JPH0221159B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体スイツチングデバイスによ
り発生される電波障害を減少させる方法に関し、
且つそのようなデバイスを組込む電波障害抑制電
気ユニツトにも関する。

サイリスタやトライアツク光調光器のような半
導体スイツチングデバイスを組込むユニツトのデ
ザインにあつては、国際的な規定が主として関係
する２つのサブジエクトマターがある。その第１
は、上記調光器により発生されるラジオ周波数の
電波障害のリミツトであり、これは世界の多くの
国に於いて実施されている。これらの規定は、上
記調光器が入力フエーズ及び出力フエーズと、上
記システムのアース導線に関して上記調光器のニ
ユートラル線（及び何か別の線）との両方に発生
するかもしれない電波障害量のリミツトを定めて
いる。

そのスイツチング動作の性質により、サイリス
タ又はトライアツク調光器が普通、上記規定条件
をかなり超過する電波障害量を発生するゆえに、
上記電波障害を抑制する手段が提供されなければ
ならない。特に、これらの手段は、上記電波障害
がアースに関して発生されないということを確実
にし、あるいは代わりになるべきものとして、上
記アースに関して発生されたどのようなそのよう
な電波障害もアースとニユートラルとの間及びニ
ユートラルとフエーズの間に接続された大容量コ
ンデンサの使用により抑制されるということを確
実にしなければならない。これは、ノイズ電流を
効果的に短絡させる。

不幸にして、電気機器の安全性、特にポータブ
ル電気機器の安全性に関する別の規定がある。こ
れらのさらなる規定そのものが、他の物の間の提
供されたアースシステムの安全性に関してであ
り、リミツトされたより僅かに少ない量の漏れ電
流が上記ポータブル機器のフエーズ又はニユート
ラルからアースへ流れることができるということ
を要求する。これは、万一上記ユニツトに対する
アース導線が切れたとしても、人体との接触によ
り人体を通して流れることができる電流を、安全
なレベルにリミツトすることを確実にする。

多くの国に於いて、フエーズとニユートラルを
逆にすることができる自国のコネクタの使用のた
めに、上記フエーズとニユートラルが入れ代えら
れることができるゆえに、上記漏れ電流要求はニ
ユートラルからアースに240Vの電位差に（即ち、
まるでニユートラルがフエーズであるかのよう
に）規定される。この電流は、いくらかの国で
0.5ｍＡにリミツトされ、従つてほぼ6600pFに抑
制コンデンサの最大値を定めるもので、上記コン
デンサの最大値はラジオ周波数スペクトル（150
−500kHz）の下端でアースに注入されたノイズ
電流の非常に多くの量を吸収するには一般に不十
分である。

本発明の目的は、付加された電波障害抑制回路
網を持ち、特にデバイスの結晶整流素子と金属ベ
ースとの間のキヤパシタンスによつてデバイスか
らアースへ、即ちフエーズからアースへのどのよ
うなかなりのノイズ電流をも誘導することなし
に、ヒートシンクとしてケースを使用するポータ
ブル調光器パツクのアースされた金属ケースに取
付けられることができる比較的安価な絶縁ベース
トライアツク及びサイリスタを使用する手段を提
供することである。

以前は、世界の多くの国に於いて上記規定が、
市販より前の検定要求により実施されないので、
上記電波障害を上記規定により押付けられた上記
リミツトより上に上げることかまたは、規定リミ
ツト電流の限度を越えることを漏れ電流に許すこ
とかを許すことを、どちらの規定も本来無視され
て来た。代わりになるべきものとして、アースさ
れたケースから十分にスペースを設けられた分離
した絶縁ヒートシンクをトライアツク又はサイリ
スタに取付けることにより上記問題を克服するこ
とが目論まれた。しかしながら、これは必要とさ
れる余分な部分及びケースの内側にヒートシンク
を固着させる要求の両方のために、製品のコスト
を必然的に増大させるものである。また、上記ヒ
ートシンクを固着させる要求のためにケースは、
余分の換気手段を必要とし、さらにコストを増大
させる。

