JPH04289727A

JPH04289727A - 電気機器における感電を防止するラインフィルター

Info

Publication number: JPH04289727A
Application number: JP3076774A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kanehara; 好秀金原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1992-10-14
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JP3159459B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交流電源に接続され
る電気機器における感電を防止するためのラインフィル
ターに関するものである。

【従来の技術】

【０００２】図７の１は従来のラインフィルターの一例
を示すものである。図において、三相交流電源２と電気
機器３との間に従来のラインフィルター１を接続してい
る。電気機器３としては交流電源を入力とし電気的動作
をするもので、テレビ、オーディオアンプ、電気洗濯機
、エアコン、コンピュータ及びモータやトランス等を使
用した電気機器等がある。従来のラインフィルター１の
ような構成のものは一般にノイズフィルターと呼ばれ、
三相交流電源２の出力電圧に含まれるノイズ電圧または
、三相交流電源２から従来のラインフィルター１の入力
までの配線に混入する高周波のノイズ電圧を除去し、電
気機器３の誤動作を防止するために使用される。

【０００３】従来のラインフィルター１は入力端子Ｒ１
、Ｓ１、Ｔ１が三相交流電源２のＲ０、Ｓ０、Ｔ０の各
相と接続されている。また三相交流電源２のＳ０相は例
えば接地点４において接地されている。これは、一般に
商用交流電源の柱上トランスで行なわれている接地方法
である。従来のラインフィルター１は、入力端子Ｒ１、
Ｓ１、Ｔ１と出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２との間にコモン
モードチョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３を接続する。入
力端子側にはコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３を端子間Ｒ１
、Ｓ１、Ｔ１間に接続し、出力側には静電容量が等しい
コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６の一方の電極をそれぞれ出
力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２に接続し、他方の電極をアース
端子Ｅ２に接続する。このアース端子Ｅ２は電気機器３
のアース端子Ｅ３に接続する。また、アース端子Ｅ３は
一般的には、電気機器３の容器であるケースに接続され
ている。このケースは金属性の場合が多い。さらに、従
来のラインフィルター１の出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２を
電気機器３の電源端子Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３に接続する。従
来のラインフィルター１は以上のように構成されている
。

【０００４】次に、従来のラインフィルター１の動作を
説明すると、コモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２、
Ｌ３は高いインダクタンスを持ち、交流電源２と電気機
器３との間の電位が異なることによりノイズ電流が流れ
るのを防止する。すなわち三相交流の同相成分のノイズ
を除去する。また、コンデンサＣ１〜Ｃ６とコモンモー
ドチョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３の洩れインダクタン
スにより、相間のノーマルモードのノイズ電圧を除去す
る。従って、三相交流電源２から入力端子Ｒ１、Ｓ１、
Ｔ１に入ってくるノイズ電圧を、電気機器３の電源端子
Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３間では低減させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のラインフィルタ
ー１は以上のように構成されているので、次に述べるよ
うな問題点が存在する。図７のコンデンサＣ４、Ｃ５、
Ｃ６はアース端子Ｅ２に接続され、さらに電気機器３の
アース端子Ｅ３に接続されている。また三相交流電源２
のＳ０相は一般に接地点４において接地される場合が多
い。従って、電気機器３のケースは、アース端子Ｅ３と
内部で接続されているので、接地点５において電気機器
３のアース端子Ｅ３を接地しないと、三相交流電源２の
交流電圧をコンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６で分圧した電圧
が電気機器３のケースにかかる。コンデンサＣ４、Ｃ５
、Ｃ６の静電容量が同じであれば、交流電圧の３分の２
が電気機器３のケースにかかる。例えば、交流電圧が２
００ボルトであれば１３３ボルトの電圧が電気機器３の
ケースにかかることになり、人体が接触すると感電する
。また、電源機器３の内部における配線や、浮遊容量な
どの静電容量として、コンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９もあ
り、このコンデンサも上記コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６
と同じく、電気機器３のケースに電圧を発生させる。また、コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６の静電容量を大きく
したり、交流電圧に周波数成分の高いノイズ電圧が含ま
れていると、電気機器３のケースに人体が接触したとき
に流れる電流が高くなり、さらに危険性が高くなるとい
う問題点があった。

