JP7436413B2 - Noise filter - Google Patents

Noise filter Download PDF

Info

Publication number
JP7436413B2
JP7436413B2 JP2021042949A JP2021042949A JP7436413B2 JP 7436413 B2 JP7436413 B2 JP 7436413B2 JP 2021042949 A JP2021042949 A JP 2021042949A JP 2021042949 A JP2021042949 A JP 2021042949A JP 7436413 B2 JP7436413 B2 JP 7436413B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus bar
noise filter
conductor
noise
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021042949A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022142669A (en
Inventor
篤弘 高橋
智志 伊藤
知弘 勝呂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2021042949A priority Critical patent/JP7436413B2/en
Publication of JP2022142669A publication Critical patent/JP2022142669A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7436413B2 publication Critical patent/JP7436413B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

本明細書が開示する技術は、ノイズフィルタに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a noise filter.

特許文献1に、出力ノイズ低減装置が開示されている。出力ノイズ低減装置は、金属筐体に収納された電子機器から供給機器に出力される出力信号に混入するノイズを低減する。出力ノイズ低減装置は、電子機器に接続される導電バーと、磁性材料で形成されており、導電バーが貫通する磁性体コアと、第1実装基板と、を備える。第1実装基板は、磁性体コアと導電バーとの間に固着される第1固定部と、金属筐体に接続される第2固定部と、第1固定部と第2固定部との間を容量素子で接続する接続部と、を有する。第1実装基板は、金属筐体の外側に配置される。容量素子は、導電バーと金属筐体とに接続される。 Patent Document 1 discloses an output noise reduction device. The output noise reduction device reduces noise mixed into an output signal output from an electronic device housed in a metal housing to a supply device. The output noise reduction device includes a conductive bar connected to an electronic device, a magnetic core made of a magnetic material and penetrated by the conductive bar, and a first mounting board. The first mounting board includes a first fixed part fixed between the magnetic core and the conductive bar, a second fixed part connected to the metal casing, and a space between the first fixed part and the second fixed part. and a connection portion that connects the two with a capacitive element. The first mounting board is placed outside the metal casing. The capacitive element is connected to the conductive bar and the metal casing.

国際公開2016/039414号International Publication 2016/039414

上記の技術では、電子機器は金属筐体に収容される一方、容量素子が配置される第1実装基板は金属筐体の外側に配置される。このため、ノイズ源である電子機器と容量素子との距離が大きくなる。この結果、容量素子と電子機器との間に発生する寄生インダクタンスが大きくなる。これにより、ノイズフィルタのノイズ低減効果が低下する。 In the above technology, the electronic device is housed in a metal casing, while the first mounting board on which the capacitive element is placed is placed outside the metal casing. Therefore, the distance between the electronic device, which is a noise source, and the capacitive element increases. As a result, parasitic inductance generated between the capacitive element and the electronic device increases. This reduces the noise reduction effect of the noise filter.

本明細書では、金属筐体に取り付けられるノイズフィルタにおいて、ノイズ源と容量素子との間の寄生インダクタンスを抑制する技術を提供する。 This specification provides a technique for suppressing parasitic inductance between a noise source and a capacitive element in a noise filter attached to a metal housing.

本明細書に開示されるノイズフィルタは、ノイズ源が収容される金属筐体に取り付けられる取付部と、前記取付部に取り付けられており、前記金属筐体を貫通する導電部と、前記金属筐体の外側において前記取付部に取り付けられており、前記導電部と電気的に接続されているコンデンサ部と、を備える。前記導電部は、前記金属筐体から露出する出力端子と、前記電源と前記コンデンサ部とに接続されている第1導電体と、前記第1導電体と前記出力端子とに接続されている第2導電体と、を備える。前記第1導電体と前記第2導電体とは、相互インダクタンスが発生するように配置される。 The noise filter disclosed in this specification includes a mounting part attached to a metal casing in which a noise source is housed, a conductive part attached to the mounting part and penetrating the metal casing, and a conductive part attached to the metal casing. A capacitor part is attached to the attachment part on the outside of the body and electrically connected to the conductive part. The conductive part includes an output terminal exposed from the metal casing, a first conductor connected to the power source and the capacitor part, and a first conductor connected to the first conductor and the output terminal. 2 conductors. The first conductor and the second conductor are arranged to generate mutual inductance.

