JPH0677756A

JPH0677756A - ノイズフィルタ

Info

Publication number: JPH0677756A
Application number: JP33864492A
Authority: JP
Inventors: Toshio Otake; 登志男大竹; Mitsuhiko Kanda; 光彦神田; Katsumi Tomiyama; 勝己富山; Sunao Hirashiro; 直平城; Noriyuki Maeda; 憲行前田; Kiichiro Tada; 紀一郎多田; Kazutaka Shimizu; 和崇清水
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】電子機器の負荷より伝搬するノイズを阻止
し、雑音端子電圧の許容値をクリアする。【構成】コモンモードチョークコイルとこのコモンモ
ードチョークコイルの入力側に並列接続されたＸコンデ
ンサの回路を２段カスケード接続し、このコモンモード
チョークコイルの入力側に並列接続されたＸコンデンサ
間にノーマルモードチョークコイルを設け、後段のコモ
ンモードチョークコイルの出力側にＹコンデンサを接続
する。また、このＹコンデンサと並列にＸコンデンサを
接続しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、外部のノイズが商用
電源を伝搬し電子機器内に入らないよう、また電子機器
から発生するノイズが商用電源へ流出しないように低減
するノイズフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は例えばトーキン製のカタログ．
ＣａｔＮｏ．ＣＤ−１０６に示された従来のノイズフ
ィルタＧＴシリーズを示す回路図である。この図におい
て商用電源１に電子機器の負荷（Ｌ）２が接続されてお
り、その間にノイズフィルタ３が設けられている。この
ノイズフィルタ３は商用電源１間にＸコンデンサ４を接
続、Ｘコンデンサ４間にコモンモードチョークコイル５
を接続、他端のコモンモードチョークコイル５間にＸコ
ンデンサ６を接続、Ｘコンデンサ６間にＹコンデンサ７
とＹコンデンサ８が直列で接続されている。Ｙコンデン
サ７とＹコンデンサ８の中点からアースへ接続されてい
る。Ｙコンデンサ７とＹコンデンサ８の中点と反対側の
各端子に負荷２が接続されている。

【０００３】次に動作について説明する。一般にノイズ
フィルタ３は、商用電源１の５０／６０Ｈｚを通過させ
る働きと、外部のノイズが電子機器の負荷２に流入しな
いようにすることと、負荷２の内部で発生したノイズが
流出しないよう阻止する働きをする。

【０００４】負荷２から発生するノイズには、ライン間
に流れるノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nとグランドに対
して両ラインに流れるコモンモードノイズ電流Ｉ_Cがあ
る。このため、このノイズフィルタ３には、この両モー
ドのノイズ電流を阻止する回路網が必要である。

【０００５】通常、ノイズフィルタ３は、低域のコモン
モードノイズ電流Ｉ_Cを除去するためのコモンモードチ
ョークコイル５、低域のノーマルモードノイズ電流Ｉ_N
を除去するためのＸコンデンサ４とＸコンデンサ６、高
域のコモンモード、ノーマルモード両方のノイズＩ_Nと
Ｉ_Cを阻止するためのＹコンデンサ、以上の３種類の素
子から構成されるのが一般的である。なお、コモンモー
ドチョークコイル５は、数ｍＨのフェライト磁心９を使
用したものが主流を占めている。

【０００６】次に図１５、図１６、図１７によりコモン
モードチョークコイル５について説明する。コモンモー
ドチョークコイル５は図１５に示すように、フェライト
磁心９に電源線が巻かれており。この巻線は負荷２に流
れる電流と、ノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nによって生
ずる磁心内部の磁束を互いに逆方向で相殺するように巻
回されているためノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nに対し
てはインダクタとして働かない。一方コモンモードノイ
ズ電流Ｉ_Cに対しては、相互誘導係数が加算され独立し
たインダクタとして働く。

【０００７】図１６に示すようにコモンモードチョーク
コイル５の巻線の隣同士で発生するストレーキャパシテ
ィ（浮遊容量）Ｃ_Pが図１７に示すようにチョークコイ
ルＬと並列接続された形となる。高周波域でのノイズ
は、バイパス回路形式によりＣ_Pを通ってストレートに
流れる。よってコモンモードチョークコイル５の周波数
特性は数１００ｋＨｚから数１０ＭＨｚ付近で自己共振
点が現れ、そこから上の周波数では特性が劣化してい
く。つまり、自己共振点を越える周波数ではコモンモー
ドノイズ電流Ｉ_Cを阻止できなくなる。そのため、図１
８に示すように電子機器の雑音端子電圧測定値が許容値
を上回り、規制を満足しないという問題が起きる。

