JPH1188096A - ノイズ抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子機器に動作電力を供給する商用電源及び
ＵＰＳ等の給電系からの外部ノイズによる当該電子機器
への影響を効果的に抑制し、当該電子機器をあらゆるノ
イズから有効に保護する。 【解決手段】 コモンモードチョーク１２は、コモンモ
ードチョーク１１の１次側に設けられ、コモンモードチ
ョーク１２の２次側の両端は第１のコモンモードチョー
ク１１の１次側の両端に接続されている。コンデンサ１
５と１６は、コモンモードチョーク１２の２次側の両端
間に接続される。コンデンサ１５と１６の接続点は電子
機器のフレームグラウンドに接続される。コンデンサ１
７は、コモンモードチョーク１２の１次側のホット側と
コールド側の電源ラインの線間に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、商用交流電源又
はＵＰＳ（Uninterrupted Power Supply〜無停電電源装
置）等の給電設備を電源として動作するＯＡ（オフィス
オートメーション）機器等のノイズの影響を抑制するた
めのノイズ抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ、ワードプロセッサ、複写
機及びファクシミリ等のＯＡ機器、並びにその他のディ
ジタル機器のような電子機器においては、常にノイズの
影響が問題になる。電子機器において、外部で発生した
ノイズが機器内部に混入したり、機器内部でノイズが発
生したりすると、電子機器の誤動作あるいは性能劣化を
引き起こす。ある電子機器で発生したノイズが、他の機
器に外部ノイズとして混入することもある。このよう
に、電子機器におけるノイズは、機器単体だけでなく、
機器相互における問題でもある。電子機器相互の問題
は、いわゆるＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility
〜電磁環境適合性）に代表される。

【０００３】従来の電子機器は、ＥＭＣの対策として、
機器内部で発生するノイズを抑制する構成となってい
る。このような従来の電子機器におけるＥＭＣ対策のた
めのノイズフィルタの構成の一例を図８に示す。

【０００４】図８に示す従来のノイズフィルタは、例え
ば、交流（ＡＣ）１００Ｖの商用電源に接続される電源
入力部に設けられ、コモンモードチョーク１、コンデン
サ２、３，４及び５を備えている。コモンモードチョー
ク１は電源ラインの正側及び負側にそれぞれ介挿された
一対のチョークコイルが誘導結合されたものである。

【０００５】コモンモードチョーク１の１次側つまり商
用電源側の正側端子及び負側端子には、コンデンサ２と
３が直列に接続されている。コモンモードチョーク１の
２次側つまり機器内部負荷側の正側端子及び負側端子に
は、１対のコンデンサ４及び５の各一端が接続され、こ
れらコンデンサ４及び５の各他端は共通に接続されて、
電子機器のフレームグラウンドに接続されている。

【０００６】コンデンサ２、３は、コモンモードチョー
ク１の商用電源側において、ノーマルモード及びコモン
モードのノイズ成分をショートしてアースラインに吸収
させるための短絡路を形成する。コンデンサ４及び５
は、コモンモードチョーク１の内部負荷側においてノー
マル及びコモンモードのノイズ成分をショートしてアー
スラインに吸収させるための短絡路を形成する。このよ
うな電子機器のフレームグラウンド端は、接地を確実に
してノイズの悪影響を防止するために、商用電源等の外
部アースに接続されて用いられる。

【０００７】上述したような従来のノイズフィルタにお
いては、電子機器の内部で発生する内部ノイズについて
は、コモンモードチョーク１の１次側及び２次側の両側
に設けられるコンデンサ２、３，４及び５等により、機
器内部においてフレームグラウンドＦＧとの間で最短で
ショートされている。このため、内部ノイズは、効果的
に抑制され、それ自体が外部の商用電源又はＵＰＳ等に
漏出するなどの問題を生ずることはない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このノイズフィルタで
は、機器内部で発生するノイズを抑制するために、コモ
ンモードチョーク１の機器内部側（２次側）にコンデン
サ４及び５が設けられている。外来ノイズすなわち商用
電源等から混入するコモンモードの外部ノイズについて
は、このノイズを阻止するものは、コモンモードチョー
ク１のインダクタンス及びコンデンサ２〜５であるが、
外部ノイズはフレームグランドＦＧ〜アース間の長い配
線に流れる為、この長い配線の抵抗やインダクタンスに
より両端にノイズ電圧が発生してしまう。また、インダ
クタンスがコモンモードノイズに対して異常な共振を起
こすこともあり、電子機器に影響を与える。すなわち、
外部ノイズは、抑制できず、時には共振を起こし、ノイ
ズ成分を助長して外部アースに流れ、このときに生ずる
電圧がフレームグラウンドＦＧを介して機器内部にノイ
ズ電圧としてあらわれる。

