JP3436054B2 - インバータ電源を使用した電気機器 - Google Patents
インバータ電源を使用した電気機器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ電源使
用機器から漏洩する端子雑音を抑制する端子雑音フィル
タに関するものである。
用機器から漏洩する端子雑音を抑制する端子雑音フィル
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のインバータ電源を使用した電気機
器の実施例としての電子レンジの回路図を図８に示す。
図８に従来の端子雑音フィルタ１と従来のインバータ電
源２を示す。従来のインバータ電源２については、商用
電源をダイオードブリッジ３により整流して直流にし、
その電力を発振コンデンサ４とトランス５より構成され
る発振回路をスイッチング素子６のＯＮ−ＯＦＦ動作に
より発振し負荷としてのマグネトロン７への供給電力を
制御する構成であり、スイッチング素子６のＯＮ−ＯＦ
Ｆ動作により発生する入力電流の脈流や雑音を抑制する
ために平滑コンデンサ８やチョークコイル９を設けてい
る。
器の実施例としての電子レンジの回路図を図８に示す。
図８に従来の端子雑音フィルタ１と従来のインバータ電
源２を示す。従来のインバータ電源２については、商用
電源をダイオードブリッジ３により整流して直流にし、
その電力を発振コンデンサ４とトランス５より構成され
る発振回路をスイッチング素子６のＯＮ−ＯＦＦ動作に
より発振し負荷としてのマグネトロン７への供給電力を
制御する構成であり、スイッチング素子６のＯＮ−ＯＦ
Ｆ動作により発生する入力電流の脈流や雑音を抑制する
ために平滑コンデンサ８やチョークコイル９を設けてい
る。
【０００３】また、従来の端子雑音フィルタ１の構成に
ついて説明する。一般的に端子雑音の種類はノーマルモ
ードとコモンモードに区別され、各々の雑音を抑制する
手段として、前者はライン−ライン間にアクロスコンデ
ンサ１０および１１を用い、後者はコモンモードフィル
タコイル１２やアースコンデンサ１３および１４を用い
ていた。なお、１５はスイッチング素子６の動作を制御
する制御回路である。
ついて説明する。一般的に端子雑音の種類はノーマルモ
ードとコモンモードに区別され、各々の雑音を抑制する
手段として、前者はライン−ライン間にアクロスコンデ
ンサ１０および１１を用い、後者はコモンモードフィル
タコイル１２やアースコンデンサ１３および１４を用い
ていた。なお、１５はスイッチング素子６の動作を制御
する制御回路である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータ電源２では、これの入力電流の脈流や雑音を
抑制するために、チョークコイル９や平滑コンデンサ８
を大きくする手段がとられていた。平滑コンデンサ８を
大きくすると、電源投入時に平滑コンデンサ８に充電電
流が瞬時的に流れ、大きな突入電流が発生してしまうと
いう問題を有していた。またチョークコイル９を大きく
するには寸法的にも３倍から５倍のものが必要であり、
重量も大きく、コストも上がってしまうという問題があ
った。
インバータ電源２では、これの入力電流の脈流や雑音を
抑制するために、チョークコイル９や平滑コンデンサ８
を大きくする手段がとられていた。平滑コンデンサ８を
大きくすると、電源投入時に平滑コンデンサ８に充電電
流が瞬時的に流れ、大きな突入電流が発生してしまうと
いう問題を有していた。またチョークコイル９を大きく
するには寸法的にも３倍から５倍のものが必要であり、
重量も大きく、コストも上がってしまうという問題があ
った。
【０００５】また、さらに従来の端子雑音フィルタ１で
は、特にコモンモードの強い端子雑音が発生するインバ
ータ電源使用機器においては、雑音を抑制するための手
段としてコモンモードフィルタコイルを大きくする手段
がとられていた。これを大きくすると、かなり大きなも
のが必要となり、寸法的にも３から５倍以上のものが必
要で、重量も大きく、コストもアップしてしまうという
問題を有していた。また、アースコンデンサ１３および
１４の容量を大きくする手段もある。しかし、機器が接
地されなかった場合は、人が機器に触れた際にこのアー
スコンデンサ１３および１４を通じて人体に電流が流れ
異常を感じてしまう。従ってアースコンデンサも大きく
するには限界があるという問題があった。
は、特にコモンモードの強い端子雑音が発生するインバ
ータ電源使用機器においては、雑音を抑制するための手
段としてコモンモードフィルタコイルを大きくする手段
がとられていた。これを大きくすると、かなり大きなも
のが必要となり、寸法的にも３から５倍以上のものが必
要で、重量も大きく、コストもアップしてしまうという
問題を有していた。また、アースコンデンサ１３および
１４の容量を大きくする手段もある。しかし、機器が接
地されなかった場合は、人が機器に触れた際にこのアー
スコンデンサ１３および１４を通じて人体に電流が流れ
異常を感じてしまう。従ってアースコンデンサも大きく