【０００６】また、接地点５において電気機器３のアー
ス端子Ｅ３を接地点５において接地すれば感電を防ぐこ
とができるのであるが、電気機器によっては接地が困難
であるものもある。さらに、接地すると洩れ電流が流れ
、従来のラインフィルター１等を多数個使用する電気機
器では、三相交流電源２と従来のラインフィルター１の
入力端子Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１との間に設けられた漏電ブレ
ーカ（記入していない）が誤作動してしまうという問題
点等があった。この発明は上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、交流電源に接続される電気機
器３のケースを接地しなくても、人体が電気機器３のケ
ースに接触して感電することを防ぐラインフィルターを
得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るラインフ
ィルターは、電気機器３の電源端子Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３の
接地電位に対する電圧の和の交流分が零になるようにし
、各相に接続されたコンデンサから電気機器３のケース
に流れる電流の和を零にし、人体が電気機器３のケース
に接触しても電流が流れないようにして、感電を防ぐも
のである。

【０００８】

【作用】この発明におけるラインフィルターに使用した
トランスは、出力端子の接地電位に対する電圧の和の交
流分が零になるように作用し、コンデンサＣ４〜Ｃ９の
洩れ電流の和を零にする。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は、この発明の実施例のラインフィルター１
０の一例である。図において、入力端子Ｒ１、Ｓ１、Ｔ
１と出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２との間にコモンモードチ
ョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３を接続する。トランス１
１の巻線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６の端子の一方を出力端子Ｒ２
、Ｓ２、Ｔ２の各相にそれぞれ接続し、他方の端子をア
ース端子Ｅ１に接続する。このアース端子Ｅ１は接地す
る。このトランス１１の巻線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は磁気的
に結合させ、各巻線の起電圧の和を零になるように構成
する。この発明のラインフィルター１０は以上のように
構成されている。

【００１０】次に、トランスの構成を示す。トランス１
１は図２または図３のように構成されている。珪素鋼板
やフェライト、アモルファスコアなどの磁性材料により
構成され、磁路が三つに分かれた鉄心１２に、巻線Ｌ４
、Ｌ５、Ｌ６を図のように各磁路に同一方向に巻く。このトランス１１の動作は、例えば巻線Ｌ４の端子Ｒ２
とＥ１間に電圧が加わったとすると、磁束１３が発生す
るが、巻線Ｌ５には磁束１４、巻線Ｌ６には磁束１５の
二つの磁路に分かれ、磁束１４と１５は磁束１３の二分
の一の強度で方向が反対である。すなわち、巻線Ｌ５、
Ｌ６には巻線Ｌ４の電圧の二分の一の電圧で、逆方向の
極性の電圧が発生する。従って、この巻線Ｌ４、Ｌ５、
Ｌ６に発生する電圧の和は零になる。トランス１１には
電流はほとんど流れないので、小型のトランスで良く、
低価格のノイズフィルターが得られる。

【００１１】図４はトランス１１の他の実施例である。３個の単相トランス１６、１７、１８の一次側は巻線Ｌ
４、Ｌ５、Ｌ６に相当し、二次側の巻線１９、２０、２
１を図のように接続する。このように接続すると二次側
の巻線１９、２０、２１の起電圧の和は零であり、従っ
て巻線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６に発生する電圧の和も零になる
。

【００１２】次に、この発明のラインフィルター１０の
動作を説明する。図１において、トランス１１の鉄心１
２に高周波において透磁率が低くなる珪素鋼板のような
高周波特性の悪いものを使用することにより、高周波に
おいてトランス１１の巻線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６のインダク
タンスがコモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３
に比べ小さくなり、出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２間のノイ
ズ電圧は、入力端子Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１間のノイズ電圧に
対するコモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３と
トランス１１の巻線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６のインダクタンス
の分圧比になるため、図７のコンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ
６が無くても、ノイズ電圧を低減でき、ノイズフィルタ
ーの動作をすることができる。また、トランス１１を安
価な珪素鋼板により構成できるので低価格のノイズフィ
ルターを提供できる。

【００１３】図１において、三相交流電源２の少なくと
も一つの相、例えばＲ０相にノイズが乗ったり、高周波
成分を含んだ波形であっても、また例えばＳ０相が接地
されＲ０、Ｔ０相の電圧とＳ０相の電圧が接地電位に対
し異なっていても、出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２の接地電
圧に対する電圧の和は零になり、電気機器３のケ−スを
接地しなくても、また、電気機器３の内部における配線
や、浮遊容量などの静電容量として、コンデンサＣ７、
Ｃ８、Ｃ９があっても、電気機器３のケースには電圧は
発生しない。従って感電を防ぐことができ、接地してい
ないので漏れ電流も無い。

