を反転しコンデンサを直列に接続することによ
り得る。
ースとの間を接続するコンデンサを通ってアースに流れ
る漏洩電流に対し、反対位相で漏洩電流に等しい電流を
前記アースに供給するので、漏洩電流を零に近い値に低
減することができる。
適用した例について説明する。第1図の25は、この発明
の実施例である漏洩電流低減ノイズフィルターの一例で
ある。図において、トランス26の一次巻線27を非接地線
22と接地線23間に接続する。二次巻線28は極性を逆にし
て一方を接地線23に接続し、他方30をコンデンサ29を直
列に接続しアース線24に接続する。二次巻線28の30にお
ける電圧は非接地線22と反対位相の電圧であり、コンデ
ンサ29を通して電流31が流れる。
3が同じ静電容量のときは、漏洩電流21と電流31は同じ
値になり、アース線24に流れる漏洩電流は零になる。ま
たトランス26の巻数比が1:1でないときは、コンデンサ2
9の値を変えることにより、漏洩電流21と電流31を同じ
値にすることができ、アース線24に流れる漏洩電流を零
にすることができる。
サ29を直列に接続しているが、一次巻線27にコンデンサ
を直列に接続してもよい。トランス26のコアに低周波用
トランスの材料として使用されるケイ素鋼板を使用する
とノイズや高周波成分を伝達しないので、トランス26を
接続してもノイズフィルターとしてノイズの減衰特性に
影響を与えない。
ノイズフィルターである。図において、オペレーショナ
ルアンプなどの増幅器33と抵抗34,36により、非接地線2
2と接地線23間の電圧を反転増幅し、コンデンサ29を直
列に接続しアース線24に接続する。増幅器33の出力電圧
は非接地線22と反対位相の電圧であり、コンデンサ29を
通して電流31が流れる。
にローパスフィルタとして動作する。従って、この増幅
器33による増幅回路はノイズフィルターとしてノイズの
減衰特性に影響を与えない。増幅器33による増幅回路の
増幅度が1で、コンデンサ29とコンデンサ13が同じ静電
容量のときは、漏洩電流21と電流31は同じ値になり、ア
ース線24に流れる漏洩電流は零になる。また、増幅器33
による増幅回路の増幅度が1でないときは、コンデンサ
29の値を変えることにより、漏洩電流21と電流31を同じ
値にすることができ、アース線24に流れる漏洩電流を零
にすることができる。
ノイズフィルターである。図において、オペレーショナ
ルアンプなどの増幅器33と抵抗38により電流検出器40の
検出信号を増幅し、増幅器33の出力に抵抗39を直列に接
続しアース線24に接続する。増幅器33の出力電圧はアー
ス線24を流れる電流の反対位相の電圧であり、抵抗39を
通して電流41が流れる。増幅器33による増幅回路の増幅
度が大きいと、漏洩電流21と電流41の合成電流として、
アース線24に流れる漏洩電流は零に近くなる。
流用漏洩電流低減ノイズフィルターの一例である。図に
おいて、トランス128の一次巻線129を非接地線118Rと接
地線118S間に接続する。二次巻線130は極性を逆にして
一方を接地線118Sに接続し、他方132をコンデンサ131を
直列に接続しアース線24に接続する。二次巻線130の132
における電圧は非接地線118Rと反対位相の電圧であり、
コンデンサ131を通して電流133が流れる。また、トラン
ス134の一次巻線135を非接地線118Tと接地線118S間に接
続する。二次巻線136は極性を逆にして一方を接地線118
Sに接続し、他方138をコンデンサ137を直列に接続しア
ース線24に接続する。二次巻線136の138における電圧は
非接地線118Tと反対位相の電圧であり、コンデンサ137
を通して電流139が流れる。トランス128,134の巻数比が
1:1、コンデンサ131とコンデンサ120、コンデンサ137と
コンデンサ122が同じ静電容量のときは、漏洩電流126と
電流133、漏洩電流127と電流139は反対位相で同じ値に
なり、アース線24に流れる漏洩電流は零になる。またト
ランス128,134の巻数比が1:1でないときは、コンデンサ
131,137の値を変えることにより、漏洩電流126と電流13
3、漏洩電流127と電流139を反対位相で同じ値にするこ
とができ、アース線24に流れる漏洩電流を零にすること
ができる。
にそれぞれコンデンサ131,137を直列に接続している
が、一次巻線129,135にコンデンサを直列に接続しても
よい。
流用漏洩電流低減ノイズフィルターの一例である。図に
おいて、コンデンサ151とコンデンサ152の直列体を非接