するには限界があるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためのものである。インバータ電源については、ス
イッチング素子のＯＮ−ＯＦＦ動作による脈流や雑音を
抑制するためのチョークコイルとチョークコイルに並列
にチョーク用共振コンデンサ５を接続したチョーク回路
を構成する。そしてチョークコイルのインダクタンスＬ
Ｃとチョーク用共振コンデンサの容量ＣＣの相関関係を
するためのものである。インバータ電源については、ス
イッチング素子のＯＮ−ＯＦＦ動作による脈流や雑音を
抑制するためのチョークコイルとチョークコイルに並列
にチョーク用共振コンデンサ５を接続したチョーク回路
を構成する。そしてチョークコイルのインダクタンスＬ
Ｃとチョーク用共振コンデンサの容量ＣＣの相関関係を
【０００７】
【数３】
【０００８】とし、ｆＣの値を端子雑音の抑制に有効な
周波数に設定する。
周波数に設定する。
【０００９】また、端子雑音フィルターに関しては、コ
モンモードフィルタコイルに並列にコモンモードフィル
ター用共振コンデンサを接続する。そしてコモンモード
フィルタコイルのインダクタンスＬｆとコモンモードフ
ィルタ用共振コンデンサの容量Ｃｆの相関関係を
モンモードフィルタコイルに並列にコモンモードフィル
ター用共振コンデンサを接続する。そしてコモンモード
フィルタコイルのインダクタンスＬｆとコモンモードフ
ィルタ用共振コンデンサの容量Ｃｆの相関関係を
【００１０】
【数４】
【００１１】とし、ｆｆの値を端子雑音の抑制に有効な
周波数に設定する。
周波数に設定する。
【００１２】また、広い周波数範囲を有効に抑制するた
め、ｆＣとｆｆの値を異なる周波数に設定することでも
可能である。
め、ｆＣとｆｆの値を異なる周波数に設定することでも
可能である。
【００１３】また、ｆＣやｆｆをインバータ電源の動作
周波数の高調波として特に第１から第５高調波に設定す
ることも有効である。
周波数の高調波として特に第１から第５高調波に設定す
ることも有効である。
【００１４】また、ｆＣやｆｆを５０ＫＨｚｋら５００
ＫＨｚに設定することも有効である。これは、端子雑音
の規制が国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）により
国際的に検討されており、１５０ＫＨｚから規制値が検
討されている。１５０ＫＨｚからは、インバータ電源の
動作周波数の第３から第５高調波がこれに当たり、また
これらの周波数を抑制するには、むつかしい周波数帯で
もある。従って一般にインバータ電源の動作周波数は２
０ＫＨｚから１００ＫＨｚであり、これらの３倍から５
倍が高調波雑音となるため、２０ＫＨｚの３倍で約５０
ＫＨｚ、１００ＫＨｚの５倍で５００ＫＨｚとなる。従
って５０ＫＨｚから５００ＫＨｚにｆＣやｆｆを設定す
るのが有効である。
ＫＨｚに設定することも有効である。これは、端子雑音
の規制が国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）により
国際的に検討されており、１５０ＫＨｚから規制値が検
討されている。１５０ＫＨｚからは、インバータ電源の
動作周波数の第３から第５高調波がこれに当たり、また
これらの周波数を抑制するには、むつかしい周波数帯で
もある。従って一般にインバータ電源の動作周波数は２
０ＫＨｚから１００ＫＨｚであり、これらの３倍から５
倍が高調波雑音となるため、２０ＫＨｚの３倍で約５０
ＫＨｚ、１００ＫＨｚの５倍で５００ＫＨｚとなる。従
って５０ＫＨｚから５００ＫＨｚにｆＣやｆｆを設定す
るのが有効である。
【００１５】また、ｆｆを５０ＫＨｚから５００ＫＨｚ
に設定し、ｆｃをインバータ電源の動作周波数の１から
５倍に設定したり、逆にｆｃを５０ＫＨｚから５００Ｋ
Ｈｚとし、ｆｆをインバータ電源の動作周波数の１から
５倍に設定してもよい。
に設定し、ｆｃをインバータ電源の動作周波数の１から
５倍に設定したり、逆にｆｃを５０ＫＨｚから５００Ｋ
Ｈｚとし、ｆｆをインバータ電源の動作周波数の１から
５倍に設定してもよい。
【００１６】以上のようにすれば、平滑コンデンサを大
きくし、その結果、突入電流の発生も防止でき、さらに
チョークコイルやコモンモードフィルタコイルの寸法を
大きくする必要もなく、コストアップも防止できる。さ
らにアースコンデンサの容量も大きくする必要もない。
きくし、その結果、突入電流の発生も防止でき、さらに
チョークコイルやコモンモードフィルタコイルの寸法を
大きくする必要もなく、コストアップも防止できる。さ
らにアースコンデンサの容量も大きくする必要もない。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、商用電源を整流するダ
イオードブリッジと負荷への供給電力を制御するための
スイッチング素子とこのスイッチング素子の動作で生じ
る雑音を抑制するチョークコイルとチョークコイルに並
列に接続されたチョーク用共振コンデンサとより成るイ
ンバータ電源と、負荷電流に対しては対なるコイルで誘