本発明の一つの態様に従つて、デバイスターミ
ナルから絶縁された伝導性取付けベースを有して
提供される半導体スイツチングデバイスにより発
生される電波障害を減少させる電波障害抑制方法
が提供されるもので、上記取付けベースはヒート
シンクとしての機能を果たすアースされた構造物
に熱伝導性絶縁体を介して、該構造物からは絶縁
されて取付けられており、且つ上記取付けベース
は前記ベースが上記デバイスのための電気的なス
クリーンとしての機能を果たすことを可能とする
ために、フエーズ又はニユートラル導線に電気的
に接続されている。

好ましいことには、共通の取付けアセンブリ
が、例えば調光器パツクに普通提供されるよう
な、複数のスイツチングデバイスのために使用さ
れることができる。そのような共通の取付けアセ
ンブリは、好ましいことにはニユートラル又は共
通のフエーズ導線にたつた１つの接続を持つ。

従つて、好ましい方法に於いては、上記たつた
１つの接続は、上記取付けベースが印刷回路と電
気的に接触した状態にデバイスをクランプするこ
とにり、印刷回路基板にもたらせられ、前記印刷
回路は上記ニユートラル導線に電気的に接続され
る。

本発明の他の態様に従つて、半導体スイツチン
グデバイスを組込む電波障害抑制電気ユニツトが
提供されるもので、該ユニツトは上記デバイスタ
ーミナルから絶縁された上記デバイスのための伝
導性取付けベースと、ヒートシンクとしての機能
を果たし且つアースに接続された構造物と、熱伝
導性絶縁体を介して上記構造物に上記取付けベー
スを取付ける手段と、上記ユニツトのフエーズ又
はニユートラル導線に上記取付けベースを接続す
る手段とを具備している。

実際的なユニツトにあつては、上記ユニツトの
フエーズ及びニユートラル導線は、電波障害抑制
コンデンサにより上記スイツチングデバイスの入
力側に接続されており、上記取付けベースはニユ
ートラル導線に接続されている。

調光器のようなこの実際的なユニツトは、複数
のスイツチングデバイスの取付けベースのための
共通の取付けアセンブリと、前記取付けアセンブ
リからニユートラル導線への共通の電気的接続と
を含むことができる。むしろ、この取付けアセン
ブリは、印刷回路基板から成り、上記スイツチン
グデバイスはそれらの取付けベースが上記基板上
の印刷回路と電気的に接触した状態の構造に前記
基板によりクランプされており、前記印刷回路は
上記ニユートラル導線に接続されていることが好
ましい。

実際問題として、アースに接続された前記構造
物は、前記スイツチングデバイス又は複数のデバ
イスのための伝導性のケース即ちハウジングであ
ることができる。

絶縁ベーストライアツクの代表的な内部構造
が、第１図に示される。結晶整流素子１０は、主
ターミナル１４を有する絶対必要な金属導体１２
上に取付けられており、その全体が次にセラミツ
ク絶縁体１６上にさらに取付けられ、次に金属取
付けベース１８上に取付けられる。他の主ターミ
ナルは、２０の参照符号が付けられている。この
デバイスは、上記熱生成結晶整流素子１０から上
記金属ベース１８にその中を通つて良好なターミ
ナル伝導性を示すもので、よつて熱は上記ベース
１８が接続される構造物中に放散させられること
が許される。上記構造物は、ターミナル１４と上
記金属ベース１８との間に、小さいがしかし重要
なコンデンサ４０の発生を導くもので、該コンデ
ンサ４０は代表的に20−30pFのオーダである。

第２図には、電波障害抑制コンポーネントを含
むトライアツク調光器のための代表的な回路が示
されている。上記トライアツク３０は、直列に接
続された抑制チヨーク３２を持つており、上記ト
ライアツク／チヨークアセンブリは、抑制コンデ
ンサ３４により分路されている。上記フエーズ及
びニユートラル導線５０及び５２は、それらの間
に抑制コンデンサ３６を持つているもので、該コ
ンデンサは上記ペアの電波障害を等しくし、且つ
僅かに減少させることに役立つ。また、より小さ
なコンデンサ３８が、上記ニユートラル５２とア
ース５４の間に接続されている。実際には、この
コンデンサ３８は前述の第２の規定のために
4700pFにリミツトされる。

