KR20110130080A

KR20110130080A - Line noise attenuator

Info

Publication number: KR20110130080A
Application number: KR1020100049534A
Authority: KR
Inventors: 다카시게 데라카와; 히데유키 야마나카
Original assignee: 가부시키가이샤 그라운드나이트
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-05

Abstract

PURPOSE: A line noise reducer is provided to eliminate a failure by consuming all of the noise current of a common mode which flows in a power line or a signal line. CONSTITUTION: The power source frequency current of a low frequency band is applied to an inductor(1). The noise current of a high frequency band is applied to a resistance(2). The inductance of the inductor and the resistance value of the resistance are set. A high frequency noise current of 10KHz represents a reactance of about 630Ω. The most of the high frequency noise current is consumed by the resistance. A signal transmission is performed in a conductor line(4) like a signal line including a power line at a normal mode. An electromagnetic environment is purified by reducing a noise current which is overlapped in the conductor line supplying the signal power to a load from signal power.

Description

Line noise attenuator {LINE NOISE ATTENUATOR}

본 발명은, 전원 또는 신호원으로부터 전자장치에 전력 또는 신호를 공급하기 위한 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 감쇠시킴으로써 전자기(電磁氣) 환경을 정화하는 라인 노이즈 감쇠기에 관한 라인 등의 도체 라인에 중첩되는 노이즈 전류는, 이들 도체 라인이 안테나로서 것이다.The present invention is superimposed on a conductor line such as a line relating to a line noise attenuator for purifying the electromagnetic environment by attenuating a noise current superimposed on a line for supplying power or a signal to an electronic device from a power source or signal source. The noise current is that these conductor lines are antennas.

전자장치에 접속되어 있는 접지 라인, 전원작동한 결과, 공통 모드(common mode) 전류가 주체가 된다. 그리고 이러한 도체 라인으로 구성되는 전원 라인 등의 2도체 라인에서는, 그 배선 형태는 균일하지 않고, 방향을 바꾸어서 끌려 다니고, 상기 2도체 라인에 불연속점을 발생하는 공통 모드 전류의 일부가 정상 모드(normal mode) 전류로 변환된다.As a result of the ground line connected to the electronic device and the operation of the power supply, the common mode current is the main source. In a two-conductor line such as a power supply line composed of such a conductor line, the wiring form is not uniform, and a part of the common mode current that is displaced by changing directions and generates a discontinuity point in the two-conductor line is normal mode. mode) is converted to current.

각종 도체 라인에 중첩되는 공통 모드와 정상 모드의 양 노이즈 전류에 의한 장애를 제거, 경감하는 노이즈 감쇠기가 필요하게 된다. 이러한 종류의 노이즈 감쇠기가 특허문헌 1에 개시되어 있다.There is a need for a noise attenuator that eliminates and alleviates the disturbance caused by both noise currents in the common mode and normal mode that overlap the various conductor lines. This kind of noise attenuator is disclosed by patent document 1.

특허문헌 1에 개시된 노이즈 필터는, 정상 모드 노이즈 제거용의 커패시터와, 고조파(高調波) 전류 억제용의 초크 코일의 공진 현상을 방지하는 구조의 것이다. 상기 노이즈 감쇠기는 상기 초크 코일로 저주파 영역에 있어서의 입력 전류의 통과 시간을 길게 함으로써, 입력 전류의 첨둣값(peak value)을 작게 해서, 고조파 성분을 억제하고 있다. 또한, 전원장치 내의 상기 커패시터에 의해 정상 노이즈를 흡수하고 있는, 즉 정상 모드에서의 노이즈를 커패시터 및 귀환 라인(feedback line)을 통해서 교류 전원 측에 반사시키고 있다. 또한, 상기 초크 코일에 저항을 병렬로 접속함으로써, 초크 코일과 커패시터에 의한 직렬 공진 현상을 억제하고 있다.The noise filter disclosed in Patent Literature 1 is a structure that prevents the resonance phenomenon between a capacitor for removing normal mode noise and a choke coil for suppressing harmonic currents. The noise attenuator suppresses harmonic components by reducing the peak value of the input current by lengthening the passage time of the input current in the low frequency region with the choke coil. In addition, the noise in the normal mode is absorbed by the capacitor in the power supply, that is, the noise in the normal mode is reflected on the AC power supply side through the capacitor and the feedback line. In addition, by connecting a resistor to the choke coil in parallel, the series resonance phenomenon caused by the choke coil and the capacitor is suppressed.

