JP6925560B1 - Noise canceling device and electric device equipped with it - Google Patents

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Abstract

ノイズキャンセル装置(4)は、正極側、負極側の電線(21P,21N)に対してそれぞれノイズキャンセル回路(4P,4N)を備える。各ノイズキャンセル回路(4P,4N)は、電線(21P,21N)に直列に挿入された第1巻線(41P,41N)と、第1巻線(41P,41N)の第1端(A)、第2端(B)にそれぞれ接続される第2巻線(42P,42N)、第3巻線(43P,43N)と、共通コア(40P,40N)とを備える。第1巻線(41P,41N)および第3巻線(43P,43N)は互いに逆結合される。第2巻線(42P,42N)および第3巻線(43P,43N)は、互いに逆結合され、かつ第1巻線(41P,41N)と接続されない端子同士が巻線接続点(C,G)にて接続され、巻線接続点(C,G)が接地される。The noise canceling device (4) is provided with noise canceling circuits (4P, 4N) for the electric wires (21P, 21N) on the positive electrode side and the negative electrode side, respectively. Each noise canceling circuit (4P, 4N) has a first winding (41P, 41N) inserted in series with an electric wire (21P, 21N) and a first end (A) of the first winding (41P, 41N). , A second winding (42P, 42N) and a third winding (43P, 43N) connected to the second end (B), respectively, and a common core (40P, 40N) are provided. The first winding (41P, 41N) and the third winding (43P, 43N) are inversely coupled to each other. The second winding (42P, 42N) and the third winding (43P, 43N) are inversely coupled to each other, and the terminals that are not connected to the first winding (41P, 41N) are at the winding connection points (C, G). ), And the winding connection points (C, G) are grounded.

Description

本願は、ノイズキャンセル装置およびそれを備えた電気装置に関するものである。 The present application relates to a noise canceling device and an electric device including the noise canceling device.

電力変換装置では、スイッチング素子のオンオフ動作などに起因してコモンモードノイズが発生するため、従来からノイズキャンセル手段を備えることが提案されている。
特許文献1に記載される従来の電気装置としての電力変換装置は、ノイズキャンセル手段が、直流母線に直列に挿入されたフィルタリアクトルと、直流母線間に接続された2直列のフィルタコンデンサとを有するLCフィルタを備え、2直列のフィルタコンデンサの相互の接続点をアースする。また、ノイズキャンセル回路により、LCフィルタと電力変換回路との間に設けられた平滑コンデンサとアースとの間に発生するリプル電圧またはリプル電流を用いてフィルタリアクトルに流れるリプル電流と大きさのほぼ等しい逆位相の電流を発生し、フィルタリアクトルの直流電源側端子に注入する。
Since common mode noise is generated in the power conversion device due to the on / off operation of the switching element or the like, it has been conventionally proposed to provide a noise canceling means.
In the power conversion device as a conventional electric device described in Patent Document 1, the noise canceling means includes a filter reactor inserted in series with the DC bus and a filter capacitor in two series connected between the DC bus. It is equipped with an LC filter and grounds the mutual connection points of two series filter capacitors. In addition, the noise canceling circuit uses the ripple voltage or ripple current generated between the smoothing capacitor provided between the LC filter and the power conversion circuit and the ground to make the ripple current almost equal to the ripple current flowing through the filter reactor. A current of opposite phase is generated and injected into the DC power supply side terminal of the filter reactor.

また、特許文献2に記載される従来のノイズキャンセル装置である電力線雑音フィルタでは、検出回路により電力線上の電流性のコモンノードノイズが検出される。そして、逆相信号発生回路によって、検出回路により検出されたノイズと逆相の信号となる逆相信号が発生される。さらに、注入回路によって電力線に対して逆相信号に対応した電流変化を与える。 Further, in the power line noise filter which is the conventional noise canceling device described in Patent Document 2, the current common node noise on the power line is detected by the detection circuit. Then, the anti-phase signal generation circuit generates an anti-phase signal which is an anti-phase signal with the noise detected by the detection circuit. Further, the injection circuit gives a current change corresponding to the reverse phase signal to the power line.

特開平5−219758号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-219758 特開2002−204189号公報JP-A-2002-204189

特許文献1記載の従来の電気装置におけるノイズキャンセル手段は、LCフィルタを備え、さらにノイズキャンセル回路を備えているため、回路構成が大型化する。また、LCフィルタのフィルタリアクトル自身も小型化が難しい。さらに、リプル電流が理想的にキャンセルされずに残存すると、電源ケーブルにコモンモードノイズ電流が漏れ出し、コモンモードノイズが生じるという問題点があった。 Since the noise canceling means in the conventional electric device described in Patent Document 1 includes an LC filter and a noise canceling circuit, the circuit configuration becomes large. In addition, it is difficult to miniaturize the filter reactor itself of the LC filter. Further, if the ripple current remains without being canceled ideally, the common mode noise current leaks to the power cable, causing a problem that common mode noise is generated.

また、特許文献2記載の従来のノイズキャンセル装置は、検出回路と逆相信号発生回路と注入回路とを備え、回路構成が複雑化するという問題点があった。 Further, the conventional noise canceling device described in Patent Document 2 includes a detection circuit, a reverse phase signal generation circuit, and an injection circuit, and has a problem that the circuit configuration becomes complicated.

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、コモンモードノイズを抑制し、かつ装置構成の小型化、簡略化を促進できるノイズキャンセル装置を提供することを目的とする。
さらに、このノイズキャンセル装置を備えて、コモンモードノイズが抑制された信頼性の高い電気装置を、小型で簡略な装置構成にて提供する事を目的とする。
The present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and an object of the present application is to provide a noise canceling device capable of suppressing common mode noise and promoting miniaturization and simplification of a device configuration. do.
Further, it is an object of the present invention to provide a highly reliable electric device in which common mode noise is suppressed, which is provided with this noise canceling device, in a compact and simple device configuration.

また、本願に開示されるノイズキャンセル装置は、外部と接続される正極側、負極側の2本の電線に対してそれぞれノイズキャンセル回路を備えて、前記電線を介して流れるコモンモードのノイズ電流を抑制する。前記各ノイズキャンセル回路は、対応する前記電線に直列に挿入された第1巻線と、該第1巻線の第1端に接続される第2巻線と、該第1巻線の第2端に接続される第3巻線と、前記第1〜第3巻線の共通コアとを備える。前記第1巻線および前記第3巻線は互いに逆結合され、前記第2巻線および前記第3巻線は、互いに逆結合され、かつ前記第1巻線と接続されない端子同士が巻線接続点にて接続され、前記巻線接続点は接地される。そして、前記第3巻線は、前記第1巻線との結合度の大きさ、および前記第2巻線との結合度の大きさが0.5である。
また、本願に開示されるノイズキャンセル装置は、外部と接続される正極側、負極側の2本の電線に対してそれぞれノイズキャンセル回路を備えて、前記電線を介して流れるコモンモードのノイズ電流を抑制する。前記各ノイズキャンセル回路は、対応する前記電線に直列に挿入された第1巻線と、該第1巻線の第1端に接続される第2巻線と、該第1巻線の第2端に接続される第3巻線と、前記第1〜第3巻線の共通コアとを備える。前記第1巻線および前記第3巻線は互いに逆結合され、前記第2巻線および前記第3巻線は、互いに逆結合され、かつ前記第1巻線と接続されない端子同士が巻線接続点にて接続され、前記巻線接続点は接地される。そして、前記電線は、電源ケーブルに接続される直流母線であり、前記各ノイズキャンセル回路は、交流成分のみを通す第1コンデンサおよび第2コンデンサを備え、前記巻線接続点が、前記第1コンデンサを介して接地されると共に、前記第2コンデンサを介して前記電源ケーブルのシールド線に接続される。
Further , the noise canceling device disclosed in the present application is provided with noise canceling circuits for each of the two electric wires connected to the outside on the positive electrode side and the negative electrode side, and can transmit a common mode noise current flowing through the electric wires. Suppress. Each of the noise canceling circuits includes a first winding inserted in series with the corresponding electric wire, a second winding connected to the first end of the first winding, and a second winding of the first winding. It includes a third winding connected to the end and a common core of the first to third windings. The first winding and the third winding are inversely coupled to each other, the second winding and the third winding are inversely coupled to each other, and terminals not connected to the first winding are connected to each other. It is connected at a point and the winding connection point is grounded. The third winding has a degree of coupling with the first winding and a degree of coupling with the second winding of 0.5.
Further, the noise canceling device disclosed in the present application is provided with noise canceling circuits for each of the two electric wires connected to the outside on the positive electrode side and the negative electrode side, and can transmit a common mode noise current flowing through the electric wires. Suppress. Each of the noise canceling circuits includes a first winding inserted in series with the corresponding electric wire, a second winding connected to the first end of the first winding, and a second winding of the first winding. It includes a third winding connected to the end and a common core of the first to third windings. The first winding and the third winding are inversely coupled to each other, the second winding and the third winding are inversely coupled to each other, and terminals not connected to the first winding are connected to each other. It is connected at a point and the winding connection point is grounded. The electric wire is a DC bus connected to a power cable, each noise canceling circuit includes a first capacitor and a second capacitor through which only an AC component is passed, and the winding connection point is the first capacitor. It is grounded via the second capacitor and connected to the shielded wire of the power cable via the second capacitor.