起される磁束がお互いに打ち消し合いリアクタンス負荷
として影響を及ぼすことなくアース−ライン間に発生す
るコモンモード雑音に対してリアクタンス負荷として働
くコモンモードフィルタコイルと、コモンモードの端子
雑音を低減するべく抑制したい周波数に対して共振させ
ることによりインピーダンスが大きくなって雑音を抑制
する効果を得ることができるように前記コモンモードフ
ィルタコイルの各コイルに並列に接続されたコモンモー
ドフィルタ用共振コンデンサとを備え、前記チョークコ
イルのインダクタンスＬＣと前記チョークコイルのイン
ダクタンスＬＣと前記チョーク用共振コンデンサの容量
ＣＣ、および前記コモンモードフィルタコイルのインダ
クタンスＬｆと前記コモンモードフィルタ用共振コンデ
ンサの容量Ｃｆとの各相関関係を
イオードブリッジと負荷への供給電力を制御するための
スイッチング素子とこのスイッチング素子の動作で生じ
る雑音を抑制するチョークコイルとチョークコイルに並
列に接続されたチョーク用共振コンデンサとより成るイ
ンバータ電源と、負荷電流に対しては対なるコイルで誘
起される磁束がお互いに打ち消し合いリアクタンス負荷
として影響を及ぼすことなくアース−ライン間に発生す
るコモンモード雑音に対してリアクタンス負荷として働
くコモンモードフィルタコイルと、コモンモードの端子
雑音を低減するべく抑制したい周波数に対して共振させ
ることによりインピーダンスが大きくなって雑音を抑制
する効果を得ることができるように前記コモンモードフ
ィルタコイルの各コイルに並列に接続されたコモンモー
ドフィルタ用共振コンデンサとを備え、前記チョークコ
イルのインダクタンスＬＣと前記チョークコイルのイン
ダクタンスＬＣと前記チョーク用共振コンデンサの容量
ＣＣ、および前記コモンモードフィルタコイルのインダ
クタンスＬｆと前記コモンモードフィルタ用共振コンデ
ンサの容量Ｃｆとの各相関関係を
【００１８】
【数５】
【００１９】とし、ｆｆの値を５０ＫＨｚから５００Ｋ
Ｈｚに設定し、かつｆｃの値をインバータ電源の動作周
波数の１から５倍に設定する構成とする。これは、ＬＣ
とＣＣおよびＬｆとＣｆをそれぞれ抑制したい周波数に
対して共振させることによりインピーダンスが大きくな
って雑音を抑制する効果を得ることができる。
Ｈｚに設定し、かつｆｃの値をインバータ電源の動作周
波数の１から５倍に設定する構成とする。これは、ＬＣ
とＣＣおよびＬｆとＣｆをそれぞれ抑制したい周波数に
対して共振させることによりインピーダンスが大きくな
って雑音を抑制する効果を得ることができる。
【００２０】また、商用電源を整流するダイオードブリ
ッジと負荷への供給電力を制御するためのスイッチング
素子と前記スイッチング素子の動作で生じる雑音を制御
するチョークコイルと前記チョークコイルに並列に接続
したチョーク用共振コンデンサとを有するインバータ電
源と、負荷電流に対しては対なるコイルで誘起される磁
束がお互いに打ち消し合いリアクタンス負荷として影響
を及ぼすことなくアース−ライン間に発生するコモンモ
ード雑音に対してリアクタンス負荷として働くコモンモ
ードフィルタコイルと、コモンモードの端子雑音を低減
するべく抑制したい周波数に対して共振させることによ
りインピーダンスが大きくなって雑音を抑制する効果を
得ることができるように前記コモンモードフィルタコイ
ルの各コイルに並列に接続されたコモンモードフィルタ
用共振コンデンサとを備え、前記チョークコイルのイン
ダクタンスＬＣと前記チョークコイルのインダクタンス
ＬＣと前記チョーク用共振コンデンサの容量ＣＣ、およ
び前記コモンモードフィルタコイルのインダクタンスＬ
ｆと前記コモンモードフィルタ用共振コンデンサの 容量
Ｃｆとの各相関関係を
ッジと負荷への供給電力を制御するためのスイッチング
素子と前記スイッチング素子の動作で生じる雑音を制御
するチョークコイルと前記チョークコイルに並列に接続
したチョーク用共振コンデンサとを有するインバータ電
源と、負荷電流に対しては対なるコイルで誘起される磁
束がお互いに打ち消し合いリアクタンス負荷として影響
を及ぼすことなくアース−ライン間に発生するコモンモ
ード雑音に対してリアクタンス負荷として働くコモンモ
ードフィルタコイルと、コモンモードの端子雑音を低減
するべく抑制したい周波数に対して共振させることによ
りインピーダンスが大きくなって雑音を抑制する効果を
得ることができるように前記コモンモードフィルタコイ
ルの各コイルに並列に接続されたコモンモードフィルタ
用共振コンデンサとを備え、前記チョークコイルのイン
ダクタンスＬＣと前記チョークコイルのインダクタンス
ＬＣと前記チョーク用共振コンデンサの容量ＣＣ、およ
び前記コモンモードフィルタコイルのインダクタンスＬ
ｆと前記コモンモードフィルタ用共振コンデンサの 容量
Ｃｆとの各相関関係を
【００２１】
【数６】
【００２２】とし、ｆｆの値をインバータ電源の動作周
波数の１から５倍に設定しかつｆｃを５０ＫＨｚから５
００ＫＨｚに設定する構成とする。これは、ＬＣとＣＣ
およびＬｆとＣｆをそれぞれ抑制したい周波数に対して