この構成では、第1導電体と第2導電体とのそれぞれが、ノイズフィルタのインダクタとして機能する。この構成によると、第1導電体と第2導電体とによって、ノイズフィルタのインダクタである第1導電体と第2導電体との間に相互インダクタンスを発生させることができる。この結果、相互インダクタンスによって、寄生インダクタンスを低減することができる。 In this configuration, each of the first conductor and the second conductor functions as an inductor of the noise filter. According to this configuration, mutual inductance can be generated between the first conductor and the second conductor, which are inductors of the noise filter, by the first conductor and the second conductor. As a result, parasitic inductance can be reduced by mutual inductance.

第1導電体は、導電性の平板部分を有する第1バスバーを有し、第2導電体は、導電性の平板部分を有しており、前記第1バスバーと隙間を置いて対向する第2バスバーを有していてもよい。 The first conductor has a first bus bar having a conductive flat plate portion, the second conductor has a conductive flat plate portion, and a second bus bar facing the first bus bar with a gap therebetween. It may have a bus bar.

この構成によると、第1バスバーと第2バスバーとの間隔を調整することによって、相互インダクタンスを調整することができる。 According to this configuration, mutual inductance can be adjusted by adjusting the interval between the first bus bar and the second bus bar.

前記コンデンサ部は、複数のチップコンデンサが並ぶ基板を有していてもよい。 The capacitor section may include a substrate on which a plurality of chip capacitors are arranged.

この構成によると、複数のチップコンデンサが配置されている基板を金属筐体の外壁に沿って配置することによって、金属筐体から突出するノイズフィルタの寸法を小さくすることができる。 According to this configuration, by arranging the substrate on which the plurality of chip capacitors are arranged along the outer wall of the metal casing, the size of the noise filter protruding from the metal casing can be reduced.

実施例のノイズフィルタが金属筐体に取り付けられている状態の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the noise filter of the embodiment attached to a metal housing. 実施例の導電部の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a conductive part in an example. 実施例の導電部の上部バスバーの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the upper bus bar of the conductive part of the embodiment. 実施例の導電部の下部バスバーの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the lower bus bar of the conductive part of the embodiment. 実施例の導電部における上部バスバーと下部バスバーの縦断面図。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of an upper bus bar and a lower bus bar in a conductive part of an example. 実施例のノイズフィルタの樹脂部を取り除いた状態の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the noise filter of the embodiment with the resin portion removed. 実施例のノイズフィルタの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a noise filter according to an embodiment. 実施例のノイズフィルタの回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a noise filter according to an embodiment. 実施例のノイズフィルタの等価回路図。The equivalent circuit diagram of the noise filter of an Example. 実施例のノイズフィルタのフィルタ性能を表すグラフ。Graph showing the filter performance of the noise filter of the example.

以下、図面を参照して本願明細書が開示する複数の実施形態に係るノイズフィルタ10について説明する。 Hereinafter, noise filters 10 according to a plurality of embodiments disclosed in this specification will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、ノイズフィルタ10は、ノイズ源となるコンバータ、インバータ等の電力変換器4(図8参照)に接続されており、電力変換器4から発生するノイズを抑制する。ノイズフィルタ10は、電力変換器4が収容される金属筐体2の側壁に取り付けられる。ノイズフィルタ10は、金属筐体2の側壁を貫通する貫通孔に挿入された状態で、金属筐体2に固定される。ノイズフィルタ10は、導電部12と、コンデンサ部14と、樹脂部16と、一対のグランド接続部18、19と、を備える。 As shown in FIG. 1, the noise filter 10 is connected to a power converter 4 (see FIG. 8) such as a converter or an inverter that is a noise source, and suppresses noise generated from the power converter 4. Noise filter 10 is attached to the side wall of metal casing 2 in which power converter 4 is housed. The noise filter 10 is fixed to the metal casing 2 while being inserted into a through hole penetrating the side wall of the metal casing 2 . The noise filter 10 includes a conductive part 12, a capacitor part 14, a resin part 16, and a pair of ground connection parts 18 and 19.

