JPH11121967A - 電気回路への電源接続方法 - Google Patents
電気回路への電源接続方法Info
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- JPH11121967A JPH11121967A JP28534497A JP28534497A JPH11121967A JP H11121967 A JPH11121967 A JP H11121967A JP 28534497 A JP28534497 A JP 28534497A JP 28534497 A JP28534497 A JP 28534497A JP H11121967 A JPH11121967 A JP H11121967A
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- Japan
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- power supply
- electric circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁波障害のない電気回路への電源接続方法
を提供する。 【解決手段】 基板等の電気回路10に電源回路30を伝送
線路20を介して接続する際において、電気回路10と伝送
線路20を含む電源回路30の双方の四端子回路の対称度δ
を等しく構成して、輻射の少ない伝送モードを実現す
る。
を提供する。 【解決手段】 基板等の電気回路10に電源回路30を伝送
線路20を介して接続する際において、電気回路10と伝送
線路20を含む電源回路30の双方の四端子回路の対称度δ
を等しく構成して、輻射の少ない伝送モードを実現す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板等の電気回路
への電源接続方法に関する。
への電源接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気回路の電気現象を解析するに
は、電気回路と電源回路とが基礎になる。図４にその等
価回路の一例を示す。すなわち、図示のように、電気回
路１の入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 ’と出力端子Ｔ2 ，Ｔ2 ’と
からなり、入力端子Ｔ1 ，Ｔ1’には内部に理想電圧源
（以下、単に電圧源という）Ｅと直列の内部抵抗Ｒ
1 （一般にはＺ1 なるインピーダンス）との直列接続回
路で構成される電源回路２が接続され、出力端子Ｔ2 ，
Ｔ2 ’には負荷抵抗Ｒ2 （一般にはＺ2 なるインピーダ
ンス）とされる負荷回路３が接続される。
は、電気回路と電源回路とが基礎になる。図４にその等
価回路の一例を示す。すなわち、図示のように、電気回
路１の入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 ’と出力端子Ｔ2 ，Ｔ2 ’と
からなり、入力端子Ｔ1 ，Ｔ1’には内部に理想電圧源
（以下、単に電圧源という）Ｅと直列の内部抵抗Ｒ
1 （一般にはＺ1 なるインピーダンス）との直列接続回
路で構成される電源回路２が接続され、出力端子Ｔ2 ，
Ｔ2 ’には負荷抵抗Ｒ2 （一般にはＺ2 なるインピーダ
ンス）とされる負荷回路３が接続される。
【０００３】この電源回路２から流れ出る電流ｉ1 と電
源回路２に戻る電流ｉ1 ’または負荷回路３に流入する
電流ｉ2 と流出する電流ｉ2 ’の間には、下記(1) 式の
関係が常に成立する。 ｉ1 ＋ｉ1 ’＝０， ｉ2 ＋ｉ2 ’＝０ ………………(1) それは、電源回路２の電圧源Ｅ、内部抵抗Ｒ1 と電気回
路１の入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 ’とで一つのループが構成さ
れ、そのループ内の電圧の総和はゼロであるというキル
ヒホッフの電圧則によっても証明されるのである。この
ことは負荷回路３の負荷抵抗Ｒ2 と電気回路１の出力端
子Ｔ2 ，Ｔ2 ’で構成されるループにキルヒホッフの電
圧則を適用することによっても、前記(1) 式は成立する
として電気回路１の解析が行われている。
源回路２に戻る電流ｉ1 ’または負荷回路３に流入する
電流ｉ2 と流出する電流ｉ2 ’の間には、下記(1) 式の
関係が常に成立する。 ｉ1 ＋ｉ1 ’＝０， ｉ2 ＋ｉ2 ’＝０ ………………(1) それは、電源回路２の電圧源Ｅ、内部抵抗Ｒ1 と電気回
路１の入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 ’とで一つのループが構成さ
れ、そのループ内の電圧の総和はゼロであるというキル
ヒホッフの電圧則によっても証明されるのである。この
ことは負荷回路３の負荷抵抗Ｒ2 と電気回路１の出力端
子Ｔ2 ，Ｔ2 ’で構成されるループにキルヒホッフの電
圧則を適用することによっても、前記(1) 式は成立する
として電気回路１の解析が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、機器や
システムが電磁妨害波によって他に障害を与えないし、
他からの障害を受けないという考えの環境電磁工学（以
下、ＥＭＣと略称する）の立場で現実と図４を対比する
と、下記のような場合には(1) 式が成立しないという問
題が生じる。 ａ．電源回路２から電気回路１に電気が送り込まれる前
に、電源回路２から空間にエネルギーが放出されたり、
あるいはエネルギーが逆に空間から侵入した場合。 ｂ．電気回路１から空間にエネルギーが放出されたり、
逆に空間から侵入した場合。 ｃ．負荷抵抗Ｒ2 を含む負荷回路３のループからエネル