共振させることによりインピーダンスが大きくなって雑
音を抑制する効果を得ることができる。
波数の１から５倍に設定しかつｆｃを５０ＫＨｚから５
００ＫＨｚに設定する構成とする。これは、ＬＣとＣＣ
およびＬｆとＣｆをそれぞれ抑制したい周波数に対して
共振させることによりインピーダンスが大きくなって雑
音を抑制する効果を得ることができる。
【００２３】そして、ｆＣとｆｆを異なる値に設定する
ことにより、抑制できる周波数の範囲が広がり、広帯域
に亘りノイズを抑制する効果が得られる。
ことにより、抑制できる周波数の範囲が広がり、広帯域
に亘りノイズを抑制する効果が得られる。
【００２４】さらにｆＣやｆｆをインバータ電源の高調
波成分として大きい第１から第５高調波の周波数に設定
することにより、インバータ電源より発生する雑音を有
効に抑制できる。
波成分として大きい第１から第５高調波の周波数に設定
することにより、インバータ電源より発生する雑音を有
効に抑制できる。
【００２５】また、ｆＣやｆｆを５０ＫＨｚから５００
ＫＨｚに設定するのも有効である。これは、端子雑音の
規制値が国際的に検討されており、１５０ＫＨｚ以上か
ら規制される。この周波数の雑音は抑制するのがむずか
しく、特にインバータ電源の第３から第５高調波がこれ
に当たり、周波数としては約５０ＫＨｚから５００ＫＨ
ｚとなる。
ＫＨｚに設定するのも有効である。これは、端子雑音の
規制値が国際的に検討されており、１５０ＫＨｚ以上か
ら規制される。この周波数の雑音は抑制するのがむずか
しく、特にインバータ電源の第３から第５高調波がこれ
に当たり、周波数としては約５０ＫＨｚから５００ＫＨ
ｚとなる。
【００２６】さらに、ｆｃとｆｆのそれぞれをインバー
タ電源動作周波数の１から５倍の周波数と５０ＫＨｚか
ら５００ＫＨｚの周波数を組み合わせて設定することも
有効に雑音を抑制できる。
タ電源動作周波数の１から５倍の周波数と５０ＫＨｚか
ら５００ＫＨｚの周波数を組み合わせて設定することも
有効に雑音を抑制できる。
【００２７】そして、平滑コンデンサやチョークコイ
ル、コモンモードフィルタコイルやアースコンデンサ等
を大きくする必要もない。
ル、コモンモードフィルタコイルやアースコンデンサ等
を大きくする必要もない。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
説明する。
【００２９】図１は、本発明のインバータ電源を使用し
た電気機器としての電子レンジの回路図を示す。また、
図中の端子雑音フィルタ１６およびチョークコイル９と
チョーク用共振コンデンサ１７より構成されるチョーク
回路をそれぞれ図２の（ａ）および（ｂ）に示す。
た電気機器としての電子レンジの回路図を示す。また、
図中の端子雑音フィルタ１６およびチョークコイル９と
チョーク用共振コンデンサ１７より構成されるチョーク
回路をそれぞれ図２の（ａ）および（ｂ）に示す。
【００３０】図１において、商用電源から入力させた電
力は端子雑音フィルタ１６を通過してインバータ電源１
８に入力される。入力された電力はダイオードブリッジ
３により整流し、直流交換する。この直流交換された電
力を、発振回路を構成する発振コンデンサ４とトランス
５へ供給し、その電力供給量をスイッチング素子６によ
って制御する。スイッチング素子６は制御回路１５から
の信号によって動作する。制御回路１５は負荷への電力
供給量に対応して、スイッチング素子６のＯＮ−ＯＦＦ
の動作周波数やデューティを制御する。トランス５によ
り昇圧された電力は負荷としてマグネトロン７に供給さ
れる。一般にこのようなインバータ電源の動作周波数
は、２０ＫＨｚから１００ＫＨｚ程度のものが用いられ
る。このスイッチング素子６のＯＮ−ＯＦＦ動作に伴っ
てインバータ電源の入力電流にそのために発生する雑音
や脈流が生じる。その波形を図３（ａ）に示す。商用電
源の周波数５０／６０Ｈｚに脈流が重畳された電波が流
れ、端子雑音も大きく発生する。
力は端子雑音フィルタ１６を通過してインバータ電源１
８に入力される。入力された電力はダイオードブリッジ
３により整流し、直流交換する。この直流交換された電
力を、発振回路を構成する発振コンデンサ４とトランス
５へ供給し、その電力供給量をスイッチング素子６によ
って制御する。スイッチング素子６は制御回路１５から
の信号によって動作する。制御回路１５は負荷への電力
供給量に対応して、スイッチング素子６のＯＮ−ＯＦＦ
の動作周波数やデューティを制御する。トランス５によ
り昇圧された電力は負荷としてマグネトロン７に供給さ
れる。一般にこのようなインバータ電源の動作周波数
は、２０ＫＨｚから１００ＫＨｚ程度のものが用いられ
る。このスイッチング素子６のＯＮ−ＯＦＦ動作に伴っ
てインバータ電源の入力電流にそのために発生する雑音
や脈流が生じる。その波形を図３（ａ）に示す。商用電
源の周波数５０／６０Ｈｚに脈流が重畳された電波が流
れ、端子雑音も大きく発生する。
【００３１】本発明は、この端子雑音を低減するため
に、チョークコイル９とこれに並列に接続されたチョー
ク用共振コンデンサ１７より成るチョーク回路と、端子