図2に示すように、導電部12は、上部バスバー40と、下部バスバー42と、出力端子44と、を備える。図3に示すように、上部バスバー40は、導電性材料の平板を折り曲げて作製されている。図3には、ノイズフィルタ10に通電した場合に電流の向きが矢印で示されている。上部バスバー40は、一対の接続部分40a、40cと、対向部分40bと、端子取付部40dと、を備える。対向部分40bは、金属筐体2の貫通孔に挿入されている。対向部分40bは、金属筐体2の貫通孔の軸方向に沿って配置される平板形状を有する。 As shown in FIG. 2, the conductive section 12 includes an upper bus bar 40, a lower bus bar 42, and an output terminal 44. As shown in FIG. 3, the upper bus bar 40 is made by bending a flat plate of conductive material. In FIG. 3, arrows indicate the direction of current when the noise filter 10 is energized. The upper bus bar 40 includes a pair of connecting portions 40a and 40c, an opposing portion 40b, and a terminal attachment portion 40d. The opposing portion 40b is inserted into a through hole of the metal housing 2. The opposing portion 40b has a flat plate shape that is arranged along the axial direction of the through hole of the metal housing 2.

一対の接続部分40a、40cのそれぞれは、対向部分40bの端縁から上方に湾曲して配置されている。一対の接続部分40a、40cは、互いに対向して配置されている。一対の接続部分40a、40cのそれぞれは、対向部分40bの上方において、対向部分40bに対して垂直な平板形状を有する。 Each of the pair of connecting portions 40a, 40c is curved upward from the edge of the opposing portion 40b. The pair of connecting portions 40a and 40c are arranged opposite to each other. Each of the pair of connecting portions 40a, 40c has a flat plate shape above the opposing portion 40b and perpendicular to the opposing portion 40b.

端子取付部40dは、対向部分40bの先端から上方に湾曲して配置されている。端子取付部40dは、対向部分40bの上方において、対向部分40bに対して垂直な平板形状を有する。端子取付部40dは、金属筐体2の外側に配置される。端子取付部40dを貫通する取付孔には、出力端子44が取り付けられている。出力端子44は、金属筐体2の外側に突出している。 The terminal attachment portion 40d is curved upward from the tip of the opposing portion 40b. The terminal attachment portion 40d has a flat plate shape above the opposing portion 40b and perpendicular to the opposing portion 40b. The terminal attachment portion 40d is arranged on the outside of the metal housing 2. The output terminal 44 is attached to the attachment hole penetrating the terminal attachment portion 40d. The output terminal 44 protrudes to the outside of the metal housing 2.

図2に示すように、上部バスバー40の下方には、下部バスバー42が配置されている。図4に示すように、下部バスバー42は、導電性材料の平板を折り曲げて作製されている。図4には、ノイズフィルタ10に通電した場合に電流の向きが矢印で示されている。下部バスバー42は、一対の接続部分42a、42cと、対向部分42bと、を備える。対向部分42bは、対向部分40bの下面に隙間を置いて配置される。対向部分42bは、対向部分40bに平行に配置される平板形状を有する。対向部分42bの端部には、電力変換器4に接続するための接続孔が配置されている。 As shown in FIG. 2, a lower bus bar 42 is arranged below the upper bus bar 40. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the lower bus bar 42 is made by bending a flat plate of conductive material. In FIG. 4, arrows indicate the direction of current when the noise filter 10 is energized. The lower bus bar 42 includes a pair of connecting portions 42a and 42c and an opposing portion 42b. The opposing portion 42b is disposed on the lower surface of the opposing portion 40b with a gap therebetween. The opposing portion 42b has a flat plate shape arranged parallel to the opposing portion 40b. A connection hole for connecting to the power converter 4 is arranged at the end of the opposing portion 42b.

一対の接続部分42a、42cのそれぞれは、対向部分42bの端縁から上方に湾曲して配置されている。一対の接続部分42a、42cは、互いに対向して配置されている。一対の接続部分42a、42cは、対向部分42bの上方において、対向部分42bに対して垂直な平板形状を有する。図2に示すように、一対の接続部分42a、42cのそれぞれは、一対の接続部分40a、40cのそれぞれの外側に配置されており、一対の接続部分40a、40cのそれぞれの外面に溶接によって固定されている。 Each of the pair of connecting portions 42a, 42c is curved upward from the edge of the opposing portion 42b. The pair of connecting portions 42a and 42c are arranged opposite to each other. The pair of connecting portions 42a and 42c have a flat plate shape above the opposing portion 42b and perpendicular to the opposing portion 42b. As shown in FIG. 2, each of the pair of connection parts 42a, 42c is arranged on the outside of each of the pair of connection parts 40a, 40c, and is fixed by welding to the outer surface of each of the pair of connection parts 40a, 40c. has been done.