ギーが放出されたり、逆に空間から侵入した場合。
システムが電磁妨害波によって他に障害を与えないし、
他からの障害を受けないという考えの環境電磁工学（以
下、ＥＭＣと略称する）の立場で現実と図４を対比する
と、下記のような場合には(1) 式が成立しないという問
題が生じる。 ａ．電源回路２から電気回路１に電気が送り込まれる前
に、電源回路２から空間にエネルギーが放出されたり、
あるいはエネルギーが逆に空間から侵入した場合。 ｂ．電気回路１から空間にエネルギーが放出されたり、
逆に空間から侵入した場合。 ｃ．負荷抵抗Ｒ2 を含む負荷回路３のループからエネル
ギーが放出されたり、逆に空間から侵入した場合。
【０００５】そこで、ＥＭＣでは、このような事象を含
む電気回路理論を確立する必要がある。ところで、前記
した電気回路１を構成する回路素子は、インダクタンス
Ｌ、キャパシタンスＣ、レジスタンスＲおよびトランス
であり、これらは線形、受動、双方向性であって、集中
（一点に集中していて、大きさはない）回路であるとし
ている。電源回路２も大きさのないものとして考えられ
ている。これらを前出の図４で考察すると、その回路素
子すべては一点に集中していて大きさもない。
む電気回路理論を確立する必要がある。ところで、前記
した電気回路１を構成する回路素子は、インダクタンス
Ｌ、キャパシタンスＣ、レジスタンスＲおよびトランス
であり、これらは線形、受動、双方向性であって、集中
（一点に集中していて、大きさはない）回路であるとし
ている。電源回路２も大きさのないものとして考えられ
ている。これらを前出の図４で考察すると、その回路素
子すべては一点に集中していて大きさもない。
【０００６】もちろん、電圧源Ｅ、内部インピーダンス
Ｒ1 、入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 ’で構成される電源回路２の
ループも、電気回路１内のループも、出力端子Ｔ2 ，Ｔ
2 ’、負荷抵抗Ｒ2 で構成される負荷回路３のループも
すべて面積はゼロであるから、空間にエネルギーを放出
したり、空間からエネルギーを受け取ることがないこと
がわかる。
Ｒ1 、入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 ’で構成される電源回路２の
ループも、電気回路１内のループも、出力端子Ｔ2 ，Ｔ
2 ’、負荷抵抗Ｒ2 で構成される負荷回路３のループも
すべて面積はゼロであるから、空間にエネルギーを放出
したり、空間からエネルギーを受け取ることがないこと
がわかる。
【０００７】しかし、実際に取り扱われる電気回路１に
は大きさがあり、回路から電磁波を放出したり空間から
侵入したりする電気現象と、従来からの電源回路２から
負荷回路３に送られる電気現象とを、それぞれ考察する
必要がある。前者は空間と回路の相互関係で放射と結合
であり、一般にＥＭＩ(Electro Magnetic Interferenc
e) と称するものであって、排除能力（immunity）とい
われている分野であり、後者は負荷抵抗Ｒ2 に小さな電
気を送るいわゆる伝送（transmission) であって、動作
伝送量（transmission constant)といい、いずれも詳細
な解析がなされている。
は大きさがあり、回路から電磁波を放出したり空間から
侵入したりする電気現象と、従来からの電源回路２から
負荷回路３に送られる電気現象とを、それぞれ考察する
必要がある。前者は空間と回路の相互関係で放射と結合
であり、一般にＥＭＩ(Electro Magnetic Interferenc
e) と称するものであって、排除能力（immunity）とい
われている分野であり、後者は負荷抵抗Ｒ2 に小さな電
気を送るいわゆる伝送（transmission) であって、動作
伝送量（transmission constant)といい、いずれも詳細
な解析がなされている。
【０００８】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決した電気回路への電源接続方法を提供するこ
とを目的とする。
課題を解決した電気回路への電源接続方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板等の電気
回路に電源回路を伝送線路を介して接続する際におい
て、電気回路と伝送線路を含む電源回路の双方の四端子
回路の対称度δを等しく構成して、輻射の少ない伝送モ
ードを実現することを特徴とする電気回路への電源接続
方法である。
回路に電源回路を伝送線路を介して接続する際におい
て、電気回路と伝送線路を含む電源回路の双方の四端子
回路の対称度δを等しく構成して、輻射の少ない伝送モ
ードを実現することを特徴とする電気回路への電源接続
方法である。
【００１０】なお、本発明は、対称度δを等しくする代
わりに、電源回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1
と電気回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu2の和を
大きくするようにしてもよい。
わりに、電源回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1
と電気回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu2の和を
大きくするようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態について、詳しく説明する。いま、図１に示すよう
に、電気回路10に同軸ケーブル等の伝送線路20を介して