また、本願に開示されるノイズキャンセル装置を備えた電気装置は、前記ノイズキャンセル装置における前記電線が、電源ケーブルに接続される直流母線であり、前記各ノイズキャンセル回路が、交流成分のみを通す第1コンデンサおよび第2コンデンサを備え、前記巻線接続点が、前記第1コンデンサを介して接地されると共に、前記第2コンデンサを介して前記電源ケーブルのシールド線に接続される。そして、前記電気装置は、前記直流母線を入出力線とする電力変換回路を備え、前記ノイズキャンセル装置が、前記電力変換回路の動作により発生する前記ノイズ電流を抑制する。 Further, the electric device provided with the noise canceling device disclosed in the present application is a DC bus in which the electric wire in the noise canceling device is connected to a power cable, and each noise canceling circuit passes only an AC component. A capacitor and a second capacitor are provided, and the winding connection point is grounded via the first capacitor and connected to the shielded wire of the power cable via the second capacitor. Then, the electric device includes a power conversion circuit having the DC bus as an input / output line, and the noise canceling device suppresses the noise current generated by the operation of the power conversion circuit.

また、本願に開示されるノイズキャンセル装置を備えた電気装置は、前記ノイズキャンセル装置における前記電線が、交流信号のみが流れる信号線である。そして、前記電気装置は、差動伝送信号を前記信号線を介して送信する送信回路と、前記差動伝送信号を前記信号線を介して受信する受信回路とを備え、前記ノイズキャンセル装置は、前記送信回路と前記受信回路との間に配置されて、前記ノイズ電流を抑制する。 Further, in the electric device provided with the noise canceling device disclosed in the present application, the electric wire in the noise canceling device is a signal line through which only an AC signal flows. The electric device includes a transmission circuit that transmits a differential transmission signal via the signal line and a reception circuit that receives the differential transmission signal via the signal line, and the noise canceling device includes a noise canceling device. It is arranged between the transmission circuit and the reception circuit to suppress the noise current.

本願に開示されるノイズキャンセル装置によれば、コモンモードノイズを抑制し、かつ装置構成の小型化、簡略化を促進できる。
また、本願に開示されるノイズキャンセル装置を備えた電気装置によれば、小型で簡略な装置構成にて、コモンモードノイズを抑制して信頼性を向上することができる。
According to the noise canceling apparatus disclosed in the present application, it is possible to suppress common mode noise and promote miniaturization and simplification of the apparatus configuration.
Further, according to the electric device provided with the noise canceling device disclosed in the present application, it is possible to suppress common mode noise and improve reliability with a small and simple device configuration.

実施の形態1による電力変換装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. 実施の形態1による正極側ノイズキャンセル回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the positive electrode side noise canceling circuit according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による正極側ノイズキャンセル回路の起電力を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the electromotive force of the positive electrode side noise canceling circuit by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による負極側ノイズキャンセル回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the negative electrode side noise canceling circuit according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による負極側ノイズキャンセル回路の起電力を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the electromotive force of the negative electrode side noise canceling circuit by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による正極側ノイズキャンセル回路の各巻線のインダクタンスを説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the inductance of each winding of the positive electrode side noise canceling circuit according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1によるノイズキャンセル回路の動作を説明する各部の波形図である。It is a waveform diagram of each part explaining the operation of the noise canceling circuit by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1によるノイズキャンセル回路の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the noise canceling circuit by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の別例による電力変換装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the power conversion apparatus by another example of Embodiment 1. 実施の形態2による送受信装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the transmission / reception device according to Embodiment 2.

実施の形態1.
図1は実施の形態1による電気装置としての電力変換装置の概略構成を示す図である。
図に示すように、電力変換装置20は、電源回路1内の直流電圧源2と電源ケーブル10を介して接続され、電源回路1、電力変換装置20はそれぞれ接地される。
電源ケーブル10は、正極側のケーブル線11Pと該ケーブル線11Pのシールド線12A、および負極側のケーブル線11Nと該ケーブル線11Nのシールド線12Bで構成される。正極側のケーブル線11Pとシールド線12Aとの間には浮遊容量13Pが形成され、負極側のケーブル線11Nとシールド線12Bとの間には浮遊容量13Nが形成される。
なお、シールド線12A、12Bは接地されない。
また、シールド線12A、12Bは共通のシールド線で構成しても良い。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power conversion device as an electric device according to the first embodiment.
As shown in the figure, the power conversion device 20 is connected to the DC voltage source 2 in the power supply circuit 1 via the power cable 10, and the power supply circuit 1 and the power conversion device 20 are each grounded.
The power cable 10 is composed of a cable wire 11P on the positive electrode side and a shielded wire 12A of the cable wire 11P, and a cable wire 11N on the negative electrode side and a shielded wire 12B of the cable wire 11N. A stray capacitance 13P is formed between the cable wire 11P on the positive electrode side and the shielded wire 12A, and a stray capacitance 13N is formed between the cable wire 11N on the negative electrode side and the shielded wire 12B.
The shielded wires 12A and 12B are not grounded.
Further, the shielded wires 12A and 12B may be configured by a common shielded wire.

電力変換装置20は、電源ケーブル10に接続される正極側、負極側の2本の電線としての直流母線21P、21Nと、直流母線21P、21Nを入出力線とする電力変換回路5と、ノイズキャンセル装置4とを備える。
直流母線21Pはケーブル線11Pに接続され、直流母線21Nはケーブル線11Nに接続される。電力変換回路5は、直流電圧源2からの直流電力を、直流電力あるいは交流電力に電力変換して、負荷(図示省略)に出力する。電力変換回路5は、正極側ノイズ源となる正極側回路5Pと負極側ノイズ源となる負極側回路5Nとを備え、ノイズキャンセル装置4は、電力変換回路5内のスイッチング動作に起因して発生するコモンモードノイズである正極側ノイズおよび負極側ノイズを抑制する。
The power conversion device 20 includes DC bus 21P and 21N as two electric wires on the positive electrode side and negative electrode side connected to the power cable 10, a power conversion circuit 5 having DC bus 21P and 21N as input / output lines, and noise. A canceling device 4 is provided.
The DC bus 21P is connected to the cable line 11P, and the DC bus 21N is connected to the cable line 11N. The power conversion circuit 5 converts the DC power from the DC voltage source 2 into DC power or AC power and outputs the power to a load (not shown). The power conversion circuit 5 includes a positive electrode side circuit 5P serving as a positive electrode side noise source and a negative electrode side circuit 5N serving as a negative electrode side noise source, and the noise canceling device 4 is generated due to a switching operation in the power conversion circuit 5. Suppresses positive electrode side noise and negative electrode side noise, which are common mode noises.