【０００９】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、電子機器をノイズから有効に保護することを
可能とするノイズ抑制装置を提供することを目的とす
る。また、この発明は、電子機器に動作電力を供給する
商用電源及びＵＰＳ等の給電系からの外部ノイズによる
電子機器への影響を効果的に抑制することを他の目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点によるノイズ抑制装置は、１
次側が電源に接続され、２次側が前記電源の電力により
動作する機器に接続されるコモンモードチョークと、前
記コモンモードチョークの１次側の線間に接続された第
１のコンデンサと、前記コモンモードチョークの２次側
のホット側とグラウンドとの間に挿入された第２のコン
デンサと、前記コモンモードチョークの２次側のコール
ド側とグラウンドとの間に挿入された第３のコンデンサ
と、を具備することを特徴とする。

【００１１】また、この発明の第２の観点によるノイズ
抑制装置は、１次側が電源に接続され、２次側が前記電
源の電力により動作する機器に接続されるコモンモード
チョークと、前記コモンモードチョークの１次側の線間
に接続された第１のコンデンサと、前記コモンモードチ
ョークの２次側のコールド側とグラウンドとの間に挿入
された第２のコンデンサと、を具備することを特徴とす
る。前記コモンモードチョークの２次側の線間にコンデ
ンサを配置しても良い。前記コモンモードチョークの２
次側の両端の一方を前記第２のコンデンサに選択的に接
続する切替スイッチを配置しても良い。

【００１２】前記第１のコンデンサは、例えば、直列接
続された一対のコンデンサから構成され、前記一対のコ
ンデンサの接続ノードは、抵抗を介して前記グラウンド
に接続される。この場合、例えば、前記一対のコンデン
サは、３０００ＰＦ乃至０．２μＦ程度の容量を有し、
前記抵抗は、３Ω乃至６０ｋΩ程度の抵抗値を有する。

【００１３】また、前述の各コンデンサは、例えば、３
０００ＰＦ乃至０．２μＦ程度の容量を有することが望
ましい。また、前記コモンモードチョークは、ほぼ３m
Ｈ乃至６０ｍＨ程度のインダクタンスを有することが望
ましい。

【００１４】前記コモンモードチョークの二次側に、電
源の電力により動作する機器の電源入力部に設けられ、
前記機器内部で発生するノイズの前記電源側への漏出を
防止するための内部ノイズフィルタを配置してもよい。

【００１５】前記内部ノイズフィルタは、例えば、前記
コモンモードチョークとは別途に設けられた他のコモン
モードチョーク、前記他のコモンモードチョークの機器
側の両端と前記機器のフレームグラウンドとの間にそれ
ぞれ介挿された一対のコンデンサとを含む。前記一対の
コンデンサの接続ノードは、抵抗を介して前記グラウン
ドに接続されてもよい。

【００１６】前記グラウンドとして、前記機器のフレー
ムグラウンドを使用できる。

【００１７】前記電源は、例えば、商用交流電源又は無
停電安定化電源である。

【００１８】この発明のノイズ抑制装置では、コモンモ
ードチョークの高インピーダンスにより外部ノイズが効
果的に絶縁され、微弱なノイズ電流が残ってもフレーム
グラウンドとの間に設けられたコンデンサによりフレー
ムグラウンドに有効に吸収され、機器内部に流入するこ
とはない。さらに、ノイズを抵抗で熱消費することも可
能である。

【００１９】従って、電子機器に動作電力を供給する商
用電源及びＵＰＳ等の給電系からの外部ノイズによる電
子機器への影響を効果的に抑制することができ、電子機
器をあらゆるノイズから有効に保護することが可能とな
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１〜図４を参照して、この発
明の第１の実施の形態に係るノイズ抑制装置を説明す
る。

【００２１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係
るノイズ抑制装置の構成を示している。図１に示すノイ
ズ抑制装置は、コモンモードチョーク１１、１２、コン
デンサ１３、１４、１５、１６及び１７を備えている。