電源回路30を接続する場合の電気現象を考えてみる。す
なわち、伝送線路20を含む電源回路30側での四端子回路
の対称度（電流比）をδ1 、不平衡駆動点インピーダン
スをＺu1、平衡駆動点インピーダンスをＺb1とし、電気
回路10側は対称度をδ2 、不平衡駆動点インピーダンス
をＺu2、平衡駆動点インピーダンスをＺb2とする。ま
た、伝送線路20から電気回路10に向けての電圧をｖb1，
ｖu1とし、電気回路10から電源回路30に向けての電圧を
ｖb1’，ｖu1’とし、電流をそれぞれｉb1，ｉu1および
ｉb1’，ｉu1’とする。
態について、詳しく説明する。いま、図１に示すよう
に、電気回路10に同軸ケーブル等の伝送線路20を介して
電源回路30を接続する場合の電気現象を考えてみる。す
なわち、伝送線路20を含む電源回路30側での四端子回路
の対称度（電流比）をδ1 、不平衡駆動点インピーダン
スをＺu1、平衡駆動点インピーダンスをＺb1とし、電気
回路10側は対称度をδ2 、不平衡駆動点インピーダンス
をＺu2、平衡駆動点インピーダンスをＺb2とする。ま
た、伝送線路20から電気回路10に向けての電圧をｖb1，
ｖu1とし、電気回路10から電源回路30に向けての電圧を
ｖb1’，ｖu1’とし、電流をそれぞれｉb1，ｉu1および
ｉb1’，ｉu1’とする。
【００１２】端子Ｔ1 での伝送線路20の端子電圧Ｖb お
よび端子電流Ｉb は，下記(2) , (3) 式で求められる。 Ｖb ＝ｖb1＋ｖb1’ ………………(2) Ｉb ＝ｉb1−ｉb1’ ………………(3) また、端子Ｔ1 から見た平衡電源インピーダンスＺ
b は、下記(4) 式で表される。
よび端子電流Ｉb は，下記(2) , (3) 式で求められる。 Ｖb ＝ｖb1＋ｖb1’ ………………(2) Ｉb ＝ｉb1−ｉb1’ ………………(3) また、端子Ｔ1 から見た平衡電源インピーダンスＺ
b は、下記(4) 式で表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】上記の(4) 式に従った平衡電源インピーダ
ンスＺb を有する等価回路は図２のごとくなる。すなわ
ち、巻線比がｋ：１とされるトランス32を挟んで平衡駆
動点インピーダンスＺb2を並列接続した１次側回路31
と、電源回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1と電
気回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu2を直列接続
とした２次側回路33とで構成されたものである。
ンスＺb を有する等価回路は図２のごとくなる。すなわ
ち、巻線比がｋ：１とされるトランス32を挟んで平衡駆
動点インピーダンスＺb2を並列接続した１次側回路31
と、電源回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1と電
気回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu2を直列接続
とした２次側回路33とで構成されたものである。
【００１５】ここで、第２項の分母（Ｚu1＋Ｚu2）は、
電気回路10の不平衡駆動点インピーダンスＺu2と伝送線
路20の外被導体の不平衡駆動点インピーダンスＺu1の直
列回路であるから、図３のように、電気回路10と伝送線
路20との間にＥＭＣ電源40を接続したものとして示すこ
とができる。これは、まさに輻射の成分を表したもので
ある。
電気回路10の不平衡駆動点インピーダンスＺu2と伝送線
路20の外被導体の不平衡駆動点インピーダンスＺu1の直
列回路であるから、図３のように、電気回路10と伝送線
路20との間にＥＭＣ電源40を接続したものとして示すこ
とができる。これは、まさに輻射の成分を表したもので
ある。
【００１６】上記した図３の回路の不平衡駆動点インピ
ーダンスの和（Ｚu1＋Ｚu2）がゼロ、すなわち、直列共
振を生ずるときは、電力はほとんどこれらの不平衡駆動
点インピーダンスＺu1，Ｚu2で消費されるから、輻射成
分だけとなる。また並列共振のときは、電力は平衡駆動
点インピーダンスＺb2で消費されるので、伝送成分だけ
となり、輻射は少なくなる。
ーダンスの和（Ｚu1＋Ｚu2）がゼロ、すなわち、直列共
振を生ずるときは、電力はほとんどこれらの不平衡駆動
点インピーダンスＺu1，Ｚu2で消費されるから、輻射成
分だけとなる。また並列共振のときは、電力は平衡駆動
点インピーダンスＺb2で消費されるので、伝送成分だけ
となり、輻射は少なくなる。
【００１７】このようにプリント基板などの電気回路30
から輻射を少なくするには、前出(5) 式において、δ1
＝δ2 とするか、またはδ2 →∞とすることによって、 ｋ→０ ………………(6) とするか、あるいは前出(4) 式において、 Ｚu1＋Ｚu2≠０ ………………(7) とすることが必要である。
から輻射を少なくするには、前出(5) 式において、δ1
＝δ2 とするか、またはδ2 →∞とすることによって、 ｋ→０ ………………(6) とするか、あるいは前出(4) 式において、 Ｚu1＋Ｚu2≠０ ………………(7) とすることが必要である。
【００１８】そこで、電気回路10に電圧源Ｅを供給する
電源回路30が接続されるときは、輻射成分を支配する不
平衡駆動点インピーダンスの和（Ｚu1＋Ｚu2）を測定
し、さらに伝送成分を支配する平衡駆動点インピーダン
スＺb2を求めて、前出図２に示したような等価回路を求
めて、伝送分と輻射分との関係を計算し、所望の電気特
性をもつよう測定するようにすればよい。
電源回路30が接続されるときは、輻射成分を支配する不
平衡駆動点インピーダンスの和（Ｚu1＋Ｚu2）を測定