ノイズキャンセル装置4は、同様に構成された正極側のノイズキャンセル回路4Pと負極側のノイズキャンセル回路4Nとを備え、正負の各直流母線21P、21Nを介して電源ケーブル10に流れるコモンモードのノイズ電流を抑制する。
正極側のノイズキャンセル回路4Pは、直流母線21Pに直列に挿入された第1巻線41Pと、第1巻線41Pの第1端Aに接続される第2巻線42Pと、第1巻線41Pの第2端Bに接続される第3巻線43Pと、第1〜第3巻線41P〜43Pの共通コア40Pとを備え、さらに交流成分のみを通す第1、第2コンデンサ44P、45Pとを備える。
なお、第1巻線41Pの第1端Aが電力変換回路5側になるように、ノイズキャンセル回路4Pは配置される。
The noise canceling device 4 includes a noise canceling circuit 4P on the positive electrode side and a noise canceling circuit 4N on the negative electrode side, which are similarly configured, and common mode noise flowing through the power cable 10 via the positive and negative DC bus 21P and 21N. Suppress the current.
The noise canceling circuit 4P on the positive side includes a first winding 41P inserted in series with the DC bus 21P, a second winding 42P connected to the first end A of the first winding 41P, and a first winding. The first and second capacitors 44P and 45P are provided with the third winding 43P connected to the second end B of the 41P and the common core 40P of the first to third windings 41P to 43P, and further pass only the AC component. And.
The noise canceling circuit 4P is arranged so that the first end A of the first winding 41P is on the power conversion circuit 5 side.

第1〜第3巻線41P〜43Pは、直列接続されて共通コア40Pに巻かれ、第1巻線41Pと第3巻線43Pとが逆結合され、かつ第2巻線42Pと第3巻線43Pとが逆結合される。なお、第1巻線41Pと第2巻線42Pとは順結合となる。
逆結合された第2巻線42Pと第3巻線43Pとは、第1巻線41Pに接続されない端子同士が巻線接続点Cにて互いに接続される。巻線接続点Cは、第1コンデンサ44Pを介して接地されると共に、第2コンデンサ45Pを介してケーブル線11Pのシールド線12Aに接続される。
The first to third windings 41P to 43P are connected in series and wound around a common core 40P, the first winding 41P and the third winding 43P are reversely coupled, and the second winding 42P and the third winding are wound. The wire 43P is inversely coupled. The first winding 41P and the second winding 42P are forward-coupled.
In the reversely coupled second winding 42P and third winding 43P, terminals that are not connected to the first winding 41P are connected to each other at a winding connection point C. The winding connection point C is grounded via the first capacitor 44P and is connected to the shielded wire 12A of the cable wire 11P via the second capacitor 45P.

第1、第2コンデンサ44P、45Pは、直流成分を除去して交流成分のみを通す。さらに、第1コンデンサ44Pは短絡防止に用いられ、第2コンデンサ45Pは感電防止に用いられる。
ケーブル線11Pのシールド線12Aは、直接接地されず、第1、第2コンデンサ44P、45Pを介して接地される。
The first and second capacitors 44P and 45P remove the DC component and allow only the AC component to pass through. Further, the first capacitor 44P is used to prevent a short circuit, and the second capacitor 45P is used to prevent an electric shock.
The shielded wire 12A of the cable wire 11P is not directly grounded, but is grounded via the first and second capacitors 44P and 45P.

また、負極側のノイズキャンセル回路4Nは、直流母線21Nに直列に挿入された第1巻線41Nと、第1巻線41Nの第1端Eに接続される第2巻線42Nと、第1巻線41Nの第2端Fに接続される第3巻線43Nと、第1〜第3巻線41N〜43Nの共通コア40Nとを備え、さらに交流成分のみを通す第1、第2コンデンサ44N、45Nとを備える。
なお、第1巻線41Nの第1端Eが電力変換回路5側になるように、ノイズキャンセル回路4Nは配置される。
Further, the noise canceling circuit 4N on the negative electrode side includes a first winding 41N inserted in series with the DC bus 21N, a second winding 42N connected to the first end E of the first winding 41N, and a first winding. The first and second capacitors 44N are provided with a third winding 43N connected to the second end F of the winding 41N and a common core 40N of the first to third windings 41N to 43N, and further pass only an AC component. , 45N.
The noise canceling circuit 4N is arranged so that the first end E of the first winding 41N is on the power conversion circuit 5 side.

第1〜第3巻線41N〜43Nは、直列接続されて共通コア40Nに巻かれ、第1巻線41Nと第3巻線43Nとが逆結合され、かつ第2巻線42Nと第3巻線43Nとが逆結合される。なお、第1巻線41Nと第2巻線42Nとは順結合となる。
逆結合された第2巻線42Nと第3巻線43Nとは、第1巻線41Nに接続されない端子同士が巻線接続点Gにて互いに接続される。巻線接続点Gは、第1コンデンサ44Nを介して接地されると共に、第2コンデンサ45Nを介してケーブル線11Nのシールド線12Bに接続される。
The first to third windings 41N to 43N are connected in series and wound around a common core 40N, the first winding 41N and the third winding 43N are reversely coupled, and the second winding 42N and the third winding are wound. The wire 43N is inversely coupled. The first winding 41N and the second winding 42N are forward-coupled.
In the reversely coupled second winding 42N and third winding 43N, terminals that are not connected to the first winding 41N are connected to each other at a winding connection point G. The winding connection point G is grounded via the first capacitor 44N and is connected to the shielded wire 12B of the cable line 11N via the second capacitor 45N.

第1、第2コンデンサ44N、45Nは、直流成分を除去して交流成分のみを通す。さらに、第1コンデンサ44Nは短絡防止に用いられ、第2コンデンサ45Nは感電防止に用いられる。
ケーブル線11Nのシールド線12Bは、直接接地されず、第1、第2コンデンサ44N、45Nを介して接地される。
The first and second capacitors 44N and 45N remove the DC component and allow only the AC component to pass through. Further, the first capacitor 44N is used to prevent a short circuit, and the second capacitor 45N is used to prevent an electric shock.
The shielded wire 12B of the cable wire 11N is not directly grounded, but is grounded via the first and second capacitors 44N and 45N.

なお、2つのノイズキャンセル回路4P、4Nの共通コア40P、40Nは、結合された1つのコアで構成しても良く、その場合、第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nの6つの巻線が、1つのコアに巻かれる。
また、2つのノイズキャンセル回路4P、4Nの第1コンデンサ44P、44Nは互いに接続され、接続点Dが接地される。
The common cores 40P and 40N of the two noise canceling circuits 4P and 4N may be composed of one coupled core. In that case, the first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N 6 One winding is wound around one core.
Further, the first capacitors 44P and 44N of the two noise canceling circuits 4P and 4N are connected to each other, and the connection point D is grounded.

図2は、正極側ノイズキャンセル回路4Pの構成を示す回路図であり、図3は、正極側ノイズキャンセル回路4Pの起電力を説明する回路図である。
電力変換回路5の正極側回路5Pによる正極側のノイズ電流は、直流母線21Pを介してノイズキャンセル回路4Pに入力され、ノイズ電流は第1巻線41Pと第2巻線42Pとの接続点A(第1巻線41Pの第1端A)から接地方向に流れ、各第1〜第3巻線41P〜43Pには、それぞれ起電力が生じる。第1巻線41Pと第3巻線43Pとが逆結合され、かつ第2巻線42Pと第3巻線43Pとが逆結合されるため、図3に示す向きの起電力となる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the positive electrode side noise canceling circuit 4P, and FIG. 3 is a circuit diagram for explaining the electromotive force of the positive electrode side noise canceling circuit 4P.
The noise current on the positive side of the positive side circuit 5P of the power conversion circuit 5 is input to the noise canceling circuit 4P via the DC bus 21P, and the noise current is the connection point A between the first winding 41P and the second winding 42P. It flows from (the first end A of the first winding 41P) in the ground direction, and an electromotive force is generated in each of the first to third windings 41P to 43P. Since the first winding 41P and the third winding 43P are reversely coupled and the second winding 42P and the third winding 43P are reversely coupled, the electromotive force is in the direction shown in FIG.