또한, 특허문헌 2에는, 장치마다 대지 용량이 다른 전자장치의 접지 라인에 부착되는 2단자의 보안 접지 라인용 노이즈 필터가 개시되어 있다.In addition, Patent Document 2 discloses a two-terminal noise ground noise filter attached to a ground line of an electronic device having a different ground capacitance for each device.

일본국 특개평 8-265085호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-265085 일본국 특허 제3957206호 공보Japanese Patent No. 3957206

특허문헌 1에 개시된 노이즈 필터는, 상기 커패시터와 상기 초크 코일의 직렬 공진 현상에 의해, 제17차∼제23차의 고조파 전류가 규격을 만족하기 위한 한계값을 초과하는 것을 해결하는 것이며, 정상 모드 노이즈 제거용의 커패시터와 고조파 전류 억제용의 초크 코일의 조합에 저항을 가함으로써, 제17차∼제23차의 고조파 전류도 한계값 이하로 개선되고 있다.The noise filter disclosed in Patent Literature 1 solves the problem that the harmonic currents of the 17th to 23rd orders exceed the threshold for satisfying the specification by the series resonance phenomenon of the capacitor and the choke coil. By applying a resistance to the combination of the capacitor for noise removal and the choke coil for suppressing harmonic currents, the harmonic currents of the 17th to 23rd orders are also improved below the threshold.

그러나, 특허문헌 1은, 정상 모드 노이즈를 커패시터로 억제하는 관계상, 공통 모드의 경우, 커패시터의 양단에서의 전압이 동일 전압이 되기 때문에, 커패시터에 의해 단락 경로(short-circuit path)를 만들어서 고주파 노이즈 전류를 교류 전원 측에 반사하는 것은 불가능하다.However, in Patent Document 1, since the voltage at both ends of the capacitor becomes the same voltage in the common mode in view of suppressing the normal mode noise by the capacitor, a short-circuit path is formed by the capacitor to generate a high frequency. It is impossible to reflect the noise current to the AC power supply side.

또한, 초크 코일에 저항을 병렬로 접속하고는 있지만, 상기 저항은, 커패시터와의 직렬 공진 현상을 억제하기 위한 것이기 때문에, 그 저항값은 직렬 공진 현상을 억제하는 값으로 한정된다. 확실히 저항에 전류가 흐르면, 그 저항에 의해 전력이 소비되는 것은 사실이지만, 그 전력 소비량은 직렬 공진 현상을 억제하기 위해서 설정된 것이며, 정상 모드 노이즈가 상기 저항에 흘렀다고 해도, 그 저항값은 낮게 억제되어 있기 때문에, 노이즈 전류가 노이즈 장애의 억제값에 이르기까지 전력을 소비하지는 않는다.In addition, although a resistor is connected in parallel to the choke coil, the resistance is for suppressing the series resonance phenomenon with the capacitor, so the resistance value is limited to a value for suppressing the series resonance phenomenon. It is true that when a current flows through the resistor, power is consumed by the resistor, but the power consumption is set to suppress the series resonance phenomenon, and even if the normal mode noise flows through the resistor, the resistance value is kept low. As a result, the noise current does not consume power until the noise disturbance is suppressed.