【０００８】また、負荷２の電源回路は、一般に、コン
デンサ入力型整流回路を用いており、入力電流ｉ_Sは、
パルス状の波形である。そのため、多くの高調波成分を
含んでおり、他の機器に障害を与えるという他の問題点
もある。

【０００９】そこで、この問題を解決するために、入力
電流ｉ_Sのピーク値を下げると共に入力電流ｉ_S波形を正
弦波電流に変えて高調波成分を減少させる力率改善回路
がある。この力率改善回路を用いた負荷２にノイズフィ
ルタ３を図１９のように挿入し、かつノイズフィルタ３
と商用電源１の間に低域のノーマルモードノイズ電流Ｉ
_Nを阻止するノーマルモードチョークコイル１２を挿入
する。この場合の入力電流ｉ_Sは、図２０のような歪ん
だ波形になる。ノイズフィルタ３とノーマルモードチョ
ークコイル１２を挿入したことによって、これらの入・
出力部における電源ラインのインピーダンスが、それぞ
れ不整合したためと考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のノイズフィルタ
３は、以上のように構成されているので、雑音端子電圧
における電気用品取締法の規制をクリアしなければなら
ず低域および高域の測定値を許容値より下げる必要があ
る。また、力率改善回路を使用した場合、ノイズフィル
タ３のインピーダンスが不整合していたので、整合させ
ることが必要で、また、入力電流ｉ_S波形も正弦波に直
すことが必要である。

【００１１】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、電子機器の負荷２内部で発生し
たノイズを阻止できるとともに、雑音端子電圧の規制を
クリアできるノイズフィルタ３を得ることを目的とす
る。また、力率改善回路を使用した場合、高調波をださ
ないよう、入力電流ｉ_S波形を元の正弦波が流れるノイ
ズフィルタ３を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るノイズフ
ィルタは、コモンモードチョークコイルを２段接続し
て、このそれぞれのコモンモードチョークコイルの入力
側にコンデンサを並列接続し、さらに、このコンデンサ
間にノーマルモードチョークコイルを設けたものであ
る。

【００１３】また他の発明に係るノイズフィルタは、１
０ＭＨｚ近傍のノイズを除去するもので、カスケード接
続された２段のコモンモードチョークコイルと、このそ
れぞれのコモンモードチョークコイルの入力側に並列接
続されたノーマルモードノイズを阻止するコンデンサ
と、後段側コモンモードチョークコイルの出力側に並列
接続されたコモンモードノイズを阻止するコンデンサ２
個の直列回路と、この２個のコンデンサの中点からアー
スに接続された接地線路と、後段側コモンモードチョー
クコイルの出力側両端に設けられ、前記負荷に接続され
る端子と、前記コモンモードチョークコイルの入力側に
並列接続されたそれぞれのコンデンサの間に接続された
ノーマルモードチョークコイルとから構成されたもので
ある。

【００１４】

【作用】この発明におけるノイズフィルタの夫々のコモ
ンモードチョークコイルはコモンモードノイズ電流Ｉ_C
を阻止し、コモンモードチョークコイルの入力側に並び
に後段のコモンモードチョークコイルの出力側に夫々並
列接続された３個のコンデンサとノーマルモードチョー
クコイルはノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nを阻止する。

【００１５】また他の発明における１０ＭＨｚ近傍のノ
イズを除去するノイズフィルタの夫々のコモンモードチ
ョークコイルはコモンモードノイズ電流Ｉ_Cを阻止し、
コモンモードチョークコイルの入力側に夫々並列接続さ
れた２個のコンデンサとノーマルモードチョークコイル
はノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nを阻止する。

【００１６】

【実施例】実施例１以下に、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。（構成）図１は、この発明の実施例１によるノイズフィ
ルタを示す回路図である。なお、従来回路と同一または
相当部分は同一符号で表わす。

【００１７】図１において、商用電源１と負荷２の間で
負荷２側に、従来の技術で述べたノイズフィルタ３が接
続されている。一方、商用電源１側には、Ｘコンデンサ
１０が接続、さらにＸコンデンサ１０には、コモンモー
ドチョークコイル１１が接続されている。前記、コモン
モードチョークコイル１１の他端、片側の電源線にノー
マルモードチョークコイル１２を経由してノイズフィル
タ３に接続する。前記、コモンモードチョークコイル１
１の他端、もう一方の片側の電源線は、ノイズフィルタ
３と直結される。