図4は、負極側ノイズキャンセル回路4Nの構成を示す回路図であり、図5は、負極側ノイズキャンセル回路4Nの起電力を説明する回路図である。
電力変換回路5の負極側回路5Nによる負極側のノイズ電流は、直流母線21Nを介してノイズキャンセル回路4Nに入力され、ノイズ電流は第1巻線41Nと第2巻線42Nとの接続点E(第1巻線41Nの第1端E)から接地方向に流れ、各第1〜第3巻線41N〜43Nには、それぞれ起電力が生じる。第1巻線41Nと第3巻線43Nとが逆結合され、かつ第2巻線42Nと第3巻線43Nとが逆結合されるため、図5に示す向きの起電力となる。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the negative electrode side noise canceling circuit 4N, and FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the electromotive force of the negative electrode side noise canceling circuit 4N.
The noise current on the negative side of the negative side circuit 5N of the power conversion circuit 5 is input to the noise canceling circuit 4N via the DC bus 21N, and the noise current is the connection point E between the first winding 41N and the second winding 42N. It flows from (the first end E of the first winding 41N) in the ground direction, and an electromotive force is generated in each of the first to third windings 41N to 43N. Since the first winding 41N and the third winding 43N are reversely coupled and the second winding 42N and the third winding 43N are reversely coupled, the electromotive force is in the direction shown in FIG.

図6は、正極側ノイズキャンセル回路4Pの各巻線のインダクタンスを説明する回路図である。なお、負極側ノイズキャンセル回路4Nの各巻線のインダクタンスも、同様であるため、図示および説明は省略する。
インダクタンスには、自身の巻線に電流が流れることにより生じる自己インダクタンスと、他の巻線に電流が流れ、巻線間の磁気結合により生じる相互インダクタンスとがある。ノイズキャンセル回路4Pの第1〜第3巻線41P〜43Pは、共通コア40Pに巻かれて磁気結合されているため、各巻線(第1〜第3巻線41P〜43P)は、それぞれ自己インダクタンスと、他の2つの巻線との磁気結合による相互インダクタンスとを有する。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the inductance of each winding of the positive electrode side noise canceling circuit 4P. Since the inductance of each winding of the negative electrode side noise canceling circuit 4N is the same, the illustration and description will be omitted.
Inductance includes self-inductance caused by a current flowing through its own winding and mutual inductance caused by magnetic coupling between windings when a current flows through another winding. Since the first to third windings 41P to 43P of the noise canceling circuit 4P are wound around the common core 40P and magnetically coupled, each winding (first to third windings 41P to 43P) has its own inductance. And mutual inductance due to magnetic coupling with the other two windings.

図6に示すように、第1巻線41Pは、自己インダクタンスL1、第1巻線41Pと第2巻線42Pとの磁気結合で生じる相互インダクタンスM21、および第1巻線41Pと第3巻線43Pとの磁気結合で生じる相互インダクタンスM31により構成される。第2巻線42Pは、自己インダクタンスL2、第2巻線42Pと第1巻線41Pとの磁気結合で生じる相互インダクタンスM12、および第2巻線42Pと第3巻線43Pとの磁気結合で生じる相互インダクタンスM32により構成される。第3巻線43Pは、自己インダクタンスL3、第3巻線43Pと第1巻線41Pとの磁気結合で生じる相互インダクタンスM13、および第3巻線43Pと第2巻線42Pとの磁気結合で生じる相互インダクタンスM23により構成される。 As shown in FIG. 6, the first winding 41P has a self-inductance L1, a mutual inductance M21 generated by magnetic coupling between the first winding 41P and the second winding 42P, and the first winding 41P and the third winding. It is composed of a mutual inductance M31 generated by magnetic coupling with 43P. The second winding 42P is generated by the self-inductance L2, the mutual inductance M12 generated by the magnetic coupling between the second winding 42P and the first winding 41P, and the magnetic coupling between the second winding 42P and the third winding 43P. It is composed of a mutual inductance M32. The third winding 43P is generated by the self-inductance L3, the mutual inductance M13 generated by the magnetic coupling between the third winding 43P and the first winding 41P, and the magnetic coupling between the third winding 43P and the second winding 42P. It is composed of a mutual inductance M23.

電流iinは、ノイズキャンセル回路4Pに入力される電流を示す。電流i1は、第1巻線41Pと第2巻線42Pとの接続点A(第1巻線41Pの第1端A)から、第1巻線41Pと第3巻線43Pとの接続点B(第1巻線41Pの第2端B)に流れる電流、即ち、第1巻線41Pを流れる電流を示す。電流i2は、接続点Aから巻線接続点Cに流れる電流、即ち、第2巻線42Pを流れる電流を示し、電流i3は、接続点Bから巻線接続点Cに流れる電流、即ち、第3巻線43Pを流れる電流を示す。 The current iin indicates the current input to the noise canceling circuit 4P. The current i1 is from the connection point A between the first winding 41P and the second winding 42P (the first end A of the first winding 41P) to the connection point B between the first winding 41P and the third winding 43P. The current flowing through (the second end B of the first winding 41P), that is, the current flowing through the first winding 41P is shown. The current i2 indicates the current flowing from the connection point A to the winding connection point C, that is, the current flowing through the second winding 42P, and the current i3 is the current flowing from the connection point B to the winding connection point C, that is, the second winding. The current flowing through the three windings 43P is shown.

また、電流ioutは、ノイズキャンセル回路4Pでノイズ電流を除去しきれず、接続点Bから直流母線21Pを介してケーブル線11Pに出力される電流を示す。
なお、電流iin、i1〜i3は、コモンモードのノイズ電流である。
Further, the current iout indicates a current that cannot be completely removed by the noise canceling circuit 4P and is output from the connection point B to the cable line 11P via the DC bus 21P.
The currents iin and i1 to i3 are common mode noise currents.

電流i2および電流i3は、いずれも巻線接続点Cから第1コンデンサ44Pを介して大地に流れる。直流母線21Pは大地との間に浮遊容量(図示省略)を有し、電流i2および電流i3は、大地から浮遊容量を介して近接した直流母線21Pに流れ、電力変換回路5の正極側回路5Pに戻るため、コモンモードノイズを外部環境に流出させない。 Both the current i2 and the current i3 flow from the winding connection point C to the ground via the first capacitor 44P. The DC bus 21P has a floating capacitance (not shown) with the ground, and the current i2 and the current i3 flow from the ground to the adjacent DC bus 21P via the floating capacitance, and the positive side circuit 5P of the power conversion circuit 5 Since it returns to, the common mode noise is not leaked to the external environment.

各巻線(第1〜第3巻線41P〜43P)には、各巻線に流れる電流i1〜i3により起電力が生じ、ファラデーの法則により以下の式(1)で表される電圧(電圧降下量)V−AB、V−AC、V−BCが発生する。電圧V−ABはAB間に生じる電圧を示し、電圧V−ACはAC間に生じる電圧を示し、電圧V−BCはBC間に生じる電圧を示す。
なお、各電圧V−AB、V−AC、V−BCを示す式において、第1項は、自己インダクタンスにより発生する電圧、第2項および第3項は、相互インダクタンスにより発生する電圧である。
Electromotive force is generated in each winding (first to third windings 41P to 43P) by the currents i1 to i3 flowing in each winding, and the voltage (voltage drop amount) represented by the following equation (1) according to Faraday's law. ) V-AB, V-AC, V-BC are generated. The voltage V-AB indicates the voltage generated between AB, the voltage V-AC indicates the voltage generated between AC, and the voltage V-BC indicates the voltage generated between BC.
In the equations showing the respective voltages V-AB, V-AC, and V-BC, the first term is a voltage generated by self-inductance, and the second and third terms are voltages generated by mutual inductance.