또한, 특허문헌 1에서는, 초크 코일의 인덕턴스와 저항의 저항값을 실측 데이터에 근거해서 얻고 있다. 전원 라인은 상술한 바와 같이 그 배선 형태가 균일하지 않고, 방향을 바꿔서 끌려 다니고, 불연속점이 발생하기 때문에, 공통 모드 노이즈 전류의 일부가 정상 모드 노이즈 전류로 변환될 경우가 있는 것을 상정한 구성으로서, 노이즈 전류의 대부분이 공통 모드일 경우에는, 특허문헌 1의 방식으로는 상술한 바와 같이 커패시터의 양단에서의 전압이 동일 전압이 되기 때문에, 커패시터에 의한 노이즈의 교류 전원 측에의 반사를 실행하는 것은 불가능하여, 공통 모드에서의 노이즈 장애에 대응하는 것은 곤란하다.Moreover, in patent document 1, the inductance of a choke coil and the resistance value of a resistance are obtained based on actual measurement data. As described above, the power supply line is not uniform in its wiring form, is dragged in a different direction, and a discontinuity occurs, so that a part of the common mode noise current may be converted into a normal mode noise current. When most of the noise currents are in the common mode, in the method of Patent Document 1, since the voltages at both ends of the capacitor become the same voltage as described above, the reflection of the noise by the capacitor to the AC power supply side is performed. It is impossible to cope with noise disturbances in the common mode.

또한, 특허문헌 2에서는, 인덕터의 자기(磁氣) 포화를 이용하는 것으로, 기기에 흘러서 기기에 장애를 일으키는 대전류값의 저주파 전류로 상기 인덕터를 자기 포화시켜서, 상기 저주파 전류를 접지에 방출하여 기기를 보호하고, 접지 라인에 중첩되는 고주파 노이즈 소전류를 인덕터와 병렬의 저항으로 열소비하는 것이다. 이 특허문헌 2의 기술을 전력 시스템에 그대로 적용했을 경우, 전력 시스템의 도체에 흐르는 저주파 전원 전류는 대전류값이기 때문에, 인덕터가 자기 포화하여, 도체에 중첩된 고주파 노이즈 전류가 인덕터로 저지되지 않고 기기에 흘러들어오게 되어, 기기에 고주파 노이즈 전류에 의한 장애를 발생시키게 된다.In Patent Document 2, the magnetic saturation of the inductor is used to self-saturate the inductor with a low frequency current of a large current value that flows into the device and causes the device to fail. It protects and heats high frequency noise small current superimposed on the ground line with a resistor in parallel with the inductor. When the technique of this patent document 2 is applied to a power system as it is, since the low frequency power supply current which flows through the conductor of a power system is a large current value, an inductor self-saturates and the high frequency noise current superimposed on a conductor is not interrupted by an inductor, Flows into the device, causing a high frequency noise current in the device.

따라서, 특허문헌 2의 기술을 전력 시스템의 노이즈 필터로서 구축하기 위해서는, 시점을 바꿔서 전력 시스템의 노이즈 필터에 적합한 설계 이론을 확립시킬 필요가 있다. 또한, 실제로 제품화되어 있는 인덕터에 대해서 고찰하면, 자기 포화를 일으키지 않고 고주파 노이즈 전류를 저지하기 위해서 필요한 인덕턴스 값을 갖는 인덕터가 개발되어 있지 않아, 이것을 극복한 인덕터의 개발이 필요하게 된다.Therefore, in order to build the technique of patent document 2 as a noise filter of a power system, it is necessary to establish the design theory suitable for the noise filter of a power system by changing a viewpoint. In addition, considering an inductor that is actually commercialized, an inductor having an inductance value necessary for preventing high frequency noise current without causing magnetic saturation has not been developed. Therefore, the development of an inductor that overcomes this is necessary.