雑音フィルタ１６のコモンモードフィルタコイル１２と
このコモンモードフィルタコイルの各巻線に並列にコモ
ンモードフィルタ用共振コンデンサ１９、２０を接続
し、それぞれのインダクタンスや容量を適切に設定する
ことにより図３（ｂ）のように雑音や脈流を小さくする
ことができる。
に、チョークコイル９とこれに並列に接続されたチョー
ク用共振コンデンサ１７より成るチョーク回路と、端子
雑音フィルタ１６のコモンモードフィルタコイル１２と
このコモンモードフィルタコイルの各巻線に並列にコモ
ンモードフィルタ用共振コンデンサ１９、２０を接続
し、それぞれのインダクタンスや容量を適切に設定する
ことにより図３（ｂ）のように雑音や脈流を小さくする
ことができる。
【００３２】まず、チョークコイル９とチョーク用共振
コンデンサ１７より成るチョーク回路を説明する。回路
構成を図２（ｂ）に示す。チョークコイル９の外観を図
４に示す。コアにコイルを巻いたもので、脈流や雑音の
抑制能力を上げるには、寸法やコイルの巻数を増加する
方法があるが、大形となり重量も大きく、又コストも上
がってしまう。そこで、チョークコイル９に並列にチョ
ーク用共振コンデンサ１７を接続することで、適切な抑
制能力を有するものが実現できる。チョークコイル９の
インダクタンスＬＣとチョーク用共振コンデンサ１７の
容量ＣＣの合成インピーダンスＺＣは、ＬＣとＣＣの並
列回路となり、
コンデンサ１７より成るチョーク回路を説明する。回路
構成を図２（ｂ）に示す。チョークコイル９の外観を図
４に示す。コアにコイルを巻いたもので、脈流や雑音の
抑制能力を上げるには、寸法やコイルの巻数を増加する
方法があるが、大形となり重量も大きく、又コストも上
がってしまう。そこで、チョークコイル９に並列にチョ
ーク用共振コンデンサ１７を接続することで、適切な抑
制能力を有するものが実現できる。チョークコイル９の
インダクタンスＬＣとチョーク用共振コンデンサ１７の
容量ＣＣの合成インピーダンスＺＣは、ＬＣとＣＣの並
列回路となり、
【００３３】
【数７】
【００３４】となる。このとき、１−（２πｆＣ）２Ｃ
ＣＬＣ＝０、すなわち
ＣＬＣ＝０、すなわち
【００３５】
【数８】
【００３６】となるとき、インピーダンスＺＣは無限大
となり、その周波数ｆＣに対する雑音の抑制効果が極め
て大きい。従ってｆＣの値を端子雑音の抑制するのに有
効な周波数に設定すれば、大きなチョークコイル９を必
要としない。
となり、その周波数ｆＣに対する雑音の抑制効果が極め
て大きい。従ってｆＣの値を端子雑音の抑制するのに有
効な周波数に設定すれば、大きなチョークコイル９を必
要としない。
【００３７】もう一つの端子雑音フィルタ１６を説明す
る。回路構成を図２（ａ）に示す。ＡＣ１、ＡＣ２の入
力側から商用電源が入力され、ＡＣ３、ＡＣ４の出力側
から負荷としてインバータ電源１８へ供給される。１２
はコモンモードフィルターコイルであり、図５にその外
観図を示す。各ラインのコイル巻線が一つの環状のコア
に巻かれており、その働きは負荷電流に対しては対なる
コイルで誘起される磁束がお互いに打ち消し合いリアク
タンス負荷として影響を及ぼすことはないが、ライン−
アース間に発生するコモンモードノイズに対しては誘導
性リアクタンスとして働き、雑音の外部への漏洩を阻止
する。１９および２０はコモンモードフィルタ用共振コ
ンデンサであり、コモンモードフィルタコイル１２の各
コイルに並列の接続されている。そして、コモンモード
フィルタコイル１２のインダクタンスＬｆとコモンモー
ドフィルタ用共振コンデンサ１９および２０の容量Ｃｆ
の合成インピーダンスＺｆはＬｆとＣｆの並列回路とな
り、
る。回路構成を図２（ａ）に示す。ＡＣ１、ＡＣ２の入
力側から商用電源が入力され、ＡＣ３、ＡＣ４の出力側
から負荷としてインバータ電源１８へ供給される。１２
はコモンモードフィルターコイルであり、図５にその外
観図を示す。各ラインのコイル巻線が一つの環状のコア
に巻かれており、その働きは負荷電流に対しては対なる
コイルで誘起される磁束がお互いに打ち消し合いリアク
タンス負荷として影響を及ぼすことはないが、ライン−
アース間に発生するコモンモードノイズに対しては誘導
性リアクタンスとして働き、雑音の外部への漏洩を阻止
する。１９および２０はコモンモードフィルタ用共振コ
ンデンサであり、コモンモードフィルタコイル１２の各
コイルに並列の接続されている。そして、コモンモード
フィルタコイル１２のインダクタンスＬｆとコモンモー
ドフィルタ用共振コンデンサ１９および２０の容量Ｃｆ
の合成インピーダンスＺｆはＬｆとＣｆの並列回路とな
り、
【００３８】
【数９】
【００３９】となる。この時１−（２πｆｆ）２ＣｆＬ
ｆ＝０すなわち
ｆ＝０すなわち
【００４０】
【数１０】
【００４１】となる時、インピーダンスＺｆは無限大と
なり、その周波数ｆｆに対する雑音の阻止する効果が極
めて大きい。従って雑音を抑制するのに有効な周波数ｆ
ｆに対してＬｆとＣｆを設定すれば大きなコモンモード
フィルタコイル１２を必要としない。
なり、その周波数ｆｆに対する雑音の阻止する効果が極