電波障害は、入力側及び負荷側の両方で、アー
スとフエーズの間及びアースとニユートラルの間
に電波障害メータを接続することにより測定され
ることができる。上記電波障害抑制コンポーネン
トの包含にもかかわらず、電波障害は前述の第１
の規定により定められたリミツトを越えてしま
う。この電波障害問題は、上記トライアツクベー
ス１８とターミナル１４の間の寄生的なコンデン
サ４０により、即ち上記トライアツクベース１８
が上記ユニツトのアースされた金属ケース（図示
せず）に直接取付けられていると仮定するなら
ば、上記チヨーク３２による抑制の前に、上記ト
ライアツクの出力からアースへのカツプリングノ
イズ電流により主に引起こされる。

上記ノイズ電流を除去する手段は、上記寄生的
なコンデンサ４０が上記入力フエーズに接続さ
れ、ゆえにノイズの源ではなくなるように、上記
トライアツクと上記回路の接続を入れ代えること
であるだろう。しかしながら、上記ユニツトのた
めの駆動回路４２はまた、破線４４で示されるよ
うなアースへの避けがたい固有のコンデンサを必
然的に帯びており、同様にノイズ電流を上記トラ
イアツクの出力を通してアースに誘導させてしま
う。

本発明の範囲中の上記問題に対する１つの解答
は、上記トライアツクの絶縁されたベース１８の
ためにさらなる熱伝導性絶縁体により製品の金属
ケースから分離させ、且つ上記ベースを上記フエ
ーズ導線に接続することである。これは、調光器
パツクのようなパツクのそれぞれのトライアツク
が、その入力フエーズに別々に接続されねばなら
なく、且つ共通のバス構造がたやすく考えられな
いということのコスト的な不利を持つている。

本発明に従つた好ましい解答が第３図に示され
ているもので、第２図と同様のものは同一符号を
付すことによつて、その説明を省略する。ここ
で、上記トライアツクベース１８はニユートラル
５２に接続されているもので、そのため上記ノイ
ズ電流は上記大きなコンデンサ３６を通つて効果
的に短絡される。これは、上記多数の調光器パツ
クの全てのトライアツクが、たつた１つのニユー
トラル接続を必要とする１つの共通の取付けアセ
ンブリを介して共に接続されることができるとい
うさらなる利益を持つ。

そのような取付けアセンブリが、それらの多数
のトライアツクの１つに関して第４図に示されて
いる。上記トライアツク３０は、熱伝導性絶縁体
６２を介して上記ケース６０に取付けられてい
る。最大の熱的な接触を確実にするため、及び上
記トライアツク金属ベース１８とニユートラル５
２の間の接続を成すために、上記トライアツク３
０は銅ラミネート６６が上記トライアツク基部１
８に接して下側に保たれた状態に、印刷回路基板
６４によりクランプされている。上記印刷回路を
形成する銅は、締付けボルト６７が上記ニユート
ラル導線５２とアース（ケース６０）の間の必要
な隙間６８を確立するように、及び前記印刷回路
がニユートラルにこの方法により保たれる全ての
トライアツクを接続するように、エツチングされ
ている。上記印刷回路基板６４，６６に対する上
記ニユートラル接続は、７０で示されている。

