JP3219932B2 - 自動車用ノイズフィルタ - Google Patents

自動車用ノイズフィルタ

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JP3219932B2
JP3219932B2 JP07090294A JP7090294A JP3219932B2 JP 3219932 B2 JP3219932 B2 JP 3219932B2 JP 07090294 A JP07090294 A JP 07090294A JP 7090294 A JP7090294 A JP 7090294A JP 3219932 B2 JP3219932 B2 JP 3219932B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空調装置のブ
ロアを電力調整する際に発生するラジオノイズを低減す
る自動車用ノイズフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器で発生するノイズは、ノ
イズフィルタにより減衰され、他の電子機器の誤動作ま
たはラジオを聞く場合の雑音であるラジオノイズの原因
とならないように処理されている。このノイズフィルタ
は、抵抗およびコンデンサ,インダクタンスなどから構
成され基本的に前記素子群をL形に組み合わせてフィル
タとするL形フィルタおよび前記素子群をπ形に組み合
わせてフィルタとするπ形フィルタなどがあり、機能か
ら分類するとローパスフィルタおよびハイパスフィルタ
のバンドパスフィルタなどがある。
【0003】このようなノイズフィルタの例としては、
図2のようなバッテリ電圧VB と接続し自動車用空調装
置の風量を決定するブロアモータ1と、このブロアモー
タ1と接続しブロアモータ1の電力調整を行うためのス
イッチング素子2と、このスイッチング素子2と接続し
スイッチング素子2を駆動するために必要な信号を送信
しブロアモータ1の制御を行うためのコントローラ3
と、バッテリ電源VB とコントローラ3との間に挿入し
スイッチング素子2により発生しコントローラ3などに
侵入するノイズを低減するためのπ形フィルタ4と、バ
ッテリ電源VB と接続しスイッチング素子2により発生
するノイズを図示されない他の電子機器への影響を低減
するためのL形フィルタ5と、ブロアモータ1で発生す
るサージ電圧を吸収するためのダイオード6がある。そ
して、π形フィルタ4は、1個のインダクタンス11
と、2個のコンデンサ12,13からπ形に接続され
る。また、L形フィルタは、インダクタンス14と、コ
ンデンサ15によりL形に接続される。
【0004】なお、スイッチング素子2は、トランジス
タおよびFET,IGBT,サイリスタなどであり、ダ
イオード6は、ダイオードおよびバリスタなどの半導体
素子のほか抵抗およびインダクタンス,ダイオード,コ
ンデンサなどからなるスナバ回路を使用しても良い。
【0005】以上のようなノイズフィルタは、次のよう
に動作する。
【0006】コントローラ3とバッテリ電源VB との間
に挿入されたπ形フィルタ4は、バッテリ電源VB から
のノイズの侵入に対してはインダクタンス11およびコ
ンデンサ12からなるローパスフィルタにより式(1) か
ら求められる時定数にしたがいノイズを減衰させる。
【0007】f1 =k/2πL1 C1 …(1) f1 :ローパスフィルタのフィルタ時定数,k:回路定
数 L1 :インダクタンス11の値,C1 :コンデンサ12
の値 したがって、f1 (Hz)以上の周波数のノイズは、こ
のインダクタンス11およびコンデンサ12からなるロ
ーパスフィルタにより減衰されるので、結果としてコン
トローラ3に侵入するノイズ量は減少することになる。
【0008】また、コントローラ3で発生するノイズは
π形フィルタのインダクタンス11およびコンデンサ1
3からなるローパスフィルタにより式(2) から求められ
る時定数にしたがいノイズを減衰させる。
【0009】f2 =k/2πL1 C2 …(2) f2 :ローパスフィルタのフィルタ時定数,k:回路定
数 L1 :インダクタンス11の値,C2 :コンデンサ13
の値 したがって、f2 (Hz)以上の周波数のノイズは、こ
のインダクタンス11およびコンデンサ13からなるロ
ーパスフィルタにより減衰されるので、結果としてバッ
テリ電源VB と接続された図示されない他の電子機器に
侵入するノイズおよびラジオノイズは減少することにな
る。
【0010】そして、L形フィルタ5は、スイッチング
素子2のスイッチングなどにより生じるノイズを式(3)
から求められる時定数にしたがいノイズを減衰させる。
【0011】f3 =k1 /2πL2 C3 …(3) f3 :ローパスフィルタのフィルタ時定数,k1 :回路
定数 L2 :インダクタンス14の値,C3 :コンデンサ15
の値 したがって、f3 (Hz)以上の周波数のノイズは、こ
のインダクタンス14およびコンデンサ15からなるロ
ーパスフィルタにより減衰されるので、結果としてバッ
テリ電源VB と接続された図示されない他の電子機器に
侵入するノイズおよびラジオノイズは減少することにな
る。
【0012】さらに、ダイオード6は、ブロアモータ1
で発生するサージ電圧をダイオード内部のインピーダン