【００１４】図５はこの発明のラインフィルター１０の
他の実施例である。図において、コンデンサＣ１０、Ｃ
１１、Ｃ１２を、トランス１１の巻線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６
に直列に接続したもので、高周波成分に対する感電を防
止するようにしたものである。この構成によればトラン
ス１１には高周波成分の電圧のみが加わるので、トラン
ス１１は非常に小型のものですむ。また、三相交流に直
流成分が含まれている場合などには、トランス１１の磁
気飽和を防ぐことができる。またコンデンサＣ１０、Ｃ
１１、Ｃ１２の代わりに、アース端子Ｅ１とトランス１
１との間に１個のコンデンサを接続しても同等の効果が
得られる。

【００１５】図６はこの発明のラインフィルター１０の
他の実施例である。図において、コンデンサＣ１、Ｃ２
、Ｃ３を入力端子Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１間に接続し、出力側
にはコンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６の一方の電極を端子間
Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２にそれぞれ接続し、他方の電極をアー
ス端子Ｅ２に接続する。このアース端子Ｅ２は電気機器
３のアース端子Ｅ３に接続する。トランス１１の巻線Ｌ
４、Ｌ５、Ｌ６の端子の一方を出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ
２の各相にそれぞれ接続し、他方の端子をアース端子Ｅ
１に接続する。このアース端子Ｅ１は接地する。このよ
うな構成によりコンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６を接続して
も、電気機器３のケースには電圧は発生しない。これに
よりノイズフィルターとしての動作と、電気機器３のケ
ースに人体が接触しても感電しないという特徴をあわせ
持つ優れたラインフィルター１０が得られる。

【００１６】なお、上述した実施例においては、三相交
流電源の場合を示したが、単相やそれ以上の多相交流電
源であっても同等の効果が得られる。

【００１７】また、上述した実施例においては、トラン
ス１１をコモンモードチョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３
の出力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２に接続したが、入力端子Ｒ
１、Ｓ１、Ｔ１に接続すれば、電気機器３の発生するノ
イズ電圧が三相交流電源２に伝わるのを低減することが
できる。また、入力端子Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１と出力端子Ｒ
２、Ｓ２、Ｔ２の両方にトランス１１を設けても同等の
効果が得られる。

【００１８】また、アース端子Ｅ１は接地したが、三相
交流電源２の各相のうち、接地されている相に、例えば
Ｓ０相が接地されている時にはこのアース端子Ｅ１をＳ
０相に接続しても同等の効果が得られる。

【００１９】

【発明の効果】この発明におけるラインフィルターは、
以上説明したように構成されているので、コンデンサＣ
４、Ｃ５、Ｃ６が無くてもノイズフィルターとして動作
し、また、電気機器のケースを接地しなくても、これに
人体が接触して感電することがなく、接地していないの
で接地に流れる漏れ電流も無く、低価格のラインフィル
ターが得られる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電気機器における感電を防止するラ
インフィルターの一実施例を示した回路図である。

【図２】この発明の電気機器における感電を防止するラ
インフィルターにおけるトランスの構成図である。

【図３】この発明の電気機器における感電を防止するラ
インフィルターにおけるトランスの他の構成図である。

【図４】この発明の電気機器における感電を防止するラ
インフィルターにおけるトランスの他の構成を示した回
路図である。

【図５】この発明の電気機器における感電を防止するラ
インフィルターの他の実施例を示した回路図である。

【図６】この発明の電気機器における感電を防止するラ
インフィルターの他の実施例を示した回路図である。

【図７】従来のラインフィルターを示した回路図である
。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　従来のラインフィルタ
ー２　　　　　　　　　　　　　　三相交流電源３　　
　　　　　　　　　　　　電気機器４、５　　　　　　
　　　　接地点１０　　　　　　　　　　　　　　ラインフィルター１
１　　　　　　　　　　　　　　トランス１２　　　　
　　　　　　　　　　鉄心１６、１７、１８　　単相ト
ランス１９、２０、２１　　単相トランスの巻線Ｅ１、Ｅ２、
Ｅ３　　アース端子Ｒ０、Ｓ０、Ｔ０　　三相交流電源２の各相Ｒ１、Ｓ１
、Ｔ１　　入力端子Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２　　出力端子Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３　　電気機器の電源端子Ｃ１〜Ｃ１２
　　　　　　コンデンサＬ１、Ｌ２、Ｌ３　　コモンモードチョークコイルＬ４
、Ｌ５、Ｌ６　　トランスの巻線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　単相以上の相数の交流電源と、この交
流電源を電源とする電気機器等の負荷との間に接続する
ラインフィルターにおいて、前記交流電源に接続する入
力と、電気機器に接続する出力との間にコモンモードチ
ョークコイルを接続し、前記コモンモードチョークコイ
ルの出力側または入力側の各相と、接地電位との間に、
前記トランスの各巻線の起電圧の和が零になるように構
成したトランスを接続したことを特徴とする電気機器に
おける感電を防止するラインフィルター。