地線118Rと118T間に接続し、コンデンサ151とコンデン
サ152の接続点160と接続線118S間にトランス153の一次
巻線154を接続し二次巻線155は極性を逆にして一方を接
地線118Sに接続し、他方156をアース線24に接続する。
一次巻線154の160における電流は、コンデンサ151から
流れる電流157とコンデンサ152から流れる電流158の合
成電流であり、二次巻線155の156における電流159は160
における電流と反対位相の電流が流れる。トランス153
の巻数比が1:1、コンデンサ151とコンデンサ120、コン
デンサ152とコンデンサ122が同じ静電容量のときは、漏
洩電流126と127の合成電流と電流159は反対位相で同じ
値になり、アース線24に流れる漏洩電流は零になる。
流用漏洩電流低減ノイズフィルターの一例である。図に
おいて、オペレーショナルアンプなどの増幅器171と抵
抗172,173により非接地線118Rと接地線118S間の電圧を
反転増幅し、コンデンサ174を直列に接続しアース線24
に接続する。また、増幅器181と抵抗182、183により非
接地線118Tと接地線118S間の電圧を反転増幅し、コンデ
ンサ184を直列に接続しアース線24に接続する。増幅器1
71,181の出力電圧は非接地線118R,118Tと反対位相の電
圧であり、コンデンサ174,184を通して電流176,177が流
れる。コンデンサ175,185は増幅器171,181の増幅度が高
域で低くなるようにローパスフィルタとして動作する。
従って、この増幅器171,181による増幅回路はノイズフ
ィルターとしてノイズの減衰特性に影響を与えない。増
幅器171,181による増幅回路の増幅度が1で、コンデン
サ174とコンデンサ120、コンデンサ184とコンデンサ122
が同じ静電容量のときは、漏洩電流126と電流176、漏洩
電流127と電流177は反対位相で同じ値になり、アース線
24に流れる漏洩電流は零になる。
流用漏洩電流低減ノイズフィルターの一例である。図に
おいて、コンデンサ191とコンデンサ192の直列体を非接
地線118Rと118T間に接続し、オペレーショナルアンプな
どの増幅器193と抵抗194,195により、接地線118Sに対す
るコンデンサ191とコンデンサ192の接続点200の電圧を
反転増幅し、抵抗196を直列に接続しアース線24に接続
する。接続点200における電圧は、コンデンサ191とコン
デンサ192により決まる非接地線118Rと118T間の分電圧
であり、増幅器193の出力電圧は接続点200と反対位相の
電圧になり、抵抗196を通して電流198が流れる。コンデ
ンサ197は増幅器193の増幅度が高域で低くなるようにロ
ーパスフィルタとして動作する。従って、この増幅器19
3による増幅回路はノイズフィルターとしてノイズの減
衰特性に影響を与えない。増幅器193による増幅回路の
増幅度が1で、コンデンサ191と192、コンデンサ120と1
22がそれぞれ同じ静電容量のときは、漏洩電流126と127
の合成電流は、電流198と反対位相で同じ値になり、ア
ース線24に流れる漏洩電流は零になる。
回路の一例を示したもので、接地線23と非接地線22の間
に、ダイオード210とコンデンサ211による正電圧半波整
流回路と、ダイオード212とコンデンサ213による負電圧
半波整流回路を設け、それぞれ増幅器33の正電圧側電源
端子Vd、負電圧側電源端子Vsに供給する。この発明の第
6,7図に示した増幅器171,181,193の電源回路も同様に半
波整流回路により簡単に構成できる。
側に反対位相の電流を得る手段を設けたが、商用交流電
源の周波数におけるインダクタの電圧降下は低いので、
インダクタの入力側に設けても同等の効果が得られる。
の内部に設けたが、外部に設けても同等の効果が得られ
る。
で、以下に記載されるような効果を奏する。
スとの間を接続するコンデンサを通ってアースに流れる
漏洩電流に対し、反対位相で漏洩電流に等しい電流を前
記アースに供給するので、漏洩電流を零に近い値に低減
することができる。従って、ノイズフィルターの漏洩電
流により漏電遮断機が誤作動することがなくなる。ま
た、電子機器のケースの接地がされていなくても商用交
流電源の電圧の一部がケースにかかることがなく、人体
がケースに接触しても感電の危険が少ない。
電流低減ノイズフィルターの出力端子とアース線に接続
しているコンデンサの静電容量を大きくすることがで
き、ノイズフィルターの低減の減衰特性を良くすること