スにより吸収しサージ電圧によるスイッチング素子2の
破壊を防止している。
【0013】以上のように構成し動作させることで本ノ
イズフィルタは、スイッチング素子2のスイッチングな
どにより回路中に発生するノイズを減衰することにより
他の電子機器に与える影響が低減されると共に、ラジオ
ノイズの周波数帯の基本波のゲインをも低下させるので
車載されているラジオに与えるラジオノイズの影響を減
少させていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな回路構成のノイズフィルタを使用して他の電子機器
に侵入するノイズおよびラジオノイズを低減すること
は、部品点数が多くコストも高価なものになっていた。
【0015】そこで、本発明の目的はラジオノイズ対策
に必要な部品点数を減らすと共に効果的にノイズを減少
させる自動車用ノイズフィルタを提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】バッテリ電源と第1接続
部を接続し、自動車用空調装置の風量を決定するブロア
モータと、当該ブロアモータと並列に配置するように当
該ブロアモータの第1接続部および第2接続部とそれぞ
れ第1接続部および第2接続部を接続し、当該ブロアモ
ータにより発生するサージ電圧を減衰させるためのダイ
オードと、前記ブロアモータと直列に配置するように前
記ブロアモータの第2接続部と第1接続部を接続し、前
記ブロアモータへの電力を調整するためのスイッチング
手段と、前記ブロアモータおよび前記ダイオード,前記
スイッチング手段と並列に配置するように前記ブロアモ
ータの第1接続部および前記スイッチング手段の第2接
続部とそれぞれ第1接続部および第2接続部を接続し、
フィルタを形成するための第1コンデンサと、前記第1
コンデンサと直列に配置するように第1コンデンサの第
2接続部と第1接続部を接続すると共に、第2接続部を
接地し、フィルタを形成するためのインダクタンスと、
前記ブロアモータおよび前記ダイオード,前記スイッチ
ング手段,第1コンデンサ,前記インダクタンスと並列
になるように前記ブロアモータの第1接続部および前記
インダクタンスの第2接続部とそれぞれ接続し、バッテ
リ電源間に発生するノイズの高調波成分を低減するため
の第2コンデンサと、を有することを特徴とする。
【0017】
【作用】上述のように構成された本発明の自動車用ノイ
ズフィルタは次のように作用する。
【0018】本ノイズフィルタは、第1コンデンサおよ
びインダクタンスからなるLCフィルタのフィルタ時定
数にしたがってスイッチング手段により生じるバッテリ
電源間のノイズを減衰させる。さらに、インダクタンス
は、スイッチング手段のスイッチングのオフの動作を滑
らかにすることによりオフ時に発生するノイズを減衰さ
せる。そして、第1コンデンサは、スイッチング手段に
よるスイッチングによって生じる負荷変動などによりバ
ッテリ電源の急激な電圧変動を低減する。また、ダイオ
ードは、ブロアモータをオフする際に生じるノイズの原
因であるブロアモータ内のインダクタンス成分による逆
起電力をバッテリ電源に回生しノイズを低減する。第2
コンデンサは、スイッチング手段により生じる高調波成
分のノイズおよび外部より輻射されるノイズを減衰させ
る。
【0019】
【実施例】以下、本発明の自動車用ノイズフィルタを図
を用いて説明する。
【0020】本ノイズフィルタには、図1のようにバッ
テリ電源VB と第1接続部を接続し自動車用空調装置の
風量を決定するブロアモータ1と、このブロアモータ1
と並列に配置するようにブロアモータ1の第1接続部お
よび第2接続部とそれぞれ第1接続部および第2接続部
を接続しブロアモータ1により発生するサージ電圧を減
衰させるためのダイオード6と、ブロアモータ1と直列
に配置するようにブロアモータ1の第2接続部と第1接
続部を接続しブロアモータ1への電力を調整するための
スイッチング手段であるスイッチング素子2と、ブロア
モータ1およびダイオード6,スイッチング素子2と並
列に配置するようにブロアモータ1の第1接続部および
スイッチング素子2の第2接続部とそれぞれ第1接続部
および第2接続部を接続し、フィルタを形成するための
電解コンデンサ22と、電解コンデンサ22と直列に配
置するように電解コンデンサ22の第2接続部と第1接
続部を接続すると共に、第2接続部を接地し、フィルタ
を形成するためのインダクタンス23と、ブロアモータ
1およびダイオード6,スイッチング素子2,電解コン
デンサ22,インダクタンス23と並列になるようにブ
ロアモータ1の第1接続部およびインダクタンス23の
第2接続部とそれぞれ接続し、バッテリ電源間に発生す
るノイズの高調波成分を低減するためのコンデンサ24
と、がある。
【0021】なお、コンデンサ24は、セラミックコン
デンサもしくはフィルムコンデンサなどであり、ノイズ
の高調波成分を減衰させるため周波数特性のよいコンデ
ンサが望ましい。また、ダイオード6はスイッチング素
子のスイッチング周波数に合わせて高速形のダイオード
が望ましい。
【0022】以上のような自動車用ノイズフィルタは、
以下のように動作する。
【0023】スイッチング素子2のスイッチングにより
発生したバッテリ電源間に現れるノイズは、電解コンデ