본 발명의 목적은, 직렬 공진 현상을 일으키는 커패시터를 이용하지 않고, 게다가, 도체에 흐르는 저주파 신호 전류로 자기 포화하지 않고, 배선 형태가 균일한 전원 라인 등에 흐르는 공통 모드의 노이즈 전류를 저항으로 억제함으로써 장애를 제거 레벨까지 전력 소비하는 라인 노이즈 감쇠기를 제공하는 것에 있다.The object of the present invention is to suppress the noise current of a common mode flowing through a power supply line having a uniform wiring form, without using a capacitor causing a series resonance phenomenon, and not self-saturating with a low frequency signal current flowing through a conductor. It is to provide a line noise attenuator that consumes power up to the level of rejection.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 라인 노이즈 감쇠기는, 저주파 신호 전원으로부터 부하(負荷)에 신호 전력을 공급하는 도체 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 감쇠시킴으로써 전자기 환경을 정화하는 라인 노이즈 감쇠기로서,In order to achieve the above object, the line noise attenuator according to the present invention is a line noise attenuator for purifying the electromagnetic environment by attenuating a noise current superimposed on a conductor line for supplying signal power to a load from a low frequency signal power supply.

상기 도체 라인은, 고주파 노이즈 전류를 송수신하는 안테나로서 작동하고, 저주파 신호 전력의 전류량을 허용하는 인덕터와, 고주파 노이즈 전류의 각주파수(angular frequency)에 있어서의 상기 인덕터의 리액턴스 값에 대하여, 상기 인덕터에서 차단된 고주파 노이즈 전류가 흘러들어오는 저항이 소정의 값으로 설정되어, 그 저항값으로 상기 고주파 노이즈 전류를 열로 바꾸어서 소비하는 저항을 가지고,The conductor line operates as an antenna for transmitting and receiving high frequency noise currents, and the inductor allows a current amount of low frequency signal power, and the inductor with respect to the reactance value of the inductor at an angular frequency of the high frequency noise current. The resistance to which the high frequency noise current cut off in flows is set to a predetermined value, and has a resistance that consumes by converting the high frequency noise current into heat using the resistance value.

상기 인덕터의 인덕턴스와 상기 저항의 저항값의 비를 정량적으로 고정하여, 상기 인덕터와 상기 저항을 상기 도체 라인에 갖는 것을 특징으로 하고 있다.The ratio of the inductance of the inductor to the resistance of the resistor is fixed quantitatively, so that the inductor and the resistor are provided in the conductor line.

본 발명에 의하면, 신호 전원으로부터 부하에 신호 전력을 공급하는 도체 라인, 예를 들면 전원 라인에 흐르는 노이즈 전류를, 직렬 공진 현상을 일으키는 커패시터를 이용하지 않고, 또한 저주파 신호 전류로 자기 포화하지 않고, 배선 형태가 균일하든 아니든 전원 라인이나 신호 라인 등에 흐르는 공통 모드의 노이즈 전류를 전력 소비함으로써 장애를 제거할 수 있게 된다.According to the present invention, a noise current flowing through a conductor line for supplying signal power from a signal power supply to a load, for example, a power supply line, does not use a capacitor causing a series resonance phenomenon and does not self saturate to a low frequency signal current. Disruption can be eliminated by consuming a common mode noise current flowing in a power line or a signal line, whether or not the wiring is uniform.

도 1의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기의 단위소자의 구성을 나타내는 회로도, (b)는 도 1(a)에 나타내는 단위소자를 종속 접속한 예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1(a)에 나타내는 단위소자를 2개의 도체 라인에 균형적으로 배치한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 의한 노이즈 감쇠기를 탑재한 상태에서 측정한 전자기 환경을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 의한 노이즈 감쇠기를 탑재한 상태에서 측정한 전자기 환경을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 형태와 비교예를 비교한 결과를 나타내는 특성도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 회로도.
도 7은 도체 라인이 안테나로서 작동했을 경우에 있어서의 등가 회로를 나타내는 도면.1A is a circuit diagram showing the configuration of a unit element of a line noise attenuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a circuit diagram showing an example in which the unit elements shown in FIG. 1A are cascaded.
FIG. 2 is a circuit diagram in which the unit elements shown in FIG. 1A are arranged in two conductor lines in a balanced manner. FIG.
3 is a diagram showing an electromagnetic environment measured in a state where a noise attenuator according to an embodiment of the present invention is mounted.
4 is a diagram showing an electromagnetic environment measured in a state where a noise attenuator according to an embodiment of the present invention is mounted.
Fig. 5 is a characteristic diagram showing a result of comparing an embodiment of the present invention with a comparative example.
6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
Fig. 7 shows an equivalent circuit in the case where the conductor line operates as an antenna.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 근거해서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on drawing.

