JP6336769B2 - 共通モード電流を低減させる方法 - Google Patents
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Description
‐ 「注入点の上流」とは、「電気ネットワークと、注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスとの間に配置されている電気配線の部分(すなわち、前記インピーダンスの上流)を意味する。また、
‐ 「注入点の下流」とは、注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスと、電気エネルギー蓄積ユニットとの間に配置されている電気配線の部分(すなわち、前記インピーダンスの下流)を意味する。
‐ 電圧。この場合には、電子素子によって、注入点とアースとの間に印加される。
‐ 電流。この場合には、注入点とアースとの間に流れる。
‐ 注入点と電気配線の位相端子との間に挿入された、少なくとも1つのインピーダンスを介して、電気配線の位相端子に、また、
‐ 注入点と、電気配線の中性点との間に挿入された、少なくとも1つのインピーダンスを介して、電気配線の中性点に、接続することができる。
‐ 共通モード電流(例えば、注入点の上流において測定された)を表す信号と、
‐ 前記注入点とアースとの間を流れる電流を表す信号と
の関数として、電子素子によって印加される。
‐ 共通モード電流(特に、注入点の上流で測定された)を表す信号を入力として受信する第1のサブコンポーネントと、
‐ 前記注入点とアースとの間を流れる電流を表す信号を入力として受信する第2のサブコンポーネントとを備えることができる。各サブコンポーネントの出力は、ともに加えられて、電子素子によって印加される前記電気量を生成する。
‐ 電気ネットワークの電気エネルギー源と電気配線を前記注入点に接続している1つまたは複数のインピーダンスとの間の電気配線の上(すなわち、注入点の上流)で測定された共通モード電流を表す信号と、
‐ 注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスと電気回路との間の電気配線の上(すなわち、注入点の下流)で測定された共通モード電流を表す信号と、
‐ 前記注入点とアースとの間で流れる電流(すなわち、電子素子が印加する電気量によって生成される電流)を表す信号との関数として求めることができる。
‐ 前記注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスの上流で測定された共通モード電流を表す信号を入力として受信する、第1のサブコンポーネントと、
‐ 前記注入点とアースとの間を流れる電流を表す信号と、第3のサブサブコンポーネントの出力との両方を入力として受信する(これら2つの信号は、第2のサブコンポーネントによる処理の前に、互いに減算することにより比較される)、第2のサブサブコンポーネントと、
‐ 注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスの下流で測定された共通モード電流を表す信号を入力として受信する、第3のサブサブコンポーネントとを有する。第3のサブサブコンポーネントの出力は、第2のサブサブコンポーネントの入力の1つである。第3のサブサブコンポーネントは、増幅器(特に単1利得の増幅器)として機能することができる。
‐ 注入点の上流における共通モード電流を表す信号と、
‐ 注入点の下流における共通モード電流を表す信号との関数として、電子素子によって印加される。
‐ 注入点の上流における共通モード電流を表す信号を入力として受信する、第1のサブコンポーネントと、
‐ 注入点の下流における共通モード電流を表す信号を入力として受信する第3のサブコンポーネントの出力を入力として受信する、第2サブコンポーネントとを備えることができる。
第1および第2のサブコンポーネントの出力は、互いに加えられて、電子素子が印加する前記電気量が生成される。
‐ 共通モード電流(特に、注入点の上流で測定された)を表す信号と、
‐ 前記注入点とアースとの間を流れる電流を表す信号と、
‐ 電磁干渉フィルタのキャパシタに流れる電流を表す信号との関数として、電子素子によって印加される。
電磁干渉フィルタは、電気配線を注入点に接続している1つまたは複数のインピーダンスと、電気エネルギー蓄積ユニットとの間(すなわち、注入点の下流)に配置されている。
‐ 電気配線の1つまたは複数の点(特に、注入点の上流)で測定された共通モード電流を表す信号と、
‐ 注入点とアースとの間を流れる電流を表す信号と、
‐ 電磁干渉フィルタの中を流れる電流を表す信号との関数として、前記電気量を生成することができる。
‐ 注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスの上流で測定された共通モード電流を表す信号を入力として受信する、第1のサブコンポーネントと、