ンサ22およびインダクタンス23からなるLCフィル
タにより減衰されることなる。一方、このノイズは、バ
ッテリ電源間の電圧変動にも影響を与えるが、この電圧
変動はコンデンサ22により低減される。また、インダ
クタンス23は、スイッチング素子2のオフ時の電流の
切れを多少悪くすることによりスイッチング素子2のオ
フ時に発生するノイズ量を減少させている。したがっ
て、ノイズが低減されることによりラジオノイズの周波
数帯の基本波のゲインも減少し車載するラジオへの影響
もほとんどなくなる。さらに、このノイズは、コンデン
サ24によりノイズに含まれる高調波成分を減衰され、
他の電子機器への影響を低減している。そして、ブロア
モータ1のインダクタンス成分により生じるノイズは、
ダイオード6によりバッテリ電源に回生し低減されるこ
とになる。
【0024】なお、電解コンデンサ22およびインダク
タンス23からなるLCフィルタの時定数はスイッチン
グ素子2のスイッチング周波数に応じて設定すれば良
い。例えば、スイッチング素子2のスイッチング周波数
が20kHzとして、この場合の回路定数をk=1とす
ると、インダクタンス23および電解コンデンサの値は
それぞれ0.4(μH)および1000(μF)程度に
なる。
【0025】以上のように構成し動作させることで本ノ
イズフィルタは、ダイオードによってブロアモータで発
生するノイズをバッテリ電源に回生することによりノイ
ズを低減し、フィルムコンデンサなどによりノイズの高
調波成分を減衰し、スイッチング素子のスイッチングに
より発生するバッテリ電源間のノイズをLCフィルタを
構成するインダクタンスおよび電解コンデンサにより減
衰すると共に、インダクタンスによりスイッチング素子
のオフ時に発生するノイズ量を減らし、電解コンデンサ
によりバッテリ電源間の電圧変動を低減するという同一
の素子において2つの作用および効果を持たせることに
より部品点数を低減することができる。
【0026】
【発明の効果】以上、述べたように本発明の自動車用ノ
イズフィルタは、ダイオードによりブロアモータで発生
するノイズをバッテリ電源に回生し、フィルムコンデン
サなどによってノイズの高調波成分を減衰する。そし
て、さらに電解コンデンサおよびインダクタンスにより
LCフィルタを形成しバッテリ電源間のノイズを減少さ
せると共に、インダクタンスでスイッチング素子のオフ
時に発生するノイズ量を減らし電解コンデンサによりバ
ッテリ電源間の電圧変動を低減するというもう一つの作
用および効果を持たせることによってラジオノイズ対策
に必要な部品点数を減らし効果的にノイズを減少させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の自動車用ノイズフィルタの構成を説
明するための図面である。
【図2】 従来の自動車用ノイズフィルタの構成を説明
するための図面である。
【符号の説明】
1…ブロアモータ、 2…スイ
ッチング素子、3…コントローラ、
4…π形フィルタ、5…L形フィルタ、
6…ダイオード、11…インダクタン
ス、 12…コンデンサ、13…コ
ンデンサ、 14…インダクタ
ンス、15…コンデンサ、 2
2…電解コンデンサ、23…インダクタンス、
24…セラミックコンデンサ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッテリ電源と第1接続部を接続し、自
    動車用空調装置の風量を決定するブロアモータ(1) と、 当該ブロアモータ(1) と並列に配置するように当該ブロ
    アモータ(1) の第1接続部および第2接続部とそれぞれ
    第1接続部および第2接続部を接続し、当該ブロアモー
    タ(1) により発生するサージ電圧を減衰させるためのダ
    イオード(6) と、 前記ブロアモータ(1) と直列に配置するように前記ブロ
    アモータ(1) の第2接続部と第1接続部を接続し、前記
    ブロアモータ(1) への電力を調整するためのスイッチン
    グ手段(2) と、 前記ブロアモータ(1) および前記ダイオード(6) ,前記
    スイッチング手段(2)と並列に配置するように前記ブロ
    アモータ(1) の第1接続部および前記スイッチング手段
    (2) の第2接続部とそれぞれ第1接続部および第2接続
    部を接続し、フィルタを形成するための第1コンデンサ
    (22)と、 前記第1コンデンサ(22)と直列に配置するように第1コ
    ンデンサ(22)の第2接続部と第1接続部を接続すると共
    に、第2接続部を接地し、フィルタを形成するためのイ
    ンダクタンス(23)と、 前記ブロアモータ(1) および前記ダイオード(6) ,前記
    スイッチング手段(2),第1コンデンサ(22),前記イン
    ダクタンス(23)と並列になるように前記ブロアモータ
    (1) の第1接続部および前記インダクタンス(23)の第2
    接続部とそれぞれ接続し、バッテリ電源間に発生するノ
    イズの高調波成分を低減するための第2コンデンサ(24)
    と、を有することを特徴とする自動車用ノイズフィル
    タ。
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