JP5707435B2 - ノイズフィルタ - Google Patents
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Description
2個のコンデンサと、
グランドに接続した金属製の筐体とを備え、
上記2個のコンデンサは上記筐体に収容されており、
上記2個のコンデンサは、一方の電極が上記外部端子にそれぞれ電気的に接続し、他方の電極が上記筐体にそれぞれ電気的に接続しており、
上記2個のコンデンサと上記外部端子と上記筐体とによって、電流が流れるループが形成され、
上記ループ内には、上記電力変換回路の一部から発生した交流磁界の磁束がそれぞれ貫く、第1領域と第2領域との2つの領域があり、
上記磁束が上記第1領域を貫くことにより上記ループに第1誘導ノイズ電流が誘起され、上記磁束が上記第2領域を貫くことにより、上記ループに、上記第1誘導ノイズ電流とは逆向きに流れる第2誘導ノイズ電流が誘起されるよう構成してあることを特徴とするノイズフィルタにある(請求項1)。
そのため、ループに誘導ノイズ電流が発生しても、上記2つの誘導ノイズ電流は互いに逆向きに流れるため、打ち消し合って弱まる。したがって、外部端子に大きな誘導ノイズ電流が混入しにくくなる。
この場合には、互いに反対向きに流れる2つの誘導ノイズ電流の大きさが略同じであるため、この2つの誘導ノイズ電流が打消し合った後の、残余の誘導ノイズ電流を小さくすることができる。そのため、外部端子に混入する誘導ノイズ電流を減少させることができる。
この場合には、外部端子に混入する誘導ノイズ電流を、さらに低減することができる。
この場合には、導線によって、ループの面積を大きくすることができる。そのため、交流磁界の磁束が、ループ内の2つの領域をそれぞれ貫きやすくなる。したがってループに、互いに反対向きに流れる2つの誘導ノイズ電流が発生しやすくなり、これら2つの誘導ノイズ電流を互いに打消し合わせて弱めやすくなる。
この場合には、支柱によって、ループの面積を大きくすることができる。そのため、交流磁界の磁束が、ループ内の2つの領域をそれぞれ貫きやすくなる。したがってループに、互いに反対向きに流れる2つの誘導ノイズ電流が発生しやすくなり、これら2つの誘導ノイズ電流を互いに打消し合わせて弱めやすくなる。
また、上述のようにコンデンサをプリント基板に固定すると、プリント基板に形成した配線を使って、コンデンサを外部端子や筐体に容易に電気接続することが可能になる。
また、上記構成では、プリント基板を支持するための支柱を使ってループを構成しているため、プリント基板を支持するための支柱と、ループ形成用の支柱とを分ける必要がなくなる。そのため、支柱の数を減らすことができ、筐体の構造を簡素にすることができる。
この場合には、ループに、互いに反対方向に流れる2つの誘導ノイズ電流を発生させやすくなる。すなわち、上記交流電流は上記法線方向に流れるため、交流磁界は、この法線方向に流れる交流電流を中心とした円筒状になる。そのため磁束が、ループ内の2つの領域をそれぞれ貫きやすくなる。また、上記法線方向から見たときに、交流磁界発生部から2本の支柱までの距離をそれぞれ等しくしてあるため、第1領域を貫く磁束の量と、第2領域を貫く磁束の量とを殆ど同じにすることができる。そのため、2つの誘導ノイズ電流の強さを略同じにすることができ、これらを互いに打消し合わせた後の、残余の誘導ノイズ電流を弱くすることが可能になる。
上記ノイズフィルタに係る実施例について、図1〜図9を用いて説明する。図1に示すごとく、本例のノイズフィルタ1は、電力変換回路10の外部端子2に接続している。ノイズフィルタ1は、2個のコンデンサ3(3a,3b)と、グランドに接続した金属製の筐体4とを備える。2個のコンデンサ3は、筐体4内に収容されている。図2、図3に示すごとく、2個のコンデンサ3a,3bは、一方の電極31が外部端子2にそれぞれ電気的に接続し、他方の電極32が筐体4にそれぞれ電気的に接続している。筐体4は図1に示すごとく、底壁40と、該底壁40から立設する側壁49とを備える。電力変換回路10を構成する電子部品は、底壁40に固定されている。図3に示すごとく、2個のコンデンサ3a,3bと外部端子2と筐体4とによって、電流が流れるループLが形成されている。