V−AB=L1・(di1/dt)+M21・(di2/dt)+M31・(di3/dt)
V−AC=L2・(di2/dt)+M12・(di1/dt)+M32・(di3/dt)
V−BC=L3・(di3/dt)+M13・(di1/dt)+M23・(di2/dt)
・・・(1)
V-AB = L1 · (di1 / dt) + M21 · (di2 / dt) + M31 · (di3 / dt)
V-AC = L2 · (di2 / dt) + M12 · (di1 / dt) + M32 · (di3 / dt)
V-BC = L3 · (di3 / dt) + M13 · (di1 / dt) + M23 · (di2 / dt)
... (1)

巻線間の相互インダクタンスには可逆性があるため、
M12=M21
M13=M31
M23=M32
である。
Because the mutual inductance between the windings is reversible
M12 = M21
M13 = M31
M23 = M32
Is.

また、磁気結合される第1〜第3巻線41P〜43Pにおいて、第1巻線41Pと第2巻線42Pとの結合度をk12、第1巻線41Pと第3巻線43Pとの結合度をk13、第2巻線42Pと第3巻線43Pとの結合度をk13とすると、各相互インダクタンスは、以下の式(2)で表される。
M12=M21=k12・√(L1・L2)
M13=M31=k13・√(L1・L3)
M23=M32=k23・√(L2・L3)
・・・(2)
Further, in the first to third windings 41P to 43P that are magnetically coupled, the degree of coupling between the first winding 41P and the second winding 42P is k12, and the coupling between the first winding 41P and the third winding 43P. Assuming that the degree is k13 and the degree of coupling between the second winding 42P and the third winding 43P is k13, each mutual inductance is expressed by the following equation (2).
M12 = M21 = k12 ・ √ (L1 ・ L2)
M13 = M31 = k13 ・ √ (L1, L3)
M23 = M32 = k23 ・ √ (L2 ・ L3)
... (2)

図7は、ノイズキャンセル回路4Pの動作を説明する各部の波形図である。
ノイズキャンセル回路4Pは、ケーブル線11Pへ出力されるコモンモード電圧であるV−BCを0電圧に、即ち、接続点Bと巻線接続点Cとの間の電圧差を0電圧にするように動作する。図7に示すように、理想的にノイズキャンセル回路4Pが動作してV−BCが0電圧になると、ノイズキャンセル回路4Pに入力されたノイズ電流iinは全てキャンセルされ、電流ioutは出力されない。iout=i1−i3、であるため、電流ioutが0のとき、i1=i3、である。
FIG. 7 is a waveform diagram of each part for explaining the operation of the noise canceling circuit 4P.
The noise canceling circuit 4P sets V-BC, which is a common mode voltage output to the cable line 11P, to 0 voltage, that is, sets the voltage difference between the connection point B and the winding connection point C to 0 voltage. Operate. As shown in FIG. 7, when the noise canceling circuit 4P ideally operates and the V-BC becomes 0 voltage, all the noise current iin input to the noise canceling circuit 4P is canceled and the current iout is not output. Since iout = i1-i3, i1 = i3 when the current iout is 0.

ここでは、第1〜第3巻線41P〜43Pは、同等の巻数で同等の自己インダクタンスL(L1=L2=L3=L)を有するものとする。
また、第1巻線41Pと第3巻線43Pとは逆結合であり、第2巻線42Pと第3巻線43Pとも逆結合であるため、結合度k13、k23の極性は負であり、この場合、−0.5とする。
このような理想状態では、電流i1と電流i2と電流i3とは、位相および振幅が等しい電流iとなり、電流変化率も全て等しい。これにより、上記式(1)は、以下の式(3)に変形できる。
Here, it is assumed that the first to third windings 41P to 43P have the same number of turns and the same self-inductance L (L1 = L2 = L3 = L).
Further, since the first winding 41P and the third winding 43P are inversely coupled, and the second winding 42P and the third winding 43P are also inversely coupled, the polarities of the coupling degrees k13 and k23 are negative. In this case, it is set to -0.5.
In such an ideal state, the current i1, the current i2, and the current i3 have the same phase and amplitude, and the current change rates are all the same. As a result, the above equation (1) can be transformed into the following equation (3).

V−AB=L・(di/dt)・(0.5+k12)
V−AC=L・(di/dt)・(0.5+k12)
V−BC=L・(di/dt)・0=0
・・・(3)
V-AB = L · (di / dt) · (0.5 + k12)
V-AC = L · (di / dt) · (0.5 + k12)
V-BC = L · (di / dt) · 0 = 0
... (3)

このように、電圧V−ABと電圧V−ACとは等しくなり、コモンモード電圧である電圧V−BCは0電圧となる。
この場合、電流i1〜i3は、i1=i2=i3、であり、正極側のケーブル線11Pに漏れ出る電流iout=0となり、コモンモードノイズが理想的にキャンセルされる。
In this way, the voltage V-AB and the voltage V-AC become equal, and the voltage V-BC, which is the common mode voltage, becomes 0 voltage.
In this case, the currents i1 to i3 are i1 = i2 = i3, the current iout = 0 leaking to the cable line 11P on the positive electrode side, and the common mode noise is ideally canceled.

図8は、ノイズキャンセル回路4Pの効果を説明する図であり、周波数に対する電圧振幅の減衰特性を示すもので、ノイズキャンセル回路4Pへのコモンモードの入力電圧(V−AC)と出力電圧(V−BC)との電圧比を対数で示したものである。ノイズキャンセル回路4Pにより、低周波数帯域から高周波数帯域まで、広くコモンモード電圧を低減でき、コモンモードノイズがキャンセルされていることが示される。 FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the noise canceling circuit 4P, showing the attenuation characteristic of the voltage amplitude with respect to the frequency, and shows the common mode input voltage (V-AC) and output voltage (V) to the noise canceling circuit 4P. The voltage ratio with −BC) is shown as a logarithmic value. It is shown that the noise canceling circuit 4P can reduce the common mode voltage widely from the low frequency band to the high frequency band, and the common mode noise is canceled.

次に、ノイズキャンセル回路4Pが、入力されたノイズ電流iinを除去しきれず、電流ioutが出力される場合を説明する。例えば、第1〜第3巻線41P〜43Pの各巻線間の結合度、あるいは自己インダクタンスL1〜L3が理想状態からずれると、電圧V−BCは0電圧とならず、電圧V−ABと電圧V−ACとは一致しない。
このように、ノイズキャンセル回路4Pは、コモンモード電圧であるV−BC(≠0)をケーブル線11Pへ出力し、電流iout(≠0)を出力する。そして、ノイズキャンセル回路4P内の接続点Bから出力された電流ioutは、直流母線21P、ケーブル線11P、浮遊容量13P、シールド線12A、第2コンデンサ45P、第3巻線43Pを介して接続点Bに戻り循環する(図1参照)。
Next, the case where the noise canceling circuit 4P cannot completely remove the input noise current iin and the current iout is output will be described. For example, if the degree of coupling between the windings 41P to 43P of the first to third windings or the self-inductances L1 to L3 deviate from the ideal state, the voltage V-BC does not become 0 voltage, but the voltage V-AB and the voltage. It does not match V-AC.
In this way, the noise canceling circuit 4P outputs the common mode voltage V-BC (≠ 0) to the cable line 11P, and outputs the current iout (≠ 0). The current iout output from the connection point B in the noise canceling circuit 4P is connected via the DC bus 21P, the cable line 11P, the stray capacitance 13P, the shielded wire 12A, the second capacitor 45P, and the third winding 43P. It returns to B and circulates (see FIG. 1).