ができる。また、減衰特性が同じであればインダクタの
インダクタンスを小さくすることができるので、小さな
コアでよく、巻線の巻数も少なくてよいので、ノイズフ
ィルターが軽量で小型になる。また小型のコアは安価で
あるので低価格のノイズフィルターが得られる。
ィルターの回路図、第2図,第3図はこの発明の他の実
施例である漏洩電流低減ノイズフィルターの回路図、第
4図,第5図,第6図,第7図はこの発明の他の実施例
である三相交流用漏洩電流低減ノイズフィルターの回路
図、第8図はこの発明の実施例における増幅器の電源回
路の一例を説明するための回路図、第9図は従来の単相
用ノイズフィルターの回路図、第10図は従来の三相交流
用ノイズフィルターの回路図である。 1……商用交流電源のトランス、2……商用交流電源ト
ランスの二次巻線、3,107……漏電遮断機、4……電子
機器、5……従来の単相用ノイズフィルター、6,7,109,
110,111……入力端子、8,9,123,124,125……出力端子、
10,13,14,29,37,112,113,114,120,121,122,131,137,15
1,152,174,175,184,185,191,192,211,213……コンデン
サ、11,12,115,116,117……インダクタ、15……アース
端子、16……アース、17……ケース、18,50……接地、1
9,22,106R,106T,118R,118T……非接地線、20,23,106S、
118S……接地線、21,126,127……漏洩電流、24……アー
ス線、25,35,42……漏洩電流低減ノイズフィルター、2
6,128,134,153……トランス、27,129,135,154……一次
巻線、28,130,136,155……二次巻線、33……増幅器、3
4,36,38,39,172,173,182,183,194,195,196……抵抗、40
……電流検出器、101……商用三相交流電源のトラン
ス、103,104,105……商用三相交流電源トランスの二次
巻線、108……従来の三相交流用ノイズフィルター、14
0,150,170,190……三相交流用漏洩電流低減ノイズフィ
ルター、210,212……ダイオード、Vd……正電圧側電源
端子、Vs……負電圧側電源端子 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】いずれか一つの相が接地された商用交流電
源と電子機器との間または電子機器内に設けた、各相と
アースとの間を接続するコンデンサを有する装置におい
て、前記コンデンサを通ってアースに流れる漏洩電流に
対し、前記商用交流電源の接地線と非接地線間にトラン
スの一次コイルを接続し、前記トランスの二次コイルと
コンデンサの直列体を前記商用交流電源の接地線とアー
スとの間に接続することにより、反対位相で前記漏洩電
流に等しい電流を前記商用交流電源の接地線とアースと
の間に供給することを特徴とする漏洩電流低減回路。 - 【請求項2】いずれか一つの相が接地された商用交流電
源と電子機器との間または電子機器内に設けた、各相と
アースとの間を接続するコンデンサを有する装置におい
て、前記コンデンサを通ってアースに流れる漏洩電流に
対し、前記商用交流電源の接地線と非接地線間の電圧を
反転する増幅器を備え、前記増幅器の出力とアースとの
間にコンデンサを接続することにより、反対位相で前記
漏洩電流に等しい電流をアースに供給することを特徴と
する漏洩電流低減回路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP26461290A JP2895604B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 漏洩電流低減ノイズフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP26461290A JP2895604B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 漏洩電流低減ノイズフィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04140910A JPH04140910A (ja) | 1992-05-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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