【００１８】（動作）以上の構成に基づいて動作を説明
する。図１において、電子機器の負荷２から発生するノ
イズには、従来技術の作用、動作で説明したように、ラ
イン間に流れるノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nとグラン
ドに対して両ラインに流れるコモンモードノイズ電流Ｉ
_Cがある。このため、このノイズフィルタ３には、この
両モードのノイズ電流を阻止する回路網が必要である。

【００１９】負荷２から発生するノイズが、少ない場
合、定数の最適化を図ったノイズフィルタ３、１段で上
記のノイズを阻止できる。しかし、発生するノイズが多
い場合、１段では阻止できなくなる。ノイズフィルタ３
を２段直列に配置する。いわゆるカスケード（縦続）接
続にて減衰効果をより高める必要がある。ノイズフィル
タ３の素子数が増えることで、同定数であれば減衰特性
カーブの傾斜を強くすることができる。また異なる定数
であれば減衰特性の帯域幅を広くすることができる。

【００２０】コモンモードチョークコイル５はカスケー
ド接続すると、ストレーキャパシティとの共振により効
果が落ちるなどの弊害を生じることがある。よって弊害
を生じないようノイズフィルタ構成を検討する必要があ
る。

【００２１】そこで、まず、図１に至った過程を図２以
降の図で説明する。その前に従来例の雑音端子電圧は、
図１８により１ＭＨｚ以下の低域および２５ＭＨｚ付近
の高域で許容値をオーバしていた。そのため図２に示す
ように従来の回路にインダクタの小さいコモンモードチ
ョークコイル１１を追加してカスケード接続する。ま
た、同時にＸコンデンサ１０も追加する。その結果、図
３に示すように雑音端子電圧は、高域が改善されて許容
値を満足した。なお、低域はそのままである。

【００２２】図４では、従来の回路にノーマルモードチ
ョークコイル１３を２個、およびＸコンデンサ１０を追
加。なお従来回路のＸコンデンサ４を抜いて新たな回路
構成とした。その結果、図５に示すように、雑音端子電
圧は、低域が改善されて許容値を満足した。なお、高域
はそのままである。

【００２３】雑音端子電圧の許容値をクリアできる図１
は、図２の回路構成に、図４で用いたノーマルモードチ
ョークコイル１３（ノーマルモードチョークコイル１２
と同じ）を１個、コモンモードチョークコイル１１とＸ
コンデンサ４の間に挿入し、構成したものである。

【００２４】図１の回路構成で電子機器の雑音端子電圧
を測定した結果が図６に示す通りである。測定値は許容
値を下回っており、満足していることが分かる。

【００２５】また、力率改善回路に使われた場合でも、
ノイズフィルタ３の入・出力部におけるインピーダンス
が、整合したため、図７のように正弦波状の入力電流ｉ
_S波形になり、高調波対策も兼ねることができる。以下
の実施例においても、同じことが言える。

【００２６】図１での具体的定数等を次に示す。なお
（）内は実施可能な許容範囲を示す。負荷２は、力
率改善回路を用いたインバータ蛍光灯照明器具、コモン
モードチョークコイル５、１５ｍＨ（５〜３０ｍＨ）、
コモンモードチョークコイル１１、１０μＨ（５〜６０
μＨ）、ノーマルモードチョークコイル１２、３００μ
Ｈ（１５０〜６００μＨ）、Ｘコンデンサ６およびＸコ
ンデンサ１０は、０．１μＦ（０．０６〜０．４７μＦ
とし、同一の容量値とする。）Ｘコンデンサ４は、０．
２２μＦ（Ｘコンデンサ６、Ｘコンデンサ１０の２倍の
容量値が良い。）、Ｙコンデンサ７とＹコンデンサ８
は、６８０ｐＦ（３３０〜２０００ｐＦ）を用いて構成
した。

【００２７】実施例２図８は、この発明の実施例２を示す回路図である。な
お、従来装置と同一または相当部分は同一符号で表わ
す。上記実施例１では、ノーマルモードチョークコイル
１２を１個使ってノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nを阻止
したが、ノーマルモードチョークコイル１２のインダク
タ値を半分にしたノーマルモードチョークコイル１３を
２個、図８のように設けても同じような効果がある。な
お、ノーマルモードチョークコイル１３の具体的定数
は、１５０μＨ、実施可能な許容範囲は１００〜３００
μＨである。