このように、直流母線21P、ケーブル線11P、浮遊容量13P、シールド線12A、第2コンデンサ45P、第3巻線43Pを介して循環電流(電流iout)が流れる電流経路が形成され、この電流経路内を電流ioutが循環電流として循環する。このため、電流ioutはコモンモードのノイズ電流と性質の異なるノーマルモードの電流となり、結果的に、コモンモードのノイズ電流はノイズキャンセル回路4Pにより全て除去されて外部環境に流出されない。 In this way, a current path through which the circulating current (current iout) flows is formed through the DC bus 21P, the cable wire 11P, the floating capacitance 13P, the shield wire 12A, the second capacitor 45P, and the third winding 43P, and this current path. The current iout circulates inside as a circulating current. Therefore, the current iout becomes a normal mode current having different properties from the common mode noise current, and as a result, the common mode noise current is completely removed by the noise canceling circuit 4P and does not flow out to the external environment.

以上、正極側のノイズキャンセル回路4Pについて説明したが、負極側のノイズキャンセル回路4Nについても、同様に動作して同様の結果が得られる。 Although the noise canceling circuit 4P on the positive electrode side has been described above, the noise canceling circuit 4N on the negative electrode side also operates in the same manner and the same result can be obtained.

以上のように、この実施の形態によるノイズキャンセル装置4は、各ノイズキャンセル回路4P、4Nが、共通コア40P、40Nに巻かれた第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nを備える。各巻線(第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43N)には、自己インダクタンスおよび相互インダクタンスに応じて各巻線に流れる電流i1〜i3により起電力が生じて電圧が発生する。コモンモードノイズの出力側に配置される第3巻線43P、43Nは、第1巻線41P、41Nおよび第2巻線42P、42Nの双方と互いに逆結合に構成されるため、第3巻線43P、43Nの両端電圧であるコモンモード電圧は抑制される。
このため、LCフィルタを用いる事無く、コモンモードノイズを抑制することができ、装置構成の小型化、簡略化を促進できる。また、このようなノイズキャンセル装置4を備えた電力変換装置20は、小型で簡略な装置構成にて、コモンモードノイズを抑制して信頼性を向上することができる。
As described above, the noise canceling device 4 according to this embodiment includes the first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N in which the noise canceling circuits 4P and 4N are wound around the common cores 40P and 40N. .. Electromotive force is generated in each winding (first to third windings 41P to 43P, 41N to 43N) by currents i1 to i3 flowing in each winding according to self-inductance and mutual inductance, and a voltage is generated. Since the third windings 43P and 43N arranged on the output side of the common mode noise are configured to be inversely coupled to both the first windings 41P and 41N and the second windings 42P and 42N, the third winding The common mode voltage, which is the voltage across 43P and 43N, is suppressed.
Therefore, common mode noise can be suppressed without using an LC filter, and miniaturization and simplification of the device configuration can be promoted. Further, the power conversion device 20 provided with such a noise canceling device 4 can suppress common mode noise and improve reliability with a small and simple device configuration.

さらに、この実施の形態では、ノイズキャンセル装置4がノイズ電流を除去しきれずに電流ioutが出力されても、電流ioutは、ケーブル線11Pとシールド線12Aとの間の浮遊容量13Pを介して形成される電流経路を循環して外部に流出しない。このため、コモンモードノイズの抑制効果は格段と向上する。また、電流ioutによるコモンモードノイズが生じないため、電力変換装置20の設計上の自由度が向上する。 Further, in this embodiment, even if the noise canceling device 4 cannot completely remove the noise current and the current iout is output, the current iout is formed via the stray capacitance 13P between the cable wire 11P and the shielded wire 12A. It circulates in the current path and does not flow out to the outside. Therefore, the effect of suppressing common mode noise is remarkably improved. Further, since common mode noise due to the current out does not occur, the degree of freedom in design of the power conversion device 20 is improved.

なお、上記実施の形態では、電力変換装置20は、電源回路1内の直流電圧源2と電源ケーブル10を介して接続したが、図9に示すように、負荷回路3内の直流負荷3Aと電源ケーブル10を介して接続しても良い。
この場合も、ノイズキャンセル装置4は上記実施の形態と同様に動作し、電力変換装置20は同様の効果を得る。
In the above embodiment, the power conversion device 20 is connected to the DC voltage source 2 in the power supply circuit 1 via the power supply cable 10, but as shown in FIG. 9, it is connected to the DC load 3A in the load circuit 3. It may be connected via the power cable 10.
Also in this case, the noise canceling device 4 operates in the same manner as in the above embodiment, and the power conversion device 20 obtains the same effect.

実施の形態2.
図10は実施の形態2による電気装置としての送受信装置の概略構成を示す図である。
図に示すように、送受信装置30は、正極側、負極側の2本の電線としての信号線22P、22Nを介して差動伝送信号を送信する送信回路6と、該差動伝送信号を受信する受信回路7と、送信回路6と受信回路7との間に配置されてコモンモードのノイズ電流を抑制するノイズキャンセル装置4Aとを備える。送信回路6、受信回路7は、それぞれ接地される。
なお、差動伝送信号は交流信号であり、信号線22P、22Nには、交流信号のみが流れる。
Embodiment 2.
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a transmission / reception device as an electric device according to the second embodiment.
As shown in the figure, the transmission / reception device 30 receives the transmission circuit 6 that transmits a differential transmission signal via the signal lines 22P and 22N as two electric wires on the positive side and the negative side, and the differential transmission signal. The receiving circuit 7 is provided with a noise canceling device 4A arranged between the transmitting circuit 6 and the receiving circuit 7 to suppress a noise current in the common mode. The transmission circuit 6 and the reception circuit 7 are each grounded.
The differential transmission signal is an AC signal, and only the AC signal flows through the signal lines 22P and 22N.

送信回路6は、正極側回路6Pと負極側回路6Nとを備えて、正極側、負極側の信号線22P、22Nに対して差動伝送信号を出力する。信号線22P、22Nを流れる差動伝送信号には、外乱などによりコモンモードノイズが生じ、ノイズキャンセル装置4Aは、コモンモードノイズである正極側ノイズおよび負極側ノイズを抑制する。 The transmission circuit 6 includes a positive electrode side circuit 6P and a negative electrode side circuit 6N, and outputs a differential transmission signal to the signal lines 22P and 22N on the positive electrode side and the negative electrode side. Common mode noise is generated in the differential transmission signals flowing through the signal lines 22P and 22N due to disturbance or the like, and the noise canceling device 4A suppresses the positive electrode side noise and the negative electrode side noise which are common mode noises.

ノイズキャンセル装置4Aは、同様に構成された正極側のノイズキャンセル回路4APと負極側のノイズキャンセル回路4ANとを備え、正負の各信号線22P、22Nを介して流れるコモンモードのノイズ電流を抑制する。各ノイズキャンセル回路4AP、4ANは、上記実施の形態1と同様に、共通コア40P、40Nに巻かれた第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nを備える。この場合、交流信号のみを扱うため、第1、第2コンデンサは無い。 The noise canceling device 4A includes a noise canceling circuit 4AP on the positive electrode side and a noise canceling circuit 4AN on the negative electrode side, which are similarly configured, and suppresses a common mode noise current flowing through the positive and negative signal lines 22P and 22N. .. The noise canceling circuits 4AP and 4AN include first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N wound around the common cores 40P and 40N, as in the first embodiment. In this case, since only the AC signal is handled, there are no first and second capacitors.