し、さらに伝送成分を支配する平衡駆動点インピーダン
スＺb2を求めて、前出図２に示したような等価回路を求
めて、伝送分と輻射分との関係を計算し、所望の電気特
性をもつよう測定するようにすればよい。
【００１９】このように、電気回路10と電源回路30とを
伝送線路20を介して接続するときは、伝送モードと輻射
モードとが共存するから、伝送モードを主として輻射を
少なくするには対称度δ1 とδ2 とを等しくするか、不
平衡駆動点インピーダンスの和（Ｚu1＋Ｚu2）を大きく
するかを設計段階において十分配慮しておくことが必要
である。
伝送線路20を介して接続するときは、伝送モードと輻射
モードとが共存するから、伝送モードを主として輻射を
少なくするには対称度δ1 とδ2 とを等しくするか、不
平衡駆動点インピーダンスの和（Ｚu1＋Ｚu2）を大きく
するかを設計段階において十分配慮しておくことが必要
である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板等の電気回路に電源を伝送線路を介して接続する際
において、双方の四端子回路の対称度δを等しく構成す
るか、電源回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1と
電気回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu2の和を大
きくすることによって、輻射の少ない伝送モードを実現
するようにしたので、機器やシステムが電磁妨害波によ
って他に障害を与えないし、また他から障害を受けるこ
とはない。
基板等の電気回路に電源を伝送線路を介して接続する際
において、双方の四端子回路の対称度δを等しく構成す
るか、電源回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1と
電気回路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu2の和を大
きくすることによって、輻射の少ない伝送モードを実現
するようにしたので、機器やシステムが電磁妨害波によ
って他に障害を与えないし、また他から障害を受けるこ
とはない。
【図１】本発明の実施の形態を説明する斜視図である。
【図２】本発明の電源の等価回路を示す回路図である。
【図３】ＥＭＣ電源を例示する概要図である。
【図４】従来の電気回路の電気現象を説明する回路図で
ある。
ある。
10 電気回路 20 伝送線路 30 電源回路 31 １次側回路 32 トランス 33 ２次側回路 40 ＥＭＣ電源
Claims (2)
- 【請求項１】 基板等の電気回路に電源回路を伝送線路
を介して接続する際において、電気回路と伝送線路を含
む電源回路の双方の四端子回路の対称度δを等しく構成
して、輻射の少ない伝送モードを実現することを特徴と
する電気回路への電源接続方法。 - 【請求項２】 対称度δを等しくする代わりに、電源回
路側の不平衡駆動点インピーダンスＺu1と電気回路側の
不平衡駆動点インピーダンスＺu2の和を大きくするよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の電気回路への電
源接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28534497A JPH11121967A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 電気回路への電源接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28534497A JPH11121967A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 電気回路への電源接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121967A true JPH11121967A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17690347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28534497A Pending JPH11121967A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 電気回路への電源接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121967A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750732B2 (en) | 2000-08-01 | 2004-06-15 | International Business Machines Corporation | Circuit board with EMI suppression |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP28534497A patent/JPH11121967A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750732B2 (en) | 2000-08-01 | 2004-06-15 | International Business Machines Corporation | Circuit board with EMI suppression |
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