【００２８】実施例３図９はこの発明の実施例３を示す回路図である。なお、
従来装置と同一または相当部分は同一符号で表わす。こ
の実施例ではノーマルモードチョークコイル１２をコモ
ンモードチョークコイル１１とＸコンデンサ１０の間に
挿入している。このように、ノーマルモードチョークコ
イル１２をＸコンデンサ１０とコモンモードチョークコ
イル１１の間、図９のように入れ替えても同じような効
果がある。

【００２９】実施例４図１０はこの発明の実施例４を示す回路図である。な
お、従来装置と同一または相当部分は同一符号で表わ
す。この実施例４ではノーマルモードチョークコイル１
３をコモンモードチョークコイル１１とＸコンデンサ１
０の間に各々挿入している。このように、ノーマルモー
ドチョークコイル１３をＸコンデンサ１０とコモンモー
ドチョークコイル１１の間、各々図１０のように入れ替
えても同じような効果がある。

【００３０】実施例５図１１はこの発明の実施例５を示す回路図である。な
お、従来装置と同一または相当部分は同一符号で表わ
す。上記実施例１で用いた電子機器の負荷（Ｌ）２は図
６に示すように２８ＭＨｚ付近にノイズピークを有して
いた。ここでは、同様な電子機器であるが、回路構成が
異なり図１２に示すような１０ＭＨｚ付近にノイズピー
クを有する負荷（Ｌ１）１４を用いる。つまり、今まで
の負荷２とは回路構成が異なるため負荷１４から発生す
るノイズの周波数特性も異なり、ノイズピークが２８Ｍ
Ｈｚ付近から１０ＭＨｚ付近に移っている

【００３１】上記実施例１では、Ｘコンデンサ６を使っ
てノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nを阻止したが、この実
施例５では、ノーマルモードノイズ電流Ｉ_Nの阻止は、
周波数が１０ＭＨｚ近傍と低くなったのでＸコンデンサ
４、１つで代用できると考え図１１のようにＸコンデン
サ６を取り除いて効果を確認した。その結果、図１２に
示すように、雑音端子電圧は低域が改善されたものの、
高域は許容値とのマージン少なく満足していない。

【００３２】そこで、図１に示すコモンモードチョーク
コイル１１を１０μＨから図１１に示すように１ｍＨの
コモンモードチョークコイル１５に変更し効果を確認し
た。その結果、図１３に示すように、雑音端子電圧の測
定値は低域、高域ともに許容値を下回っており、満足し
ていることが分かる。

【００３３】なお、その場合、図１１での具体的定数等
を次に示す。なお（）内は実施可能な許容範囲を示
す。コモンモードチョークコイル５、１５ｍＨ（５〜３
０ｍＨ）、コモンモードチョークコイル１５、１ｍＨ
（８００μＨ〜３ｍＨ）、ノーマルモードチョークコイ
ル１２、３００μＨ（１５０〜６００μＨ）、Ｘコンデ
ンサ４およびＸコンデンサ１０は、０．２２μＦ（０．
０６〜０．４７μＦ）、Ｙコンデンサ７とＹコンデンサ
８は、６８０ｐＦ（３３０〜２０００ｐＦ）を用いて構
成した。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のノイズ
フィルタによれば、コモンモードチョークコイルを挿入
する構成としたことによって、ノイズを多く出す負荷に
おいてもノイズを他へ流出しないよう阻止することがで
き、そのため、他の機器にも妨害を与えなくする効果が
ある。

【００３５】また、力率改善回路の負荷に挿入した場合
でも、本来の機能である正弦波状の入力電流波形になり
高調波対策ができ、そのため、他の機器にも高調波障害
を与えなくする効果がある。

【００３６】また他の発明における１０ＭＨｚ近傍のノ
イズを除去するノイズフィルタによればＸコンデンサを
１個減じることができ、簡単な回路構成でノイズを多く
出す負荷においてもノイズを他へ流出しないよう阻止す
ることができ、そのため、他の機器にも妨害を与えなく
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すノイズフィルタの回
路図である。