【００２２】第１のコモンモードチョーク１１は電源ラ
インの正側及び負側にそれぞれ介挿された一対のチョー
クコイルが誘導結合されたものである。

【００２３】第１のコモンモードチョーク１１の２次側
つまり機器内部負荷側の正側端子及び負側端子には、第
１のコンデンサ１３及び第２のコンデンサ１４の各一端
が接続され、これらコンデンサ１３及び１４の各他端は
共通に接続されて、電子機器のフレームグラウンドＦＧ
に接続されている。

【００２４】第２のコモンモードチョーク１２は、第１
のコモンモードチョーク１１の電源入力側すなわち１次
側に設けられ、第２のコモンモードチョーク１２の２次
側の両端は第１のコモンモードチョーク１１の１次側の
両端に接続されている。第３のコンデンサ１５及び第４
のコンデンサ１６は、第２のコモンモードチョーク１２
の２次側の両端間、つまり第１のコモンモードチョーク
１１の１次側の両端間に接続され、それぞれの他端は共
通に接続されている。

【００２５】第５のコンデンサ１７は、第２のコモンモ
ードチョーク１２の１次側の両端間、すなわち、ホット
側とコールド側の電源ラインの線間に接続されている。
第２のコモンモードチョーク１２の１次側、つまり第５
のコンデンサ１７の両端には、例えば商用電源又はＵＰ
Ｓからの交流（ＡＣ）１００Ｖの外部電源入力が供給さ
れ、該電子機器のフレームグラウンドＦＧは外部アース
に接続されて用いられる。

【００２６】コンデンサ１３、１４、１５，１６，１７
は、例えば、３０００ＰＦ〜０．２μＦ程度、望ましく
は、８０００ＰＦ〜０．１μＦ程度の容量を有する。

【００２７】次に、図１のように構成したノイズ抑制装
置の動作を説明する。ノイズフィルタ抑制装置において
は、電子機器の内部で発生する内部ノイズについては、
従来とほぼ同様に第１のコモンモードチョーク１１の２
次側に設けられる第１と第２のコンデンサ１３と１４、
及び、第３と第４のコンデンサ１５，１６により、機器
内部においてフレームグラウンドＦＧとの間で最短でシ
ョートされている。また、コモンモードチョーク１１に
より外部へのインピーダンスを高くしている。このため
内部ノイズは効果的に抑制され、外部の商用電源又はＵ
ＰＳ等に漏出することはない。

【００２８】外部の商用電源等から混入する外部ノイズ
は、第２のコモンモードチョーク１２の１次側（電源
側）が、フレームグラウンドＦＧとの間でコンデンサで
結合（短絡）されていないため、第２のコモンモードチ
ョーク１２の高インピーダンスで絶縁される。このた
め、外部ノイズは第２のコモンモードチョーク１２の２
次側にはほとんど流れることはない。

【００２９】第２のコモンモードチョーク１２の２次側
は、第３及び第４のコンデンサ１５と１６を介して機器
のフレームグラウンドＦＧに結合されており、第２のコ
モンモードチョーク１２の２次側に微弱なノイズ電流が
あらわれても、該第４のコンデンサ１６を介してフレー
ムグラウンドＦＧに吸収され、負荷である電子機器内部
に流入することはない。

【００３０】このようにして、外部ノイズ及び内部ノイ
ズが共に効果的に抑制され、電子機器が外部ノイズによ
り影響を受けたり、電子機器から外部の商用電源又はＵ
ＰＳ等の給電装置にノイズが漏出して他の機器に悪影響
を及ぼしたりすることはない。

【００３１】図２は、第１の実施の形態に係るノイズ抑
制装置の改良型の構成を示している。図２に示すノイズ
抑制装置の基本構成は図１のノイズ抑制装置の基本構成
と同一であるが、第１のコンデンサ１３と第２のコンデ
ンサ１４との接続ノードは、抵抗Ｒ１を介してフレーム
グラウンドＦＧに接続されている。また、第５のコンデ
ンサ１７は、直列接続された第６のコンデンサ１８と第
７のコンデンサ１９に置換されている。第６のコンデン
サ１８と第７のコンデンサ１９の接続ノードは抵抗Ｒ２
を介してフレームグラウンドＦＧに接続されている。

【００３２】第６のコンデンサ１８と第７のコンデンサ
１９とは、第１のコンデンサ１３と第２のコンデンサ１
４とほぼ同一の容量を有する。また、第１の抵抗Ｒ１と
第２の抵抗Ｒ２とは、例えば、３Ω〜６０ｋΩ程度（望
ましくは、６Ω〜３０ｋΩ程度）の抵抗値を有する。