図5に示すように、対向部分40bと対向部分42bとは、隙間C1を置いて配置されている。隙間C1には、薄い絶縁紙(例えば厚さ0.1mm)が配置され、隙間C1の距離が管理される。 As shown in FIG. 5, the facing portion 40b and the facing portion 42b are arranged with a gap C1 in between. A thin insulating paper (for example, 0.1 mm thick) is placed in the gap C1, and the distance of the gap C1 is managed.

図6に示すように、導電部12には、コンデンサ部14が取り付けられている。コンデンサ部14は、金属筐体2の外側に配置される。コンデンサ部14は、複数のチップコンデンサ20と、基板24と、を備える。基板24は、平板形状を有しており、金属筐体2の側壁に沿って配置されている。基板24の金属筐体2と反対側の面には、配線パターン22が配置されている。複数のチップコンデンサ20は、配線パターン22に従って、並んで配置されている。 As shown in FIG. 6, a capacitor section 14 is attached to the conductive section 12. The capacitor section 14 is arranged outside the metal casing 2. The capacitor section 14 includes a plurality of chip capacitors 20 and a substrate 24. The substrate 24 has a flat plate shape and is arranged along the side wall of the metal casing 2 . A wiring pattern 22 is arranged on the surface of the substrate 24 opposite to the metal casing 2. The plurality of chip capacitors 20 are arranged in line according to the wiring pattern 22.

基板24は、中央部分に開口24aを有している。基板24は、開口24aが金属筐体2の貫通孔に重ねるように配置される。開口24aには、上部バスバー40が挿入される。上部バスバー40の端子取付部40dは、基板24よりも金属筐体2の外側に配置されている。下部バスバー42の一対の接続部分42a、42cのそれぞれは、開口24a付近において、基板24を貫通している。一対の接続部分42a、42cのそれぞれは、基板24を貫通している部分で、配線パターン22に電気的に接続されている。これにより、下部バスバー42は、複数のチップコンデンサ20に電気的に接続される。 The substrate 24 has an opening 24a in the center. The substrate 24 is arranged so that the opening 24a overlaps the through hole of the metal housing 2. The upper bus bar 40 is inserted into the opening 24a. The terminal attaching portion 40d of the upper bus bar 40 is arranged on the outer side of the metal casing 2 than the board 24. Each of the pair of connecting portions 42a and 42c of the lower bus bar 42 penetrates the substrate 24 near the opening 24a. Each of the pair of connection parts 42a and 42c is a part that penetrates the substrate 24 and is electrically connected to the wiring pattern 22. Thereby, the lower bus bar 42 is electrically connected to the plurality of chip capacitors 20.

コンデンサ部14は、一対のグランド接続部18、19に取り付けられている。グランド接続部18、19は、導電性材料で作製されている。グランド接続部18は、固定部分18aと、連結部分18bと、を備える。固定部分18aは、ボルト等の締結部材を介して、金属筐体2に取り付けられる。これにより、固定部分18aは、金属筐体2に電気的に接続される。グランド接続部18は、金属筐体2に電気的に接続されることによって、金属筐体2と同一の電位である基準電位に設定される。 The capacitor section 14 is attached to a pair of ground connection sections 18 and 19. Ground connections 18, 19 are made of conductive material. The ground connection portion 18 includes a fixed portion 18a and a connecting portion 18b. The fixed portion 18a is attached to the metal casing 2 via a fastening member such as a bolt. Thereby, the fixed portion 18a is electrically connected to the metal casing 2. The ground connection portion 18 is electrically connected to the metal casing 2 and is set to a reference potential that is the same potential as the metal casing 2 .

連結部分18bは、固定部分18aから基板24に向けて延びている。連結部分18bは、基板24の端縁部において、基板24を貫通している。連結部分18bは、基板24を貫通している部分で、配線パターン22に電気的に接続されている。これにより、グランド接続部18は、複数のチップコンデンサ20に電気的に接続される。グランド接続部19は、グランド接続部18と同様の構成を有する。 The connecting portion 18b extends from the fixed portion 18a toward the substrate 24. The connecting portion 18b penetrates the substrate 24 at the edge of the substrate 24. The connecting portion 18b is a portion that penetrates the substrate 24 and is electrically connected to the wiring pattern 22. Thereby, the ground connection portion 18 is electrically connected to the plurality of chip capacitors 20. The ground connection portion 19 has the same configuration as the ground connection portion 18.