前述の実施例では節約のためにトライアツクを
利用しているが、しかしながら上記方法は、サイ
リスタ、サイリスタパツク、又は他の半導体スイ
ツチングデバイスの取付けのためにも同様に適用
できる。本発明は、特にトライアツクやサイリス
タのようなたつた１つの半導体スイツチングデバ
イスのみを組込む電気的ユニツトに於いても、前
述の規定に合うのに必要なレベルに電波障害抑制
をもたらす目的のために使用されることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はトライアツクスイツチングデバイスの
一般的な構造を示す図、第２図は従来の電波障害
抑制を目論まれたコンポーネントを含むトライア
ツク調光器のための回路を示す図、第３図は本発
明の一実施例に係るトライアツク調光器回路を示
す図、第４図は本発明の一実施例に係る調光器ユ
ニツトのための取付けアセンブリを示す図であ
る。 １４，２０……ターミナル、１８……取付けベ
ース、３０……スイツチングデバイス、５０……
フエーズ導線、５２……ニユートラル導線、５４
……アース導線、６０……ケース、６２……熱伝
導性絶縁体、６４……印刷回路基板、６６……印
刷回路、６７……クランピングボルト、７０……
ニユートラル接続。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体スイツチングデバイスの各ターミナル
   から絶縁された伝導性取付けベース上に取付けら
   れた上記半導体スイツチングデバイスにより発生
   される電波障害を減少させる方法に於いて、 上記取付けベースを、熱伝導性の絶縁体を介し
   て、ヒートシンクとしての機能を果たすアースさ
   れた構造物に対して該構造物から絶縁して取付け
   ると共に、上記取付けベースを、フエーズ導線又
   はニユートラル導線に対して電気的に接続するこ
   とにより、上記取付けベースを上記半導体スイツ
   チングデバイスのための電気的なスクリーンとし
   て機能せしめることを特徴とする半導体スイツチ
   ングデバイスのための電波障害抑制方法。 ２ 上記半導体スイツチングデバイスは複数個で
   あり、それらの複数の半導体スイツチングデバイ
   スを取り付けるために共通の取付けアセンブリが
   使用されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ３ 上記共通の取付けアセンブリが、上記ニユー
   トラル導線又は上記共通のフエーズ導線に対する
   たつた１つの接続を有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 上記たつた１つの接続は、上記ニユートラル
   導線又は上記共通のフエーズ導線に対して電気的
   に接続されている印刷回路基板上の印刷回路と電
   気的に接触した状態で、上記複数の半導体スイツ
   チングデバイスを、それらの取付けベースと共
   に、上記印刷回路基板に対してクランプすること
   によりもたらされることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の方法。 ５ 半導体スイツチングデバイスが組込まれた電
   波障害抑制電気ユニツトに於いて、 上記半導体スイツチングデバイスの各ターミナ
   ルから絶縁された上記半導体スイツチングデバイ
   スのための伝導性取付けベースと、 ヒートシンクとしての機能を果たす、アースに
   接続された構造物と、 熱伝導性絶縁体を介して上記構造物に対して上
   記取付けベースを取付ける手段と、 該電波障害抑制電気ユニツトのフエーズ導線又
   はニユートラル導線に対して上記取付けベースを
   接続する手段と を具備することを特徴とする半導体スイツチング
   デバイスのための電波障害抑制電気ユニツト。 ６ 上記電波障害抑制電気ユニツトの上記フエー
   ズ導線と上記ニユートラル導線とは、上記半導体
   スイツチングデバイスの入力側で、電波障害抑制
   コンデンサを介して接続され、 上記取付けベースは、上記ニユートラル導線又
   は上記共通のフエーズ導線に対して接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
   の電波障害抑制電気ユニツト。 ７ 上記電波障害抑制電気ユニツトが、複数の半
   導体スイツチングデバイスの取付けベースのため
   の共通の取付けアセンブリと、この共通の取付け
   アセンブリから上記ニユートラル導線又は上記共
   通のフエーズ導線への共通の電気的接続手段とを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
   載の電波障害抑制電気ユニツト。 ８ 上記共通の取付けアセンブリは印刷回路基板
   を含み、 上記複数の半導体スイツチングデバイスは、上
   記ニユートラル導線又は上記起用通のフエーズ導
   線に接続された上記印刷回路基板上の印刷回路と
   電気的に接触したそれらの取付けベースと共に、
   上記印刷回路基板で、上記構造物に対してクラン
   プされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載の電波障害抑制電気ユニツト。 ９ 上記構造物は、単数又は複数の上記半導体ス
   イツチングデバイスのための伝導性のケース即ち
   ハウジングを含み、アースに接続されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第８項に
   記載の電波障害抑制電気ユニツト。