본 발명의 실시 형태에 있어서의 기본원리의 기초는, 전자장치에 접속된 도체 라인이 안테나로서 작동한 결과, 노이즈 전류를 파생시키는 요인이 되고 있는 것에 착안한 것이다. 이 안테나 이론을 채용한 것은, 본 발명자들이 최초이며, 이것을 전개한 선행예는 존재하지 않는다. 이하, 문헌으로서, J, D, Kraus "Antennas" 다니무라 이사오(谷村功) 번역, 긴다이가가쿠샤(近代科學社), 「空中線」 1972년판(문헌 1), 상권 p49. 및 구로카와 가네유키(黑川兼行), 「마이크로파 회로입문」, 마루젠(주), 1963년판, p34(문헌 2)를 참조해서 설명한다.The basis of the basic principle in the embodiment of the present invention is that the conductor line connected to the electronic device acts as an antenna, resulting in deriving a noise current. The inventors of the present invention adopt the antenna theory for the first time, and there is no precedent example in which this is developed. Hereinafter, as literature, J, D, Kraus "Antennas", translation of Isao Tanmura, Kindai gakukusha, "Airway Line" 1972 edition (Document 1), Commercial Volume p49. And Kurokawa Kaneyuki, "Introduction to Microwave Circuits", Maruzen, 1963 edition, p34 (Document 2).

전자장치에 접속되어 있는 접지 라인, 전원 라인 등의 도체 라인에 중첩되는 노이즈 전류는, 이들 도체 라인이 안테나로서 작동한 결과, 공통 모드 전류가 주체가 된다. 그리고, 이러한 도체 라인 중 전원 라인 등의 2도체 라인에서는, 그 배선 형태는 균일하지 않고 방향을 바꿔서 끌려 다닌 결과, 상기 도체 라인의 전송로에 불연속점을 발생하고, 공통 모드 전류의 일부는 정상 모드 전류로 변환된다.The noise current superimposed on conductor lines such as ground lines and power supply lines connected to the electronic device is mainly caused by the common mode current as a result of these conductor lines operating as antennas. In a two-conductor line, such as a power supply line, among these conductor lines, the wiring form is not uniform, and as a result of being dragged in a different direction, a discontinuity point is generated in a transmission path of the conductor line, and part of the common mode current is a normal mode. Converted to current.

그러므로, 각종 도체 라인에 중첩되는 양 모드의 노이즈 전류에 의한 장애를 제거, 경감하는 데에 유효한 노이즈 감쇠기에 대해서 제안한다.Therefore, the present invention proposes a noise attenuator effective for eliminating and reducing obstacles caused by noise currents in both modes superimposed on various conductor lines.

전자장치에 접속된 도체 라인이 안테나로서 작동한 결과, 노이즈 전류를 파생시키는 요인이 되고 있다고 했을 경우, 그 등가 회로는 도 7과 같이 나타난다 (문헌 1). 이 경우는 도체 라인으로서 접지 라인을 예로 들고 있으며, 회로를 형성하는 도체 라인의 일부가 도선(導線)이 아니라 대지(大地)로 되어 있다.When the conductor line connected to the electronic device is operated as an antenna, as a result of which the noise current is derived, the equivalent circuit appears as shown in Fig. 7 (document 1). In this case, a ground line is taken as an example of a conductor line, and a part of the conductor line which forms a circuit is made into earth rather than a conductor line.