基板24の金属筐体2側の面には、Oリング50が配置されている。図7に示すように、ノイズフィルタ10では、導電部12、コンデンサ部14、及び、グランド接続部18、19の一部を覆う樹脂部16を備える。樹脂部16は、樹脂で作製されている。樹脂部16は、導電部12の一部、即ち、導電部12のうち、外部への露出が不要な部分を覆う被覆部16aと、コンデンサ部14及びグランド接続部18、19のうち、外部への露出が不要な部分を覆う被覆部16bを備える。なお、被覆部16bは、基板24を、金属筐体2と反対側から覆っていてもよい。 An O-ring 50 is arranged on the surface of the substrate 24 on the metal housing 2 side. As shown in FIG. 7, the noise filter 10 includes a resin part 16 that covers a part of the conductive part 12, the capacitor part 14, and the ground connection parts 18 and 19. The resin portion 16 is made of resin. The resin part 16 includes a covering part 16a that covers a part of the conductive part 12, that is, a part of the conductive part 12 that does not need to be exposed to the outside, and a covering part 16a that covers a part of the conductive part 12 that does not need to be exposed to the outside. A covering portion 16b is provided to cover a portion that does not need to be exposed. Note that the covering portion 16b may cover the substrate 24 from the side opposite to the metal housing 2.

ノイズフィルタ10は、下部バスバー42が電力変換器4に接続され、出力端子44が電子機器等に接続されて使用される。図4の矢印で示すように、電力変換器4から出力端子44に向けて電力が供給されると、下部バスバー42の対向部分42bから一対の接続部分42a、42cのそれぞれに電流が流れる。電流は、一対の接続部分42a、42cのそれぞれから、上部バスバー40とコンデンサ部14とのそれぞれに向かって流れる。図3の矢印で示すように、上部バスバー40では、一対の接続部分40a、40cのそれぞれから、対向部分40bを通って、出力端子44に電流が流れる。この結果、対向部分40b、42bでは、電流の向きが一致する。 The noise filter 10 is used with the lower bus bar 42 connected to the power converter 4 and the output terminal 44 connected to an electronic device or the like. As shown by the arrow in FIG. 4, when power is supplied from the power converter 4 toward the output terminal 44, a current flows from the opposing portion 42b of the lower bus bar 42 to each of the pair of connecting portions 42a, 42c. The current flows from each of the pair of connection parts 42a and 42c toward the upper bus bar 40 and the capacitor part 14, respectively. As shown by the arrows in FIG. 3, in the upper bus bar 40, current flows from each of the pair of connecting portions 40a and 40c to the output terminal 44 through the opposing portion 40b. As a result, the directions of the currents match in the opposing portions 40b and 42b.

ノイズフィルタ10は、図8に示すような回路図で表わされる。図8では、電流の流れる方向が矢印で示されている。ノイズフィルタ10では、下部バスバー42及び上部バスバー40がインダクタとして機能する。ノイズフィルタ10は、下部バスバー42及び上部バスバー40のインダクタンスと、コンデンサ部14の複数のチップコンデンサ20と、によって構成される。導電部12では、下部バスバー42と上部バスバー40とが微小な隙間を置いて配置されているために、電流が流れると、下部バスバー42と上部バスバー40とで相互インダクタンスが発生する。下部バスバー42と上部バスバー40とは、電流が同一の向きに流れているために、相互インダクタンスが正となる。 The noise filter 10 is represented by a circuit diagram as shown in FIG. In FIG. 8, the direction in which the current flows is indicated by an arrow. In the noise filter 10, the lower bus bar 42 and the upper bus bar 40 function as an inductor. The noise filter 10 includes inductances of the lower bus bar 42 and the upper bus bar 40, and a plurality of chip capacitors 20 of the capacitor section 14. In the conductive part 12, since the lower bus bar 42 and the upper bus bar 40 are arranged with a small gap, mutual inductance occurs between the lower bus bar 42 and the upper bus bar 40 when current flows. The lower bus bar 42 and the upper bus bar 40 have positive mutual inductance because current flows in the same direction.