めて大きい。従って雑音を抑制するのに有効な周波数ｆ
ｆに対してＬｆとＣｆを設定すれば大きなコモンモード
フィルタコイル１２を必要としない。
【００４２】図６は、本発明の実施例のインバータ電源
１１を使用した電気機器のチョーク回路のインピーダン
スＺＣと端子雑音フィルタのインピーダンスＺｆのそれ
ぞれの周波数特性を示す。横軸に周波数を対数目盛で示
し、縦軸にインピーダンスを示す。ＺＣはｆＣで最大と
なり、Ｚｆはｆｆで最大となる。そして、ｆＣとｆｆを
異なる値にすることによって、ＺｆとＺＣの合成インピ
ーダンスＺＣｆは図６に示す様に広い周波数範囲で高い
値となる。その結果、雑音を抑制する周波数の範囲が広
がる効果が得られる。
１１を使用した電気機器のチョーク回路のインピーダン
スＺＣと端子雑音フィルタのインピーダンスＺｆのそれ
ぞれの周波数特性を示す。横軸に周波数を対数目盛で示
し、縦軸にインピーダンスを示す。ＺＣはｆＣで最大と
なり、Ｚｆはｆｆで最大となる。そして、ｆＣとｆｆを
異なる値にすることによって、ＺｆとＺＣの合成インピ
ーダンスＺＣｆは図６に示す様に広い周波数範囲で高い
値となる。その結果、雑音を抑制する周波数の範囲が広
がる効果が得られる。
【００４３】図７は、端子雑音のスペクトル図であり、
横軸に周波数を対数目盛で表わし、縦軸に端子雑音電圧
を示す。縦軸は、１μＶをＯｄＢμＶとし、Ｖ（ｄＢμ
Ｖ）＝２０ｌｏｇＶ（μＶ）の値を示す。図中で点線で
示す値は、雑音規制値として検討されている値で国際的
に国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）にて検討され
ている。従ってこれより小さくしておく必要がある。ま
た、本発明と従来との端子雑音のスペクトルを示す。
（ａ）が本発明のもので、（ｂ）が従来のものを示す。
（ａ）は、ｆｃを６０ＫＨｚ、ｆｆを２００ＫＨｚに設
定した時の端子雑音である。（ａ）は（ｂ）に比較して
５００ＫＨｚ以下では小さいが、５００ＫＨｚ以上では
返って大きくなっている。しかし、（ａ）の方が規制値
に対して高い値を示す周波数に対して効果があるため、
全体として規制値を満足している。
横軸に周波数を対数目盛で表わし、縦軸に端子雑音電圧
を示す。縦軸は、１μＶをＯｄＢμＶとし、Ｖ（ｄＢμ
Ｖ）＝２０ｌｏｇＶ（μＶ）の値を示す。図中で点線で
示す値は、雑音規制値として検討されている値で国際的
に国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）にて検討され
ている。従ってこれより小さくしておく必要がある。ま
た、本発明と従来との端子雑音のスペクトルを示す。
（ａ）が本発明のもので、（ｂ）が従来のものを示す。
（ａ）は、ｆｃを６０ＫＨｚ、ｆｆを２００ＫＨｚに設
定した時の端子雑音である。（ａ）は（ｂ）に比較して
５００ＫＨｚ以下では小さいが、５００ＫＨｚ以上では
返って大きくなっている。しかし、（ａ）の方が規制値
に対して高い値を示す周波数に対して効果があるため、
全体として規制値を満足している。
【００４４】規制値は図７に示す様に１５０ＫＨｚ以上
であるため、ｆｃやｆｆを決定する際、インバータ電源
１１の動作周波数や雑音の発生する周波数を考慮して最
適値に設定すべきである。
であるため、ｆｃやｆｆを決定する際、インバータ電源
１１の動作周波数や雑音の発生する周波数を考慮して最
適値に設定すべきである。
【００４５】また、広い周波数範囲を抑制するため、ｆ
ｃとｆｆを異なる値に設定することが有効である。
ｃとｆｆを異なる値に設定することが有効である。
【００４６】また、ｆｃやｆｆをインバータ電源の動作
周波数の高調波として、特に第１から第５高調波に設定
することもインバータ電源から発生する雑音を有効に抑
制できる。
周波数の高調波として、特に第１から第５高調波に設定
することもインバータ電源から発生する雑音を有効に抑
制できる。
【００４７】また、ｆｃやｆｆを５０ＫＨｚから５００
ＫＨｚに設定することも有効である。これは、端子雑音
の規制が１５０ＫＨｚからであり、この値はインバータ
電源１１の動作周波数の第３から第５高調波がこれに当
たり、またこれらよりその付近の周波数雑音も発生す
る。これらの周波数は抑制するのがむづかしい周波数帯
でもある。従って一般にインバータ電源１１の動作周波
数は２０ＫＨｚから１００ＫＨｚであり、２０ｋＨｚの
３倍で約５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚの５倍で５００ｋＨ
ｚとなる。従って５０ｋＨｚから５００ｋＨｚにｆｃや
ｆｆを設定するのが有効である。
ＫＨｚに設定することも有効である。これは、端子雑音
の規制が１５０ＫＨｚからであり、この値はインバータ
電源１１の動作周波数の第３から第５高調波がこれに当
たり、またこれらよりその付近の周波数雑音も発生す
る。これらの周波数は抑制するのがむづかしい周波数帯
でもある。従って一般にインバータ電源１１の動作周波
数は２０ＫＨｚから１００ＫＨｚであり、２０ｋＨｚの