なお、上記フィルタコイル18は、軟磁性体からなるフィルタ用コア180によって、外部端子2aの一部を取り囲むことによって構成してある。
そのため、ループLに誘導ノイズ電流が発生しても、これら2つの誘導ノイズ電流I1,I2は互いに逆向きに流れるため、打ち消し合って弱まる。したがって、外部端子2に大きな誘導ノイズ電流が混入しにくくなる。
したがって、互いに反対向きに流れる2つの誘導ノイズ電流I1,I2の大きさが略同じであるため、この2つの誘導ノイズ電流I1,I2が打消し合った後の、残余の誘導ノイズ電流を小さくすることができる。そのため、外部端子2に混入する誘導ノイズ電流を減少させることができる。
そのため、導線6によって、ループLの面積を大きくすることができる。したがって、交流磁界Hの磁束Φが、ループL内の2つの領域S1,S2をそれぞれ貫きやすくなる。そのためループLに、互いに反対向きに流れる2つの誘導ノイズ電流I1,I2が発生しやすくなり、これら2つの誘導ノイズ電流I1,I2を互いに打消し合わせて弱めやすくなる。
そのため、支柱41,42によって、ループLの面積を大きくすることができる。したがって、交流磁界Hの磁束Φが、ループL内の2つの領域S1,S2をそれぞれ貫きやすくなる。そのためループLに、互いに反対向きに流れる2つの誘導ノイズ電流I1,I2が発生しやすくなり、これら2つの誘導ノイズ電流I1,I2を互いに打消し合わせて弱めやすくなる。
本例は、ループLの構造を変更した例である。図10、図11に示すごとく、本例ではループLに導線6が含まれていない。本例では、コンデンサ3a,3bの一方の電極31が外部端子2に直接、接続している。また、プリント基板14には金属製の接続部材140が埋め込まれており、筐体4の底面48から突出した2本の支柱41,42が、この接続部材140に接触している。コンデンサ3a,3bの他方の電極32は、接続部材140に接続している。そして、コンデンサ3a,3bと、外部端子2と、接続部材140と、支柱41,42と、筐体4とによって、電流が流れるループLを構成してある。また、本例では図10に示すごとく、電力変換回路10内に交流磁界発生部7が存在しており、この交流磁界発生部7から2個のコンデンサ3a,3bまでの距離がそれぞれ等しくなっている。
本例は図12に示すごとく、電力変換装置11にノイズフィルタ1を2個設けた例である。本例では、出力端子2aに第1ノイズフィルタ1aを接続し、入力端子2bに第2ノイズフィルタ1bを接続してある。また、本例では、プリント基板14上に入力端子2bを載置し、このプリント基板14に2個のコンデンサ3c,3dを固定してある。そして、コンデンサ3c,3dの一方の電極31をそれぞれ入力端子2bに接続し、他方の電極32をそれぞれ筐体4に接続してある。コンデンサ3c,3dと、入力端子2bと、筐体4とによって、電流が流れるループL(第2ループLb)が形成されている。
本例は、ノイズフィルタ1を形成する部位を変更した例である。図13に示すごとく、本例では、プリント基板14の信号線2cにノイズフィルタ1(第3ノイズフィルタ1c)を接続した。すなわち、第3ノイズフィルタ1cを構成する2個のコンデンサ3(3e,3d)の、一方の電極31を信号線2cに接続し、他方の電極32を筐体4(図示しない)に電気接続した。そして、2個のコンデンサ3e,3dと、信号線2cと、筐体4とによって、電流が流れるループL(第3ループLc)を形成した。
本例は、チョークコイル12の形状を変更した例である。図14に示すごとく、本例のチョークコイル12は、巻線部120と、該巻線部120を取り囲むコア121とを有する。コア121は軟磁性体からなる。巻線部120の一部129が、コア121から露出している。この露出した部分129から交流磁界Hが発生し、その交流磁界Hの磁束Φが、ループL内の2つの領域S1,S2をそれぞれ貫くよう構成してある。
本例は、コンデンサ3の構造を変更した例である。図15に示すごとく、本例のコンデンサ3a,3bは、互いに直列に接続した2個の小コンデンサ35によって構成されている。このように2個の小コンデンサ35を直列接続すると、どちらか一方の小コンデンサ35がショート故障した時でも、他方の小コンデンサ35によって正常な機能を発揮することが可能となる。そのため、故障に強くなるというメリットがある。また、3個以上の小コンデンサ35を直列接続して、個々のコンデンサ3a,3bを構成してもよい。