‐ 注入点とアースとの間を流れる電流を表す信号と、第3のサブコンポーネントの出力との両方を入力として受信する(第2のサブコンポーネントへ入力する前に、両信号の減算が実行される)、第2のサブコンポーネントと、
‐ 電磁干渉フィルタの中を流れる前記電流を表す信号を入力として受信し、出力が第2のサブコンポーネントの入力の1つである、第3のサブコンポーネントとを有することができる。
‐ 電気配線とアースとの間に電磁干渉フィルタが存在によって生ずるインピーダンスの値と、
‐ 電気回路の接地とアースとの間に存在する浮遊容量のインピーダンスの値と、
‐ アースインピーダンスの値とに関する、正確でない認識によって生じる。
‐ 注入点の上流における共通モード電流を表す信号と、
‐ 電磁干渉フィルタのキャパシタに流れる電流を表す信号との関数として、電子素子によって印加される。
電磁干渉フィルタは、電気配線を注入点に接続している1つ、または複数のインピーダンスと電気エネルギー蓄積ユニットとの間(すなわち、注入点の下流)に配置されている。
‐ 注入点の上流で測定された共通モード電流を表す信号と、
‐ 電磁干渉フィルタの中を流れる電流を表す信号との関数として、前記電気量を生成することができる。
‐ 注入点に接続された1つまたは複数のインピーダンスの上流で測定された共通モード電流を表す信号を入力として受信する第1のサブコンポーネントと、
‐ 入力が電磁干渉フィルタの中を流れる前記電流を表す信号である、第3サブコンポーネントの出力を入力として受信する第2のサブコンポーネントとを有することができる。
‐ 電気配線の各導体、または
‐ 測定導体が周囲に巻かれた磁気コアを使用して、電気配線の上で測定することができる。
‐ 電気ネットワークの周波数における共通モード電流だけと、
‐ 電気ネットワークの周波数におけるこの共通モード電流の最初の10次高調波までだけを、フィルタリングするように構成することができる。
‐ 注入点と電子素子の内部接地との間に、第1の電圧と、
‐ アースと電子素子の内部接地との間に、第1の電圧と反対符号を有する第2の電圧とを印加することにより、注入点とアースとの間に、前記電圧を印加することができる。
これにより、第1の電圧と第2電圧との差が、前記印加される電圧と等しくなるようにすることができる。
‐ AC入力電圧を整流するための整流段であって、正出力端子と負出力端子とを有し、前記電気回路は、前記出力端子のいずれかによって形成された内部接地を有する、整流段と、
‐ 電気エネルギー源に接続するようになっている電気配線であって、これにより、前記電気エネルギー源と前記回路との間で電気エネルギーを交換することができ、前記整流段に直接または間接的に接続されている、電気配線と、
‐ 一方が電気配線に、他方がアースに接続されるようになっている電子素子であって、少なくとも1つのインピーダンス(例えば、キャパシタ)を介して接続された注入点において、電気配線に電気量を印加し、これにより、前記電気エネルギー源と前記回路との間で電気エネルギーが交換されるときに、前記電気回路の内部接地とアースとの間を流れる共通モード電流を低減することができる、電子素子とを備えている。
‐ 電気回路4の残りの部分にコネクタ3を接続する電気配線5と、
‐ インダクタ7と、
‐ 電気エネルギー源2によって供給される交流電圧を整流する整流段8(その出力端子9,10には、DC電流が流れている)とを備えている。
シャーシが、車両の一部を構成し、ユーザが片方を車体に触れ、片方を大地に触れた場合には、このインピーダンス16は、ユーザの体の抵抗に相当する。
‐ ゼロ電圧Eと、
‐ 電気ネットワークによって電気回路4に供給される電圧のイメージし電圧Eと
を、交互に印加することになる。
しかし、本発明は、単相線に限定されるものではない。
また、電子素子が存在することにより、電気配線5の中を流れる共通モード電流iの値は、次式によって与えられる。
‐ Zinjは、電圧Vsの存在によって点26とアースとの間に存在するインピーダンスを表し、
‐ Zyは、キャパシタ22、および浮遊容量または容量15の存在によって各導体17、18とアースとの間に存在するインピーダンスを表し、
‐ Vacは、電気エネルギー源2の端子における電圧を表す。
電子素子は、単一の利得を有するループと考えることができ、このループで電圧が生成され、この電圧から、共通モード電流iを表す信号だけに基づいて、電圧Vsが導出されるようになっている。しかし本発明の第2の例示的実施形態においては、電子素子は、電気配線5の中を流れる共通モード電流iを表す信号と、点26とアースとの間を流れる電流Isを表す信号とに基づいて、電圧Vsを生成する。この電流Isは、「電子素子21の出力電流」と呼ぶことができる。第2の測定システム45は、点26とアースとの間に配置され、第2の測定システム45によって、この出力電流を表す信号を取得することができる。