図9には、ノイズフィルタ10の等価回路が示される。ノイズフィルタ10は、直列接続されている2個のインダクタである上部バスバー40及び下部バスバー42と、2個のインダクタの間から基準電位であるグランド接続部18、19に接続されているコンデンサ部14と、で構成される。下部バスバー42のインダクタンスがLであり、上部バスバー40のインダクタンスがLである。コンデンサ部14の容量がCである。インダクタL3は、コンデンサ部14の等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)とコンデンサ部14の配線の寄生インダクタンスの和であり、インダクタンスがLである。Zは、ノイズ源(即ち電力変換器4)の内部インピーダンスであり、Zは負荷回路(即ち電子機器6)のインピーダンスである。このノイズフィルタ10では、上部バスバー40と下部バスバー42とが磁気結合しており、上部バスバー40と下部バスバー42とを流れる電流I,Iが図中の向きに流れるとすると、上部バスバー40と下部バスバー42との間に正の相互インダクタンスMが生じている。ノイズ電圧をVnoiseとすると、負荷回路に加わるノイズ電圧Vは、以下の式で表される。 FIG. 9 shows an equivalent circuit of the noise filter 10. The noise filter 10 includes an upper bus bar 40 and a lower bus bar 42 that are two inductors connected in series, and a capacitor section 14 that is connected between the two inductors to ground connection sections 18 and 19 that are at a reference potential. It consists of and. The inductance of the lower bus bar 42 is L1 , and the inductance of the upper bus bar 40 is L2 . The capacitance of the capacitor section 14 is C. The inductor L3 is the sum of the equivalent series inductance (ESL) of the capacitor section 14 and the parasitic inductance of the wiring of the capacitor section 14, and has an inductance of L3 . Z 1 is the internal impedance of the noise source (ie, the power converter 4), and Z 2 is the impedance of the load circuit (ie, the electronic device 6). In this noise filter 10, the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 are magnetically coupled, and assuming that currents I 1 and I 2 flowing through the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 flow in the directions shown in the figure, the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 are magnetically coupled. A positive mutual inductance M is generated between the lower bus bar 42 and the lower bus bar 42 . Assuming that the noise voltage is V noise , the noise voltage V L applied to the load circuit is expressed by the following equation.

Figure 0007436413000001
Figure 0007436413000001

L1:下部バスバー42のインピーダンス(jω(L1+M))
L2:上部バスバー40のインピーダンス(jω(L2+M))
L3:コンデンサ部14の等価直列インダクタとコンデンサCが接続される配線の寄生インダクタの和からなるインピーダンス(jω(L3-M))
:コンデンサ部14のインピーダンス(1/jωC)
ω:角周波数(2πf)
Z L1 : Impedance of the lower bus bar 42 (jω(L 1 +M))
Z L2 : Impedance of the upper bus bar 40 (jω(L 2 +M))
Z L3 : Impedance (jω(L 3 - M)) consisting of the sum of the equivalent series inductor of the capacitor section 14 and the parasitic inductor of the wiring to which the capacitor C is connected
Z C : Impedance of capacitor section 14 (1/jωC)
ω: Angular frequency (2πf)

上記数式1に示されるように、ノイズ電圧Vを低減するためには、分子のZL3+Zを低減することが重要である。ZL3+Zを低減するためには、相互インダクタンスMを、コンデンサ部14の等価直列インダクタンスとコンデンサ部14の配線の寄生インダクタンスの和であるインダクタンスLに同一又は近似するように調整する。これにより、高周波帯域のノイズに対するフィルタ性能を向上させることができる。 As shown in Equation 1 above, in order to reduce the noise voltage V L , it is important to reduce the numerator Z L3 +Z C. In order to reduce Z L3 +Z C , the mutual inductance M is adjusted to be the same as or approximate to the inductance L 3 which is the sum of the equivalent series inductance of the capacitor section 14 and the parasitic inductance of the wiring of the capacitor section 14 . Thereby, the filter performance against noise in a high frequency band can be improved.

図10は、ノイズフィルタ10のフィルタ性能を確認するためのシミュレーションの結果を示す。なお、フィルタ性能は、20×log10(VL/Vnoise)(dB)によって計算した。図10に示されるように、上部バスバー40と下部バスバー42との間に相互インダクタンスが発生しないように構成されている比較例のノイズフィルタのフィルタ性能104は、高周波帯域のノイズに対するフィルタ性能が劣化している。一方、本実施形態のノイズフィルタ10のフィルタ性能102は、高周波帯域のノイズに対するフィルタ性能が大幅に向上している。 FIG. 10 shows the results of a simulation for confirming the filter performance of the noise filter 10. Note that the filter performance was calculated by 20×log 10 (V L /V noise ) (dB). As shown in FIG. 10, the filter performance 104 of the noise filter of the comparative example configured so that mutual inductance does not occur between the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 is such that the filter performance against noise in the high frequency band deteriorates. are doing. On the other hand, the filter performance 102 of the noise filter 10 of this embodiment has significantly improved filter performance against noise in a high frequency band.