【図２】前記実施例１に至るまでのノイズフィルタを示
す回路図である。

【図３】図２の回路構成で雑音端子電圧を測定した特性
図である。

【図４】前記実施例１に至るまでのノイズフィルタを示
す回路図である。

【図５】図２の回路構成で雑音端子電圧を測定した特性
図である。

【図６】この発明の実施例１によるノイズフィルタを用
い雑音端子電圧を測定した特性図である。

【図７】この発明の実施例１によるノイズフィルタを用
い入力電流波形を測定した波形図である。

【図８】この発明の実施例２を示す回路図である。

【図９】この発明の実施例３を示す回路図である。

【図１０】この発明の実施例４を示す回路図である。

【図１１】この発明の実施例５を示す回路図である。

【図１２】この発明の実施例５の形成途中による雑音端
子電圧を測定した特性図である。

【図１３】図１１の回路構成で雑音端子電圧を測定した
特性図である。

【図１４】従来のノイズフィルタを示す回路図である。

【図１５】従来のノイズフィルタ内に用いられるコモン
モードチョークコイルの構造図である。

【図１６】従来のノイズフィルタ内に用いられるコモン
モードチョークコイルの斜視図である。

【図１７】従来のノイズフィルタ内に用いられるコモン
モードチョークコイルの等価回路である。

【図１８】従来のノイズフィルタにて雑音端子電圧を測
定した特性図である。

【図１９】従来のノイズフィルタにノーマルモードチョ
ークコイルを追加した回路図である。

【図２０】従来のノイズフィルタにて入力電流波形を測
定した波形図である。

【符号の説明】

１商用電源２負荷（Ｌ）３ノイズフィルタ４Ｘコンデンサ５コモンモードチョークコイル６Ｘコンデンサ７Ｙコンデンサ８Ｙコンデンサ９フェライト磁心１０Ｘコンデンサ１１コモンモードチョークコイル１２ノーマルモードチョークコイル１３ノーマルモードチョークコイル１４負荷（Ｌ１）１５コモンモードチョークコイルなお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富山勝己鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社生活システム研究所内 (72)発明者平城直鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社生活システム研究所内 (72)発明者前田憲行鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機照明株式会社内 (72)発明者多田紀一郎鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機照明株式会社内 (72)発明者清水和崇鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機照明株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源と電子機器負荷の間に接続さ
れ、コイルおよびコンデンサ等から構成されるノイズフ
ィルタにおいて、このノイズフィルタがカスケード接続
された２段のコモンモードチョークコイルと、このそれ
ぞれのコモンモードチョークコイルの入力側に並列接続
されたノーマルモードノイズを阻止するコンデンサと、
後段側コモンモードチョークコイルの出力側に並列接続
されたノーマルモードノイズを阻止するコンデンサと、
このコンデンサに並列接続されたコモンモードノイズを
阻止するコンデンサ２個の直列回路と、この２個のコン
デンサの中点からアースに接続された接地線路と、後段
側コモンモードチョークコイルの出力側両端に設けら
れ、前記負荷に接続される端子と、前記コモンモードチ
ョークコイルの入力側に並列接続されたそれぞれのコン
デンサの間に接続されたノーマルモードチョークコイル
とから構成されたことを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項２】力率改善回路を用いた負荷において、ノ
ーマルモードチョークコイルの定数を１５０〜６００μ
Ｈ、前段のコモンモードチョークコイル１１の定数を５
〜６０μＨ、後段のコモンモードチョークコイル５の定
数を５〜３０ｍＨの範囲内で構成したことを特徴とする
請求項１記載のノイズフィルタ。
【請求項３】商用電源と電子機器負荷の間に接続さ
れ、コイルおよびコンデンサ等から構成されて、１０Ｍ
Ｈｚ近傍のノイズを除去するノイズフィルタにおいて、
このノイズフィルタがカスケード接続された２段のコモ
ンモードチョークコイルと、このそれぞれのコモンモー
ドチョークコイルの入力側に並列接続されたノーマルモ
ードノイズを阻止するコンデンサと、後段側コモンモー
ドチョークコイルの出力側に並列接続されたコモンモー
ドノイズを阻止するコンデンサ２個の直列回路と、この
２個のコンデンサの中点からアースに接続された接地線
路と、後段側コモンモードチョークコイルの出力側両端
に設けられ、前記負荷に接続される端子と、前記コモン
モードチョークコイルの入力側に並列接続されたそれぞ
れのコンデンサの間に接続されたノーマルモードチョー
クコイルとから構成されたことを特徴とするノイズフィ
ルタ。
【請求項４】ノーマルモードチョークコイルの定数を
１５０〜６００μＨ、前段のコモンモードチョークコイ
ルの定数を８００μＨ〜３ｍＨ、後段のコモンモードチ
ョークコイルの定数を５〜３０ｍＨの範囲内に設定して
構成したことを特徴とする請求項３記載のノイズフィル
タ。