【００３３】次に、図２のように構成したノイズ抑制装
置の動作を説明する。電子機器の内部で発生する内部ノ
イズについては、図１の構成と同様に、第１のコンデン
サ１３及び第２のコンデンサ１４によりフレームグラウ
ンドＦＧに流れる。この際、ノイズのエネルギーが抵抗
Ｒ１により熱消費され、異常共振することなく、内部ノ
イズは効果的に抑制され、外部の商用電源又はＵＰＳ等
に漏出することはない。

【００３４】外部の商用電源等から混入する外部ノイズ
も、第６のコンデンサ１８及び第７のコンデンサ１９に
よりフレームグラウンドＦＧに流れる。この際、ノイズ
のエネルギーが抵抗Ｒ２により熱消費され、異常共振す
ることなく、外部ノイズは効果的に抑制される。

【００３５】第２のコモンモードチョーク１２の２次側
は、第３及び第４のコンデンサ１５，１６を介して機器
のフレームグラウンドＦＧに結合されており、第２のコ
モンモードチョーク１２の２次側に微弱なノイズ電流が
あらわれても、該第３及び第４のコンデンサ１５，１６
を介してフレームグラウンドＦＧに吸収され、負荷であ
る電子機器内部に流入することはない。

【００３６】このようにして、外部ノイズ及び内部ノイ
ズが共に効果的に抑制され、電子機器が外部ノイズによ
り影響を受けたり、電子機器から外部の商用電源又はＵ
ＰＳ等の給電装置にノイズが漏出して他の機器に悪影響
を及ぼしたりすることはない。

【００３７】図３には、図８に示したような従来の構成
において、外部ノイズにより機器内部にあらわれるノイ
ズ電圧の波形を示している。同様の条件で、図２に示し
たこの発明によるノイズ抑制装置を採用した場合には、
外部ノイズにより機器内部にあらわれるノイズ電圧は、
図４のノイズ電圧波形を示すようになった。図３と図４
を比較参照することによって、この発明による構成を採
用することにより、外部ノイズによる機器内部への影響
が激減することがわかる。

【００３８】図５と図６は、図１及び図２に示すノイズ
抑制装置の変形例を示す。

【００３９】図５と図６に示すノイズ抑制装置は、図１
又は図２と同様の構成において、第２のコモンモードチ
ョーク１２の２次側の線間にコンデンサ１５を接続し、
コンデンサ１６をコールド側とフレームグラウンドＦＧ
との間に接続したものである。このような構成によって
も、ノイズを抑制することができる。

【００４０】図７は、図５及び図６に示すノイズ抑制装
置の応用例を示す。

【００４１】図７に示すノイズ抑制装置は、図５又は図
６と同様の構成において、第２のコモンモードチョーク
１２の２次側に、第４のコンデンサ１６に代えて、該コ
ンデンサ１６に相当するコンデンサ２１及び切替スイッ
チ２２を設けている。コンデンサ２１の一端は、負荷と
なる機器のフレームグラウンドＦＧに接続され、該コン
デンサ２１の他端は、切替スイッチ２２の可動側端子２
２ｃに接続されている。該コンデンサ２１の容量は、第
２のコモンモードチョーク１２のインダクタンスが、例
えば数ｍＨ（例えば、３ｍＨ）〜１０ｍＨ程度である場
合には、１〜１０μＦ程度とする。切替スイッチ２２の
第１及び第２の固定側端子２２ａ及び２２ｂは、第２の
コモンモードチョーク１２の２次側の両端にそれぞれ接
続されている。

【００４２】一般に電子機器において、電源回路のホッ
ト側及びコールド側は、電源プラグをコンセントに挿入
する際の向き等によって決定されるなど、必ずしも一定
でない。このような場合、機器接続後に切替スイッチ２
２を切替操作して電源ラインを選択することにより、コ
ールド側の電源ラインをコンデンサ２１に接続するよう
にする。この場合、実際のノイズ成分を計測するなどし
て、ノイズ成分が少なくなるほうに切替スイッチ２２を
切替えるようにしてもよい。

【００４３】なお、上述した、この発明の構成は、実質
的に、従来のノイズフィルタの電源側にコモンモードチ
ョーク１２と、１次側のコンデンサ１７と、２次側のコ
ンデンサ１６又は２１等を接続したのとほぼ等価な構成
である。そこで、これらコモンモードチョーク１２、１
次側のコンデンサ１７、２次側のコンデンサ１６又は２
１等を従来のノイズフィルタを用いた構成の電源側に設
けるだけで容易に実施することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子機器に動作電力を供給する商用電源及びＵＰＳ
等の給電系からの外部ノイズによる電子機器への影響を
効果的に抑制することができ、電子機器をあらゆるノイ
ズから有効に保護することが可能なノイズ抑制装置を提
供することができる。また、電子機器で発生するノイズ
の外部への漏れを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係るノイズ抑制
装置の回路図である。