３倍で約５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚの５倍で５００ｋＨ
ｚとなる。従って５０ｋＨｚから５００ｋＨｚにｆｃや
ｆｆを設定するのが有効である。
【００４８】また、ｆｆを５０ｋＨｚから５００ｋＨｚ
に設定し、ｆｃをインバータ電源１１の動作周波数の１
から５倍に設定したり、逆んいｆｃを５０ｋＨｚから５
００ｋＨｚに設定したｆｆをインバータ電源１１の動作
周波数の１から５倍に設定しても、有効に雑音抑制能力
が得られる。
に設定し、ｆｃをインバータ電源１１の動作周波数の１
から５倍に設定したり、逆んいｆｃを５０ｋＨｚから５
００ｋＨｚに設定したｆｆをインバータ電源１１の動作
周波数の１から５倍に設定しても、有効に雑音抑制能力
が得られる。
【００４９】また、５０ｋＨｚから５００ｋＨｚに設定
することにより、高調波のみでなく、高調波によって発
生する異なる周波数の雑音に対しても有効である。
することにより、高調波のみでなく、高調波によって発
生する異なる周波数の雑音に対しても有効である。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明のインバータ電源を
使用した電気機器においては、平滑コンデンサを大きく
し、その結果突入電流の発生が防止できる。また、チョ
ークコイルやコモンモードフィルタコイルの寸法を大き
くする必要もない。さらにアースコンデンサの容量を大
きくする必要もなく、機器が接地されていない時に人が
機器に触れても異常を感じない。
使用した電気機器においては、平滑コンデンサを大きく
し、その結果突入電流の発生が防止できる。また、チョ
ークコイルやコモンモードフィルタコイルの寸法を大き
くする必要もない。さらにアースコンデンサの容量を大
きくする必要もなく、機器が接地されていない時に人が
機器に触れても異常を感じない。
【００５１】また、広い周波数範囲に亘り、強力に雑音
を抑制する効果が得られる。
を抑制する効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例のインバータ電源を使用した
電気機器としての電子レンジの回路図
電気機器としての電子レンジの回路図
【図２】（ａ）同インバータ電源を使用した電気機器の
端子雑音フィルタの回路図 （ｂ）同インバータ電源を使用した電気機器のチョーク
回路の回路図
端子雑音フィルタの回路図 （ｂ）同インバータ電源を使用した電気機器のチョーク
回路の回路図
【図３】（ａ）従来の電子レンジのインバータ電源の入
力電流波形図 （ｂ）本発明のインバータ電源を用いた電子レンジのイ
ンバータ電源の入力電流波形図
力電流波形図 （ｂ）本発明のインバータ電源を用いた電子レンジのイ
ンバータ電源の入力電流波形図
【図４】チョークコイルの外観図
【図５】コモンモードフィルタコイルの外観図
【図６】本発明の一実施例のインバータ電源を使用した
電気機器の端子雑音フィルタとチョーク回路の周波数に
対するインピーダンス特性を示すグラフ
電気機器の端子雑音フィルタとチョーク回路の周波数に
対するインピーダンス特性を示すグラフ
【図７】同インバータ電源を使用した電気機器の端子雑
音の強さを比較するための雑音スペクトル図
音の強さを比較するための雑音スペクトル図
【図８】従来のインバータ電源を使用した電気機器とし
ての電子レンジの回路図
ての電子レンジの回路図
【符号の説明】１８
インバータ電源
３ ダイオードブリッジ
６ スイッチング素子
９ チョークコイル
１２ コモンモードフィルタコイル
１７ チョーク用共振コンデンサ
１９、２０ コモンモードフィルタ用共振コンデンサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−316649（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−198444（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−245958（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−192860（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−217813（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−102122（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 1/12
H02M 7/06
H02M 7/48
H03K 17/16
H05B 6/66
Claims (2)
- 【請求項１】 商用電源を整流するダイオードブリッジ
と負荷への供給電力を制御するためのスイッチング素子
と前記スイッチング素子の動作で生じる雑音を制御する
チョークコイルと前記チョークコイルに並列に接続した
チョーク用共振コンデンサとを有するインバータ電源
と、負荷電流に対しては対なるコイルで誘起される磁束