‐ システム23により測定された、電気配線5の中を流れる共通モード電流iを表す信号を増幅する増幅器G1のように作動する、第1のサブコンポーネント60と、
‐ 点26とアースとの間を流れる出力電流Isを表す信号を増幅する増幅器G2のように作動する、第2のサブコンポーネント61とである。
共通モード電流iを表す信号であり、第2の入力は、点26とアースとの間を流れる出力電流Isの値(図5に示す例と同様)である。
‐ Cyf2は、図8における測定システム47と直列に接続されたキャパシタ22の容量であり、
‐ Cyf1は、図8における測定システム47と並列に接続されたキャパシタ22の容量であり、
‐ Corは、第3のサブコンポーネント62の伝達関数である。
‐ 第3のサブコンポーネント62によるフィードフォワードと、第2のサブコンポーネント61による利得G2とを有する開ループモード制御を実現し、共通モード電流iを除去することができる。また、
‐ 利得G1を有する第1のサブコンポーネント60による制御によって、不正確さ(例えば、ZyおよびZybat(図1のインピーダンス6、および16のそれぞれの合計に対応するアースインピーダンスの値)、更には、第3のサブコンポーネント62の伝達関数の値の不正確さ)に関係する残留誤差を除去することができる。
‐ 電子素子21は、電圧ではなく、電流を注入する。
‐ 第2のサブコンポーネント61は、第3のサブコンポーネント62の出力だけを入力とする。
すなわち、電流Isを生成する電子素子は、Isではなく、注入点26の上流および下流の共通モード電流を入力とする。
‐ 電子素子21は、電圧ではなく、電流を注入する。
‐ 第2のサブコンポーネント61は、第3のサブコンポーネント62の出力だけを入力する。すなわち、電子素子21によって行われるIsの生成は、入力として、同じIsが使用されるのではなく、注入点26の上流の共通モード電流、およびフィルタ19のキャパシタ22を流れる電流が使用される。
2 電気エネルギー源
3 コネクタ
4 電気回路
5 電気配線
6 寄生インピーダンス
7 インダクタ
8 整流段
9、10 出力端子
11 キャパシタ
12 シャーシ
13 内部接地
15 キャパシタ
16 インピーダンス
17、18 導体
19 電磁干渉フィルタ
20 仮想電圧源
21 電子素子
22 キャパシタ
23 測定システム
24 キャパシタ
26 注入点
28 キャパシタ
30 入力段
31 導体
32、33 段
34 高電圧出力段
35、36 増幅器
40 インバータ
42 内部接地
45 第2の測定システム
47 測定システム
60 第1のサブコンポーネント
61 第2のサブコンポーネント
62 第3のサブコンポーネント
62 第3のサブコンポーネント
N 中性点
Claims (17)
- 電気回路(4)の電気エネルギー蓄積ユニットと、前記電気回路(4)の外部にある電気エネルギー源(2)との間で電気エネルギーが交換されるときに、電気回路(4)の内部接地(13)とアースとの間を流れる共通モード電流(i)を低減させる方法であって、
電子素子(21)を使用して、
少なくとも1つのインピーダンス(28)を介して接続される注入点(26)において、前記電気回路(4)の電気配線(5)に1つの電気量(Vs、Is)を印加し、前記電気回路(4)を介して、前記電気エネルギーが交換され、印加される前記電気量(Vs、Is)によって、前記電気回路(4)の内部接地とアースとの間を流れる前記共通モード電流(i)を低減させ、
かつ前記1つの電気量(Vs、Is)は、少なくとも、
‐ 前記ネットワークの電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している前記1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号と、
‐ 前記注入点(26)と前記アースとの間を流れる前記電流(Is)を表す信号との関数として、前記電子素子(21)によって印加されることを特徴とする方法。 - 前記電気量(Vs、Is)は、
‐ 前記電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している前記1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)の上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号と、
‐ 前記注入点(26)と前記電気エネルギー蓄積ユニットとの間の前記電気配線(5)の上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号と、