即ち、正極側のノイズキャンセル回路4APは、信号線22Pに直列に挿入された第1巻線41Pと、第1巻線41Pの第1端Aに接続される第2巻線42Pと、第1巻線41Pの第2端Bに接続される第3巻線43Pと、第1〜第3巻線41P〜43Pの共通コア40Pとを備える。なお、第1巻線41Pの第1端Aが送信回路6側になるように、ノイズキャンセル回路4APは配置される。 That is, the noise canceling circuit 4AP on the positive side has a first winding 41P inserted in series with the signal line 22P, a second winding 42P connected to the first end A of the first winding 41P, and a first winding. A third winding 43P connected to the second end B of the winding 41P and a common core 40P of the first to third windings 41P to 43P are provided. The noise canceling circuit 4AP is arranged so that the first end A of the first winding 41P is on the transmission circuit 6 side.

第1〜第3巻線41P〜43Pは、直列接続されて共通コア40Pに巻かれ、第1巻線41Pと第3巻線43Pとが逆結合され、かつ第2巻線42Pと第3巻線43Pとが逆結合される。なお、第1巻線41Pと第2巻線42Pとは順結合となる。
逆結合された第2巻線42Pと第3巻線43Pとは、第1巻線41Pに接続されない端子同士が巻線接続点Cにて互いに接続され、巻線接続点Cは接地される。
The first to third windings 41P to 43P are connected in series and wound around a common core 40P, the first winding 41P and the third winding 43P are reversely coupled, and the second winding 42P and the third winding are wound. The wire 43P is inversely coupled. The first winding 41P and the second winding 42P are forward-coupled.
In the reversely coupled second winding 42P and third winding 43P, the terminals not connected to the first winding 41P are connected to each other at the winding connection point C, and the winding connection point C is grounded.

また、負極側のノイズキャンセル回路4ANは、信号線22Nに直列に挿入された第1巻線41Nと、第1巻線41Nの第1端Eに接続される第2巻線42Nと、第1巻線41Nの第2端Fに接続される第3巻線43Nと、第1〜第3巻線41N〜43Nの共通コア40Nとを備える。なお、第1巻線41Nの第1端Eが送信回路6側になるように、ノイズキャンセル回路4ANは配置される。 Further, the noise canceling circuit 4AN on the negative electrode side includes a first winding 41N inserted in series with the signal line 22N, a second winding 42N connected to the first end E of the first winding 41N, and a first winding. A third winding 43N connected to the second end F of the winding 41N and a common core 40N of the first to third windings 41N to 43N are provided. The noise canceling circuit 4AN is arranged so that the first end E of the first winding 41N is on the transmission circuit 6 side.

第1〜第3巻線41N〜43Nは、直列接続されて共通コア40Nに巻かれ、第1巻線41Nと第3巻線43Nとが逆結合され、かつ第2巻線42Nと第3巻線43Nとが逆結合される。なお、第1巻線41Nと第2巻線42Nとは順結合となる。
逆結合された第2巻線42Nと第3巻線43Nとは、第1巻線41Nに接続されない端子同士が巻線接続点Gにて互いに接続され、巻線接続点Gは接地される。この場合、巻線接続点Gは、正極側のノイズキャンセル回路4APの巻線接続点Cと接続され、その接続点Dが接地される。
The first to third windings 41N to 43N are connected in series and wound around a common core 40N, the first winding 41N and the third winding 43N are reversely coupled, and the second winding 42N and the third winding are wound. The wire 43N is inversely coupled. The first winding 41N and the second winding 42N are forward-coupled.
In the reversely coupled second winding 42N and third winding 43N, terminals not connected to the first winding 41N are connected to each other at a winding connection point G, and the winding connection point G is grounded. In this case, the winding connection point G is connected to the winding connection point C of the noise canceling circuit 4AP on the positive electrode side, and the connection point D is grounded.

なお、2つのノイズキャンセル回路4AP、4ANの共通コア40P、40Nは、結合された1つのコアで構成しても良く、その場合、第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nの6つの巻線が、1つのコアに巻かれる。 The common cores 40P and 40N of the two noise canceling circuits 4AP and 4AN may be composed of one coupled core. In that case, the first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N 6 One winding is wound around one core.

この実施の形態においても、各ノイズキャンセル回路4AP、4ANの第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nは、上記実施の形態1と同様に動作する。即ち、各ノイズキャンセル回路4AP、4ANに入力されるノイズ電流iinにより、第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nに電流i1〜i3が流れる。そして、各巻線(第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43N)には、自己インダクタンスおよび相互インダクタンスに応じて各巻線に流れる電流i1〜i3により起電力が生じて電圧が発生する。コモンモードノイズの出力側に配置される第3巻線43P、43Nは、第1巻線41P、41Nおよび第2巻線42P、42Nの双方と互いに逆結合に構成されるため、第3巻線43P、43Nの両端電圧であるコモンモード電圧は抑制される。 Also in this embodiment, the first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N of the noise canceling circuits 4AP and 4AN operate in the same manner as in the first embodiment. That is, the noise currents iin input to the noise canceling circuits 4AP and 4AN cause the currents i1 to i3 to flow through the first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N. Then, in each winding (first to third windings 41P to 43P, 41N to 43N), an electromotive force is generated by the currents i1 to i3 flowing in each winding according to the self-inductance and the mutual inductance, and a voltage is generated. Since the third windings 43P and 43N arranged on the output side of the common mode noise are configured to be inversely coupled to both the first windings 41P and 41N and the second windings 42P and 42N, the third winding The common mode voltage, which is the voltage across 43P and 43N, is suppressed.

また、第1〜第3巻線41P〜43P、41N〜43Nは、同等の巻数で同等の自己インダクタンスL(L1=L2=L3=L)を有するものとする。また、第1巻線41P、41Nと第3巻線43P、43Nとの結合度、および第2巻線42P、42Nと第3巻線43P、43Nとの結合度を、共に−0.5とする。この場合、電流i1と電流i2と電流i3とは、位相および振幅が等しい電流iとなり、電流変化率も全て等しい。これにより、コモンモード電圧である第3巻線43P、43Nの両端電圧は0電圧となる。この場合、電流i1〜i3は、i1=i2=i3、であり、受信回路7側に漏れ出る電流iout=0となり、コモンモードノイズが理想的にキャンセルされる。 Further, it is assumed that the first to third windings 41P to 43P and 41N to 43N have the same number of turns and the same self-inductance L (L1 = L2 = L3 = L). Further, the degree of coupling between the first windings 41P and 41N and the third windings 43P and 43N and the degree of coupling between the second windings 42P and 42N and the third windings 43P and 43N are both set to -0.5. do. In this case, the current i1, the current i2, and the current i3 have the same phase and amplitude, and the current change rates are all the same. As a result, the voltage across the third windings 43P and 43N, which is the common mode voltage, becomes 0 voltage. In this case, the currents i1 to i3 are i1 = i2 = i3, the current iout = 0 leaking to the receiving circuit 7 side, and the common mode noise is ideally canceled.

以上のように、この実施の形態によるノイズキャンセル装置4Aは、コモンモードノイズを抑制することができ、装置構成の小型化、簡略化を促進できる。また、ノイズキャンセル装置4Aは、受動部品で構成されているため、能動電気部品等に比べて許容飽和点が格段と大きく構成でき、広帯域かつダイナミックレンジの広いコモンモードノイズをキャンセルすることができる。 As described above, the noise canceling device 4A according to this embodiment can suppress common mode noise, and can promote miniaturization and simplification of the device configuration. Further, since the noise canceling device 4A is composed of passive components, the allowable saturation point can be remarkably large as compared with active electrical components and the like, and common mode noise having a wide band and a wide dynamic range can be canceled.