ノイズフィルタ10では、上部バスバー40と下部バスバー42とのそれぞれが、ノイズフィルタ10のインダクタとして機能する。この構成によると、上部バスバー40と下部バスバー42とに相互インダクタンスを発生させることができる。この結果、上部バスバー40と下部バスバー42との相互インダクタンスを調整することによって、寄生インダクタンスを低減することができる。 In the noise filter 10, each of the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 functions as an inductor of the noise filter 10. According to this configuration, mutual inductance can be generated between the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42. As a result, by adjusting the mutual inductance between the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42, parasitic inductance can be reduced.

上部バスバー40と下部バスバー42との間の相互インダクタンスは、対向部分40b、42bの隙間を調整することによって、調整することができる。これにより、上部バスバー40と下部バスバー42との相互インダクタンスを容易に調整することができる。また、ノイズフィルタ10では、フィルタ性能を向上させることができるために、磁性体を配置せずとも、十分なフィルタ性能を発揮することができる。これにより、ノイズフィルタ10の体格及びコストを低減することができる。 The mutual inductance between the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 can be adjusted by adjusting the gap between the opposing portions 40b and 42b. Thereby, the mutual inductance between the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 can be easily adjusted. In addition, since the noise filter 10 can improve filter performance, it is possible to exhibit sufficient filter performance without arranging a magnetic material. Thereby, the size and cost of the noise filter 10 can be reduced.

コンデンサ部14では、複数のチップコンデンサ20が基板24に配置されている。これにより、基板24を金属筐体2の側壁に沿って配置することによって、ノイズフィルタ10が、金属筐体2から大きく突出することを防止することができる。 In the capacitor section 14, a plurality of chip capacitors 20 are arranged on a substrate 24. Thereby, by arranging the substrate 24 along the side wall of the metal casing 2, it is possible to prevent the noise filter 10 from protruding largely from the metal casing 2.

なお、例えば、導電部12の上部バスバー40と下部バスバー42との少なくとも一方は、バスバーでなくてもよく、導線等、インダクタとして機能する導電性部材であってもよい。この場合、2個のインダクタにおいて相互インダクタンスが発生するように配置されていてもよい。 Note that, for example, at least one of the upper bus bar 40 and the lower bus bar 42 of the conductive part 12 may not be a bus bar, but may be a conductive member such as a conductive wire that functions as an inductor. In this case, the two inductors may be arranged so that mutual inductance occurs.

また、ノイズフィルタ10の構造は、LCL型、LCLCL型等、インダクタ及びキャパシタの個数に制限は無い。最下流のキャパシタの寄生インダクタンスを低減することによって、ノイズフィルタ10のフィルタ性能を向上させることができる。なお、ノイズフィルタ10のフィルタ性能を向上させることができるため、インダクタ及びキャパシタの個数を増加させなくても、フィルタ性能を確保することができる。これにより、ノイズフィルタ10の体格及びコストを低減することができる。 Further, the structure of the noise filter 10 may be LCL type, LCLCL type, etc., and there is no limit to the number of inductors and capacitors. By reducing the parasitic inductance of the most downstream capacitor, the filter performance of the noise filter 10 can be improved. Note that since the filter performance of the noise filter 10 can be improved, the filter performance can be ensured without increasing the number of inductors and capacitors. Thereby, the size and cost of the noise filter 10 can be reduced.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely illustrative and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples illustrated above. Further, the technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as filed. Furthermore, the techniques illustrated in this specification or the drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of the objectives has technical utility in itself.

2 :金属筐体
4 :電力変換器
6 :電子機器
10 :ノイズフィルタ
12 :導電部
14 :コンデンサ部
16 :樹脂部
18、19 :グランド接続部
20 :チップコンデンサ
24 :基板
40 :上部バスバー
40a、40c :接続部分
40b :対向部分
40d :端子取付部
42 :下部バスバー
42a、42c :接続部分
42b :対向部分
44 :出力端子
2: Metal housing 4: Power converter 6: Electronic device 10: Noise filter 12: Conductive section 14: Capacitor section 16: Resin section 18, 19: Ground connection section 20: Chip capacitor 24: Substrate 40: Upper bus bar 40a, 40c: Connecting portion 40b: Opposing portion 40d: Terminal mounting portion 42: Lower bus bar 42a, 42c: Connecting portion 42b: Opposing portion 44: Output terminal