がお互いに打ち消し合いリアクタンス負荷として影響を
及ぼすことなくアース−ライン間に発生するコモンモー
ド雑音に対してリアクタンス負荷として働くコモンモー
ドフィルタコイルと、コモンモードの端子雑音を低減す
るべく抑制したい周波数に対して共振させることにより
インピーダンスが大きくなって雑音を抑制する効果を得
ることができるように前記コモンモードフィルタコイル
の各コイルに並列に接続されたコモンモードフィルタ用
共振コンデンサとを備え、前記チョークコイルのインダ
クタンスＬＣと前記チョークコイルのインダクタンスＬ
Ｃと前記チョーク用共振コンデンサの容量ＣＣ、および
前記コモンモードフィルタコイルのインダクタンスＬｆ
と前記コモンモードフィルタ用共振コンデンサの容量Ｃ
ｆとの各相関関係を 【数１】 とし、ｆｆの値を５０ＫＨｚから５００ＫＨｚに設定
し、かつｆｃの値をインバータ電源の動作周波数の１か
ら５倍に設定したインバータ電源を使用した電気機器。 - 【請求項２】 商用電源を整流するダイオードブリッジ
と負荷への供給電力を制御するためのスイッチング素子
と前記スイッチング素子の動作で生じる雑音を制御する
チョークコイルと前記チョークコイルに並列に接続した
チョーク用共振コンデンサとを有するインバータ電源
と、負荷電流に対しては対なるコイルで誘起される磁束
がお互いに打ち消し合いリアクタンス負荷として影響を
及ぼすこと なくアース−ライン間に発生するコモンモー
ド雑音に対してリアクタンス負荷として働くコモンモー
ドフィルタコイルと、コモンモードの端子雑音を低減す
るべく抑制したい周波数に対して共振させることにより
インピーダンスが大きくなって雑音を抑制する効果を得
ることができるように前記コモンモードフィルタコイル
の各コイルに並列に接続されたコモンモードフィルタ用
共振コンデンサとを備え、前記チョークコイルのインダ
クタンスＬＣと前記チョークコイルのインダクタンスＬ
Ｃと前記チョーク用共振コンデンサの容量ＣＣ、および
前記コモンモードフィルタコイルのインダクタンスＬｆ
と前記コモンモードフィルタ用共振コンデンサの容量Ｃ
ｆとの各相関関係を 【数２】 とし、ｆｆの値をインバータ電源の動作周波数の１から
５倍に設定しかつｆｃを５０ＫＨｚから５００ＫＨｚに
設定したインバータ電源を使用した電気機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06405697A JP3436054B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | インバータ電源を使用した電気機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06405697A JP3436054B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | インバータ電源を使用した電気機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10262364A JPH10262364A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3436054B2 true JP3436054B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=13247064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06405697A Expired - Fee Related JP3436054B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | インバータ電源を使用した電気機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436054B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338722A (ja) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Tdk Corp | ノイズ抑制回路 |
| JP4110976B2 (ja) * | 2003-01-17 | 2008-07-02 | 松下電工株式会社 | スイッチング電源装置 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP06405697A patent/JP3436054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10262364A (ja) | 1998-09-29 |
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Legal Events
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