また、このようなノイズキャンセル装置4Aを備えた送受信装置30は、小型で簡略な装置構成にて、コモンモードノイズを抑制して信頼性を向上することができる。 Further, the transmission / reception device 30 provided with such a noise canceling device 4A can suppress common mode noise and improve reliability with a small and simple device configuration.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

4,4A ノイズキャンセル装置、4P,4N,4AP,4AN ノイズキャンセル回路、5 電力変換回路、6 送信回路、7 受信回路、10 電源ケーブル、12A,12B シールド線、13P,13N 浮遊容量、20 電力変換装置、21P,21N 直流母線、22P,22N 信号線、40P,40N 共通コア、41P,41N 第1巻線、42P,42N 第2巻線、43P,43N 第3巻線、44P,44N 第1コンデンサ、45P,45N 第2コンデンサ、A,E 第1端、B,F 第2端、C,G 巻線接続点。 4,4A noise canceling device, 4P, 4N, 4AP, 4AN noise canceling circuit, 5 power conversion circuit, 6 transmission circuit, 7 reception circuit, 10 power cable, 12A, 12B shielded wire, 13P, 13N floating capacitance, 20 power conversion Equipment, 21P, 21N DC bus, 22P, 22N signal line, 40P, 40N common core, 41P, 41N 1st winding, 42P, 42N 2nd winding, 43P, 43N 3rd winding, 44P, 44N 1st capacitor , 45P, 45N 2nd capacitor, A, E 1st end, B, F 2nd end, C, G winding connection point.

Claims (9)

外部と接続される正極側、負極側の2本の電線に対してそれぞれノイズキャンセル回路を備えて、前記電線を介して流れるコモンモードのノイズ電流を抑制するノイズキャンセル装置において、
前記各ノイズキャンセル回路は、対応する前記電線に直列に挿入された第1巻線と、該第1巻線の第1端に接続される第2巻線と、該第1巻線の第2端に接続される第3巻線と、前記第1〜第3巻線の共通コアとを備え、
前記第1巻線および前記第3巻線は互いに逆結合され、
前記第2巻線および前記第3巻線は、互いに逆結合され、かつ前記第1巻線と接続されない端子同士が巻線接続点にて接続され、
前記巻線接続点は接地され、
前記第3巻線は、前記第1巻線との結合度の大きさ、および前記第2巻線との結合度の大きさが0.5である、
ノイズキャンセル装置。
In a noise canceling device in which a noise canceling circuit is provided for each of two electric wires connected to the outside on the positive electrode side and the negative electrode side to suppress a noise current in a common mode flowing through the electric wires.
Each of the noise canceling circuits includes a first winding inserted in series with the corresponding electric wire, a second winding connected to the first end of the first winding, and a second winding of the first winding. A third winding connected to the end and a common core of the first to third windings are provided.
The first winding and the third winding are inversely coupled to each other.
The second winding and the third winding are inversely coupled to each other, and terminals that are not connected to the first winding are connected to each other at a winding connection point.
The winding connection point is grounded
The third winding has a degree of coupling with the first winding and a degree of coupling with the second winding of 0.5.
Noise canceling device.
前記電線は、交流信号のみが流れる信号線である、
請求項1に記載のノイズキャンセル装置。
The electric wire is a signal line through which only an AC signal flows.
The noise canceling device according to claim 1.
外部と接続される正極側、負極側の2本の電線に対してそれぞれノイズキャンセル回路を備えて、前記電線を介して流れるコモンモードのノイズ電流を抑制するノイズキャンセル装置において、
前記各ノイズキャンセル回路は、対応する前記電線に直列に挿入された第1巻線と、該第1巻線の第1端に接続される第2巻線と、該第1巻線の第2端に接続される第3巻線と、前記第1〜第3巻線の共通コアとを備え、
前記第1巻線および前記第3巻線は互いに逆結合され、
前記第2巻線および前記第3巻線は、互いに逆結合され、かつ前記第1巻線と接続されない端子同士が巻線接続点にて接続され、
前記巻線接続点は接地され、
前記電線は、電源ケーブルに接続される直流母線であり、
前記各ノイズキャンセル回路は、交流成分のみを通す第1コンデンサおよび第2コンデンサを備え、
前記巻線接続点が、前記第1コンデンサを介して接地されると共に、前記第2コンデンサを介して前記電源ケーブルのシールド線に接続される、
ノイズキャンセル装置。
In a noise canceling device in which a noise canceling circuit is provided for each of two electric wires connected to the outside on the positive electrode side and the negative electrode side to suppress a noise current in a common mode flowing through the electric wires.
Each of the noise canceling circuits includes a first winding inserted in series with the corresponding electric wire, a second winding connected to the first end of the first winding, and a second winding of the first winding. A third winding connected to the end and a common core of the first to third windings are provided.
The first winding and the third winding are inversely coupled to each other.
The second winding and the third winding are inversely coupled to each other, and terminals that are not connected to the first winding are connected to each other at a winding connection point.
The winding connection point is grounded
The electric wire is a DC bus connected to a power cable.
Each noise canceling circuit includes a first capacitor and a second capacitor through which only AC components pass.
The winding connection point is grounded via the first capacitor and is connected to the shielded wire of the power cable via the second capacitor.
Noise canceling device.
前記直流母線、前記電源ケーブル、前記電源ケーブルと前記シールド線との間の浮遊容量、前記シールド線、前記第2コンデンサおよび前記第3巻線を介して循環電流が流れる電流経路が形成される、
請求項に記載のノイズキャンセル装置。
A current path through which a circulating current flows is formed through the DC bus, the power cable, the stray capacitance between the power cable and the shielded wire, the shielded wire, the second capacitor, and the third winding.
The noise canceling device according to claim 3.
前記第1巻線、前記第2巻線および前記第3巻線の巻数を同数とした、
請求項1から請求項のいずれか1項に記載のノイズキャンセル装置。
The number of turns of the first winding, the second winding, and the third winding is the same.
The noise canceling device according to any one of claims 1 to 4.
前記第1巻線、前記第2巻線および前記第3巻線のインダクタンスを同等とした、
請求項1から請求項のいずれか1項に記載のノイズキャンセル装置。
The inductances of the first winding, the second winding, and the third winding were made equal.
The noise canceling device according to any one of claims 1 to 5.
前記各ノイズキャンセル回路の共通コアは、正極側と負極側とで1つの共通コアとする、
請求項1から請求項のいずれか1項に記載のノイズキャンセル装置。
The common core of each noise canceling circuit is one common core on the positive electrode side and the negative electrode side.
The noise canceling device according to any one of claims 1 to 6.
請求項または請求項に記載のノイズキャンセル装置を備えた電気装置において、
前記電気装置は、前記直流母線を入出力線とする電力変換回路を備え、前記ノイズキャンセル装置が、前記電力変換回路の動作により発生する前記ノイズ電流を抑制する、
ノイズキャンセル装置を備えた電気装置。
In the electric device provided with the noise canceling device according to claim 3 or 4.
The electric device includes a power conversion circuit having the DC bus as an input / output line, and the noise canceling device suppresses the noise current generated by the operation of the power conversion circuit.
An electrical device equipped with a noise canceling device.
請求項に記載のノイズキャンセル装置を備えた電気装置において、
前記電気装置は、差動伝送信号を前記信号線を介して送信する送信回路と、前記差動伝送信号を前記信号線を介して受信する受信回路とを備え、
前記ノイズキャンセル装置は、前記送信回路と前記受信回路との間に配置されて、前記ノイズ電流を抑制する、
ノイズキャンセル装置を備えた電気装置。
In the electric device provided with the noise canceling device according to claim 2.
The electric device includes a transmission circuit that transmits a differential transmission signal via the signal line and a reception circuit that receives the differential transmission signal via the signal line.
The noise canceling device is arranged between the transmitting circuit and the receiving circuit to suppress the noise current.
An electrical device equipped with a noise canceling device.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006040869A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Filter circuit, differential transmission system having same, and power supply
JP2011249876A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 Tdk Corp Common mode noise filter
JP2017228896A (en) * 2016-06-21 2017-12-28 株式会社村田製作所 Noise countermeasure component, and noise countermeasure module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006040869A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Filter circuit, differential transmission system having same, and power supply
JP2011249876A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 Tdk Corp Common mode noise filter
JP2017228896A (en) * 2016-06-21 2017-12-28 株式会社村田製作所 Noise countermeasure component, and noise countermeasure module

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