Claims (2)

ノイズフィルタであって、
ノイズ源が収容される金属筐体に取り付けられる取付部と、
前記取付部に取り付けられており、前記金属筐体を貫通する導電部と、
前記金属筐体の外側において前記取付部に取り付けられており、前記導電部と電気的に接続されているコンデンサ部と、を備え、
前記導電部は、
前記金属筐体から露出する出力端子と、
前記ノイズ源と前記コンデンサ部とに接続されている第1導電体と、
前記第1導電体と前記出力端子とに接続されている第2導電体と、を備え、
前記第1導電体と前記第2導電体とは、相互インダクタンスが発生するように配置されており
前記第1導電体は、導電性の平板部分を有する第1バスバーを有し、
前記第2導電体は、導電性の平板部分を有しており、前記第1バスバーと隙間を置いて対向する第2バスバーを有する、ノイズフィルタ。
A noise filter,
a mounting portion that is attached to a metal housing in which the noise source is housed;
a conductive part attached to the mounting part and penetrating the metal casing;
a capacitor part attached to the mounting part on the outside of the metal casing and electrically connected to the conductive part,
The conductive part is
an output terminal exposed from the metal casing;
a first conductor connected to the noise source and the capacitor section;
a second conductor connected to the first conductor and the output terminal,
The first conductor and the second conductor are arranged to generate mutual inductance,
The first conductor has a first bus bar having a conductive flat plate portion,
A noise filter , wherein the second conductor has a conductive flat plate portion, and has a second bus bar facing the first bus bar with a gap therebetween.
前記コンデンサ部は、複数のチップコンデンサが並ぶ基板を有する、請求項1に記載のノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 1 , wherein the capacitor section includes a substrate on which a plurality of chip capacitors are arranged.
JP2021042949A 2021-03-16 2021-03-16 Noise filter Active JP7436413B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042949A JP7436413B2 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Noise filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042949A JP7436413B2 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Noise filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022142669A JP2022142669A (en) 2022-09-30
JP7436413B2 true JP7436413B2 (en) 2024-02-21

Family

ID=83426316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021042949A Active JP7436413B2 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Noise filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7436413B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016034180A (en) 2014-07-31 2016-03-10 北川工業株式会社 Output noise reduction device
JP2016100348A (en) 2014-11-18 2016-05-30 北川工業株式会社 Output noise reduction device
WO2019053779A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 三菱電機株式会社 Noise filter circuit
JP2020017944A (en) 2018-07-17 2020-01-30 株式会社豊田中央研究所 Noise filter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016034180A (en) 2014-07-31 2016-03-10 北川工業株式会社 Output noise reduction device
JP2016100348A (en) 2014-11-18 2016-05-30 北川工業株式会社 Output noise reduction device
WO2019053779A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 三菱電機株式会社 Noise filter circuit
JP2020017944A (en) 2018-07-17 2020-01-30 株式会社豊田中央研究所 Noise filter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022142669A (en) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6298974B2 (en) Output noise reduction device
JP4241732B2 (en) Noise filter mounting structure
KR100605453B1 (en) Electromagnetic interference filter
CN112425072A (en) Noise filter
US20220060162A1 (en) Noise filter and power supply device
JP5286150B2 (en) Semiconductor device for power conversion
JP7436413B2 (en) Noise filter
US7018240B2 (en) Motor assembly of X2Y RFI attenuation capacitors for motor radio frequency interference (RFI) and electromagnetic compatibility (EMC) suppression
JP6452921B1 (en) connector
WO2020217321A1 (en) Electric device
JP2977018B2 (en) Interface cable connector
JP7185894B2 (en) Output noise reduction device
CN114499156A (en) Integrated electromagnetic interference filter
TW200417140A (en) Dielectric component array
JP3782577B2 (en) Multilayer printed wiring board and electronic apparatus provided with the wiring board
JP2006344812A (en) Electronic part
JP2019121652A (en) Mounting substrate and electronic device
US20230047936A1 (en) Filter circuit
JPWO2019220626A1 (en) Noise filter
JP3780186B2 (en) PCB connection structure
WO2024154391A1 (en) Coil component and filter circuit
US8391518B2 (en) Condenser microphone
JP6218876B2 (en) Module parts and manufacturing method thereof
JP6170592B1 (en) Noise filter and power supply device
JP2022045314A (en) Power supply device and lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7436413

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150