도 7에 있어서, 안테나로서 작동하는 도체 라인(4)의 내부 임피던스를 Z_a = R_r＋jX_a로 하고, 또한 도체 라인(4)에 접속되어 있는 피(被)노이즈 장애 전자장치의 노이즈 장애 부하 임피던스를 Z_L = R_L＋jX_L로 한다. 여기서 말하는 노이즈 장애 부하라는 것은, 전자장치가 노이즈 전류에 의해 장애를 야기하고 있을 경우의 가상 부하이며, 그것을 명확히 관찰, 측량은 할 수는 없지만, 일반적으로 기기 케이스 내의 전자회로와 전력 라인 간의 부유 용량 및 저항이 고려된다. 그 경우, 노이즈 장애에 소비되는 에너지는 하나의 저항으로 치환될 수 있기 때문에, 이하 이것을 간단히 장애 부하라고 부르기로 하고, R_L을 노이즈 장애를 발생시키고 있는 전력 소비의 저항분으로 한다.In Fig. 7, the noise impedance load of a noise-noise electronic device connected to the conductor line 4 with the internal impedance of the conductor line 4 acting as an antenna Z _a = R _r + jX _a . Let impedance be Z _L = R _L + jX _L. The noise disturbance load referred to herein is a virtual load when an electronic device is causing a disturbance by noise current, and it cannot be clearly observed and measured, but in general, stray capacitance between an electronic circuit and an electric power line in an equipment case And resistance is considered. In this case, since the energy consumed for the noise disturbance can be replaced by a single resistor, this will be simply referred to as a fault load, and R _L is the resistance of the power consumption that causes the noise disturbance.

이제, 도 7에 나타내는 등가 회로에 있어서, 도체 라인(4)의 전자장치 장애 부하 직전의 입력단(T1, T2)에 있어서의 노이즈 전압을 V_n, 노이즈 전류를 I_n으로 하고, 이들의 다음의 변환량인,Now, in the equivalent circuit shown in FIG. 7, the noise voltage at the input terminals T1 and T2 immediately before the electronic device fault load of the conductor line 4 is set to V _n , the noise current is set to I _n , and the next Conversion amount,

이 되는 양을 부여했을 때(문헌 2), 안테나로서 작동하는 도체 라인(4)으로의 입력 전압을 E_n으로 하면, 도 7로부터When the quantity to be given is given (document 2), the input voltage to the conductor line 4 acting as an antenna is E _n .

이므로,Because of,

가 얻어진다. 식 (4)로 표시되는 값이 노이즈 문제를 발생시키는 최대 노이즈 전력값을 나타내는 것이 된다.Is obtained. The value represented by the formula (4) represents the maximum noise power value causing the noise problem.

식 (4)에 나타내는 값은, 전술한 바와 같이 전자장치에 접속된 전원 라인, 접지 라인 등의 도체 라인이 안테나로서 기능했을 경우에 장애 부하에 공급할 수 있는 최대 노이즈 전력값(가환 전력값)을 나타내고 있다. 바꿔 말하면, 식 (4)에 나타내는 값은, 상기 도체 라인이 안테나로서 전자기 환경으로부터 수신할 수 있는 최대 노이즈 전력이고, 전자장치에 노이즈 장애를 부여할 수 있는 노이즈 전력의 최댓값이며,The value shown in equation (4) is the maximum noise power value (substitutive power value) that can be supplied to the fault load when a conductor line such as a power supply line or a ground line connected to an electronic device functions as an antenna as described above. It is shown. In other words, the value shown in equation (4) is the maximum noise power that the conductor line can receive from the electromagnetic environment as an antenna, and the maximum value of noise power that can impart noise disturbances to the electronic device.

R_r = R_L, X_a = -X_L이 성립하고 있을 경우의 장애 저항 R_L에 공급되는 노이즈 전력이다.Noise power supplied to the fault resistance R _L when R _r = R _L and X _a = -X _L.