‐ 前記注入点(26)と前記アースとの間を流れる前記電流(Is)を表す信号との関数として、前記電子素子(21)によって印加されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 電気回路(4)の電気エネルギー蓄積ユニットと、前記電気回路(4)の外部にある電気エネルギー源(2)との間で電気エネルギーが交換されるときに、電気回路(4)の内部接地(13)とアースとの間を流れる共通モード電流(i)を低減させる方法であって、
電子素子(21)を使用して、
少なくとも1つのインピーダンス(28)を介して接続される注入点(26)において、前記電気回路(4)の電気配線(5)に1つの電気量(Vs、Is)を印加し、前記電気回路(4)を介して、前記電気エネルギーが交換され、印加される前記電気量(Vs、Is)によって、前記電気回路(4)の内部接地と前記アースとの間を流れる前記共通モード電流(i)を低減させ、
かつ前記1つの電気量(Vs、Is)は、少なくとも、
‐ 前記ネットワークの電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している前記1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号と、
‐ 前記注入点(26)と前記アースとの間を流れる前記電流(Is)を表す信号と、
‐ 前記1つまたは複数のインピーダンス(28)と、前記電気エネルギー蓄積ユニットとの間に配置された電磁干渉フィルタ(19)のキャパシタ(22)の中を流れる電流を表す信号との関数として、前記電子素子(21)によって印加されることを特徴とする方法。 - 前記電気配線(5)は単相であり、前記電子素子(21)は、前記電気量(Vs、Is)を、前記注入点(26)で印加し、かつ前記電子素子(21)は、
− 前記注入点(26)と位相(17)との間に挿入された前記少なくとも1つのインピーダンス(28)を介して、前記電気配線(5)の前記位相(17)と、
− 前記注入点(26)と中性点(18)との間に挿入された、前記少なくとも1つのインピーダンス(28)を介して、前記電気配線(5)の前記中性点(18)とに接続されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記電気配線(5)は、3相であり、前記電子素子(21)は、少なくとも1つの、それぞれの前記インピーダンス(28)を介して前記電気配線(5)の各位相に接続されている前記注入点(26)において、前記電気量(Vs、Is)を印加することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電子素子(21)は、
‐ 前記ネットワークの電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している前記1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)の上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号を入力として受信する、第1サブコンポーネント(60)と、
‐ 前記注入点(26)と前記アースとの間を流れる前記電流(Is)を入力として受信する、第2のサブコンポーネント(61)とを備え、
前記各サブコンポーネント(60、61)の出力は、互いに加算されて、前記電子素子(21)によって印加される前記電気量(Vs、Is)が生成されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記電子素子(21)は、前記共通モード電流(i)を表す信号を入力として受信し、前記共通モード電流(i)の値を、所定の設定値(例えばゼロ)にロックするように構成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電気量は、前記注入点(26)に印加される電圧であり、前記電圧から、前記注入点(26)と前記アースとの間に印加される前記電圧(Vs)が導出されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電圧(Vs)は、
− 前記注入点(26)と前記電子素子(21)の内部接地(13)との間に第1の電圧と、
− 前記アースと前記電子素子(21)の内部接地(13)との間に、第1の電圧と反対符号を有する第2の電圧とを印加することにより、前記1つまたは複数のインピーダンス(28)を介して前記電気配線(5)に接続されている前記注入点(26)と前記アースとの間に印加され、これにより、前記第1の電圧と前記第2の電圧との差は、前記電子素子(21)による前記電圧の印加によって生ずる前記電圧(Vs)に等しくなるようにすることを特徴とする、請求項8に記載の方法。 - 前記電子素子(21)は、電界効果トランジスタを有しないことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電気エネルギー源(2)の端子における電圧は、周波数が50Hzまたは60HzのAC電圧であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電子素子(21)は、前記ネットワークの周波数だけにおける前記共通モード電流に対する能動フィルタを形成するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電子素子は、