【図２】図１に示すノイズ抑制装置の変形例の回路図で
ある。

【図３】図２のノイズ抑制装置の動作との比較のための
従来の装置のノイズ波形図である。

【図４】図２のノイズ抑制装置の動作を説明するための
ノイズ波形図である。

【図５】図１に示すノイズ抑制装置の変形例の回路図で
ある。

【図６】図２に示すノイズ抑制装置の変形例の回路図で
ある。

【図７】図５及び図６に示すノイズ抑制装置の応用例を
模式的に示す回路構成図である。

【図８】従来のノイズフィルタの構成を説明するための
回路構成図である。

【符号の説明】

１１，１２
コモンモードチョーク １３，１４，１５，１６，１７，１８，１９ ２１
コンデンサ ２２
切替スイッチ Ｒ１，Ｒ２
抵抗

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１次側が電源に接続され、２次側が前記電
   源の電力により動作する機器に接続されるコモンモード
   チョークと、 前記コモンモードチョークの１次側の線間に接続された
   第１のコンデンサと、 前記コモンモードチョークの２次側のホット側とグラウ
   ンドとの間に挿入された第２のコンデンサと、 前記コモンモードチョークの２次側のコールド側とグラ
   ウンドとの間に挿入された第３のコンデンサと、を具備
   することを特徴とするノイズ抑制装置。
2. 【請求項２】１次側が電源に接続され、２次側が前記電
   源の電力により動作する機器に接続されるコモンモード
   チョークと、 前記コモンモードチョークの１次側の線間に接続された
   第１のコンデンサと、 前記コモンモードチョークの２次側のコールド側とグラ
   ウンドとの間に挿入された第２のコンデンサと、を具備
   することを特徴とするノイズ抑制装置。
3. 【請求項３】前記コモンモードチョークの２次側の線間
   に接続されたコンデンサを具備することを特徴とする請
   求項２に記載のノイズ抑制装置。
4. 【請求項４】前記コモンモードチョークの２次側の両端
   の一方を前記第２のコンデンサに選択的に接続する切替
   スイッチを備えることを特徴とする請求項２又は３に記
   載のノイズ抑制装置。
5. 【請求項５】前記第１のコンデンサは直列接続された一
   対のコンデンサから構成され、前記一対のコンデンサの
   接続ノードは、抵抗を介して前記グラウンドに接続され
   ている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
   項に記載のノイズ抑制装置。
6. 【請求項６】前記一対のコンデンサは、３０００ＰＦ乃
   至０．２μＦ程度の容量を有し、前記抵抗は、３Ω乃至
   ６０ｋΩ程度の抵抗値を有する、ことを特徴とする請求
   項５に記載のノイズ抑制装置。
7. 【請求項７】前記各コンデンサは、それぞれ、３０００
   ＰＦ乃至０．２μＦ程度の容量を有し、前記コモンモー
   ドチョークは、ほぼ３mＨ乃至６０ｍＨ程度のインダク
   タンスを有することを特徴とする請求項１乃至６のいず
   れか１項に記載のノイズ抑制装置。
8. 【請求項８】前記コモンモードチョークの二次側に接続
   され、電源の電力により動作する機器の電源入力部に設
   けられ、前記機器内部で発生するノイズの前記電源側へ
   の漏出を防止するための内部ノイズフィルタをさらに備
   えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に
   記載のノイズ抑制装置。
9. 【請求項９】前記内部ノイズフィルタは、前記コモンモ
   ードチョークとは別途に設けられた他のコモンモードチ
   ョーク、前記他のコモンモードチョークの機器側の両端
   と前記グラウンドとの間にそれぞれ介挿されたコンデン
   サとを含むことを特徴とする請求項８に記載のノイズ抑
   制装置。
10. 【請求項１０】前記介挿されているコンデンサは、それ
    ぞれ、抵抗を介して前記グラウンドに接続されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載のノイズ抑制装置。
11. 【請求項１１】前記グラウンドは、前記機器のフレーム
    グラウンドから構成される、ことを特徴とする請求項８
    乃至１０のいずれか１項に記載のノイズ抑制装置。