本例は、コンデンサ3の構造を変更した例である。図16に示すごとく、本例では複数の小コンデンサ35を直列接続して小コンデンサ群300,301を形成してある。そして、2つの小コンデンサ群300,301を並列接続することにより、個々のコンデンサ3a,3bを構成してある。すなわち、1つのコンデンサ3は、合計4個の小コンデンサ35からなる。
本例は、外部端子2の構造を変更した例である。図17に示すごとく、本例の外部端子2は第1部分28と第2部分29とを有する。第1部分28は筐体4内に設けられており、この第1部分28にコンデンサ3a,3bが電気接続している。筐体4には開口部450を形成してあり、この開口部450に第2部分29を挿通してある。第1部分28と第2部分29とは、螺子27によって接続されている。また、第2部分29の先端部290に、外部機器を接続するようになっている。
10 電力変換回路
2 外部端子
3 コンデンサ
31 一方の電極
32 他方の電極
4 筐体
I1 第1誘導ノイズ電流
I2 第2誘導ノイズ電流
L ループ
S1 第1領域
S2 第2領域
Claims (6)
- 電力変換回路(10)を外部機器に電気的に接続するための外部端子(2)に接続したノイズフィルタ(1)であって、
2個のコンデンサ(3a,3b)と、
グランドに接続した金属製の筐体(4)とを備え、
上記2個のコンデンサ(3a,3b)は上記筐体(4)に収容されており、
上記2個のコンデンサ(3a,3b)は、一方の電極(31)が上記外部端子(2)にそれぞれ電気的に接続し、他方の電極(32)が上記筐体(4)にそれぞれ電気的に接続しており、
上記2個のコンデンサ(3a,3b)と上記外部端子(2)と上記筐体(4)とによって、電流が流れるループ(L)が形成され、
上記ループ(L)内には、上記電力変換回路(10)の一部から発生した交流磁界の磁束がそれぞれ貫く、第1領域(S1)と第2領域(S2)との2つの領域があり、
上記磁束が上記第1領域(S1)を貫くことにより上記ループ(L)に第1誘導ノイズ電流(I1)が誘起され、上記磁束が上記第2領域(S2)を貫くことにより、上記ループ(L)に、上記第1誘導ノイズ電流(I1)とは逆向きに流れる第2誘導ノイズ電流(I2)が誘起されるよう構成してあることを特徴とするノイズフィルタ(1)。 - 請求項1に記載のノイズフィルタ(1)において、上記第1誘導ノイズ電流(I1)と上記第2誘導ノイズ電流(I2)との大きさの比である電流比(I1/I2)は0.8〜1.2であることを特徴とするノイズフィルタ(1)。
- 請求項2に記載のノイズフィルタ(1)において、上記電流比(I1/I2)は0.9〜1.1であることを特徴とするノイズフィルタ(1)。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のノイズフィルタ(1)において、個々の上記コンデンサ(3a,3b)の上記電極(31,32)は導線(6)に接続しており、該導線(6)を介して、上記コンデンサ(3a,3b)を上記外部端子(2)および上記筐体(4)に電気的に接続してあることを特徴とするノイズフィルタ(1)。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のノイズフィルタ(1)において、上記2個のコンデンサ(3a,3b)はプリント基板(14)に固定され、上記筐体(4)の底面(48)から該底面(48)の法線方向に2本の金属製の支柱(41,42)が突出し、該支柱(41,42)によって上記プリント基板(14)を支持しており、かつ該支柱(41,42)が上記ループ(L)の一部をなしていることを特徴とするノイズフィルタ(1)。
- 請求項5に記載のノイズフィルタ(1)において、上記交流磁界の発生源となる交流電流(i)は上記法線方向に流れており、該法線方向から見たときに、上記交流電流(i)が流れる部位である交流磁界発生部(7)から上記2本の支柱(41,42)までの距離(r1,r2)がそれぞれ等しいことを特徴とするノイズフィルタ(1)。
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