− 前記ネットワークの周波数における前記共通モード電流と、
− この共通モード電流の、前記ネットワークの周波数の最初の10の高調波のみとを、フィルタリングするように構成されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記共通モード電流は、
− 前記電気配線(5)の各導体、または
− 測定導体
が周囲に巻かれた磁気コアを使用して、前記電気配線(5)の上で測定されることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法を実施するための電子素子(21)。
- 電気回路(4)であって、
‐ AC入力電圧を整流するための整流段(8)であって、正出力端子(9)と負出力端子(10)とを有し、前記電気回路は、前記出力端子(9、10)のいずれかによって形成された内部接地(13)を有する、整流段と、
‐ 電気ネットワークに接続するようになっている電気配線(5)であって、これにより、前記ネットワークの電気エネルギー源(2)と前記回路(4)との間で電気エネルギーを交換することができ、前記電気配線(5)は、前記整流段(8)に接続されている、電気配線と、
‐ 一方が前記電気配線(5)に接続され、他方がアースに接続されるようになっている電子素子(21)であって、
少なくとも1つのインピーダンス(28)を介して接続された点(26)において、前記電気配線(5)に電気量(Vs、Is)を印加し、これにより、前記電気回路(4)と前記電気エネルギー源(2)との間で前記電気エネルギーが交換されるときに、前記電気回路の内部接地(13)と前記アースとの間を流れる共通モード電流(i)を低減することができる、前記電子素子とを備え、
前記電気量(Vs、Is)は、
少なくとも、前記ネットワークの前記電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)の上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号と、前記注入点(26)と前記アースとの間を流れる前記電流(Is)を表す信号との関数として、前記電子素子(21)によって印加されるようになっていることを特徴とする電気回路(4)。 - 電気回路(4)であって、
‐ AC入力電圧を整流するための整流段(8)であって、正出力端子(9)と負出力端子(10)とを有し、前記電気回路は、前記出力端子(9、10)のいずれかによって形成された内部接地(13)を有する、整流段と、
‐ 電気ネットワークに接続するようになっている電気配線(5)であって、これにより、前記ネットワークの電気エネルギー源(2)と前記回路(4)との間で電気エネルギーを交換することができ、前記電気配線(5)は、前記整流段(8)に接続されている、電気配線と、
‐ 一方が前記電気配線(5)に接続され、他方がアースに接続されるようになっている電子素子(21)であって、
少なくとも1つのインピーダンス(28)を介して接続された点(26)において、前記電気配線(5)に電気量(Vs、Is)を印加し、これにより、前記電気回路(4)と前記電気エネルギー源(2)との間で前記電気エネルギーが交換されるときに、前記電気回路の内部接地(13)と前記アースとの間を流れる共通モード電流(i)を低減することができる、電子素子とを備え、
前記電気量(Vs、Is)は、
少なくとも、前記ネットワークの前記電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)の上で測定された前記共通モード電流(i)を表す信号と、
‐ 前記ネットワークの電気エネルギー源(2)と、前記電気配線(5)を前記注入点(26)に接続している前記1つまたは複数のインピーダンス(28)との間の前記電気配線(5)上で測定される前記共通モード電流(i)を表す信号と、
‐ 前記注入点(26)と前記アースとの間を流れる前記電流(Is)を表す信号と、
‐ 前記1つまたは複数のインピーダンス(28)と、前記電気エネルギー蓄積ユニットとの間に配置された電磁干渉フィルタ(19)のキャパシタ(22)の中を流れる電流を表す信号との関数として、前記電子素子(21)によって印加されるようになっていることを特徴とする電気回路(4)。
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