그리고, R_r = R_L, X_a = -X_L의 정합 조건 하에서는,And under matching conditions of R _r = R _L , X _a = -X _L ,

E_n-Z_aI_n = Z_LI_n ∴E_n = (Z_a＋Z_L)I_n, Z_L = Z_a ^＊이기 때문에, 식 (2)는,E _n -Z _a I _n = Z _L I _n ∴E _n = (Z _a + Z _L ) I _n , Z _L = Z _a ^＊ Since equation (2) is

이 되고, |b_n|²는 안테나로서 작동하는 도체 라인(4)과 장애 부하가 전술한 정합 조건을 만족하고 있지 않기 때문에 안테나로서의 도체 라인(4)에 수신되지 않는 노이즈 전력으로 해석되어, 전술한 정합 조건 하에서는, 그 전력이 0인 것을 나타내고 있다. 즉, 수신 노이즈 전력의 전부가 전자장치의 장애 저항 R_L에 의해 전력 소비되는 것을 나타내고 있다., _N | ² is interpreted as noise power that is not received by the conductor line 4 as an antenna because the conductor line 4 acting as an antenna and the obstacle load do not satisfy the above-described matching conditions, and under the above-described matching conditions, the power Indicates that this is 0. That is, it shows that all of the received noise power is consumed by the fault resistance R _L of the electronic device.

이제, 식 (1), (2)를 이용하여, (|a_n|²-|b_n|²)을 구해 보면,Now, using equations (1) and (2) to find (| a _n | ^2- | b _n | ² ),

이 되고, W_nL은 보통 상태(부정합 상태)에 있어서의 장애 부하 저항이 소비하는 소비 전력을 나타내고 있다.W _nL represents power consumption consumed by the fault load resistance in the normal state (mismatch state).

노이즈 전력에 의한 장애를 경감한다는 것은, 식 (6)의 우변 W_nL을 저감하는 것을 의미하고, 회로에 인덕터의 삽입에 의해 W_nL의 저감이 도모되는 것을 나타내고 있다.It should reduce the failure caused by the noise power, and means for reducing the right side W _nL of formula (6), shows that the circuit in which the reduction of the W _nL achieved by the insertion of the inductor.

종래, 전원 라인의 노이즈 필터로서 이용되고 있는 4단자형 필터에서는, 인덕터가 공통 모드 노이즈 전류에만 유효해지도록 구성되어 있다(특허문헌 1 참조).이는, 식 (6)의 분모의 (X_a＋X_L)의 항에 X_f = ω_nL이 되는 주파수에 대한 증가 특성을 갖는 리액턴스분(인덕터)을 더하는 것과 동일한 기능이다. 여기서, ω_n은 노이즈 전류의 각주파수, L은 인덕터의 인덕턴스이다.Conventionally, in a four-terminal filter used as a noise filter of a power supply line, an inductor is configured to be effective only for a common mode noise current (see Patent Document 1). This is the denominator of equation (6) (X _a + X). in terms of the _L) is the same function as that adds reactance minutes (inductor) having an increment of the frequency at which the X _f = ω _n L. Where ω _n is the angular frequency of the noise current and L is the inductance of the inductor.

즉, 식 (6)에 있어서의 (X_a＋X_L)²이 (X_a＋X_L＋X_f)²이 되고,That is, (X _a + X _L ) ² in the formula (6) becomes (X _a + X _L + X _f ) ² ,

이 된다. W'_nL＜W_nL이 되기 위해서는, (X_a＋X_L＋X_f)²＞(X_a＋X_L)²일 필요가 있다. 따라서, (X_a＋X_L)이 용량성일 경우에는, X_f＞-2(X_a＋X_L)이 되는 X_f, 즉 인덕터를 채용 할 필요가 있다.Becomes In order to be W ' _nL <W _nL , it is necessary to be (X _a + X _L + X _f ) ² > (X _a + X _L ) ² . Therefore, when (X _a + X _L ) is capacitive, it is necessary to adopt X _f , that is, an inductor, which becomes X _f > -2 (X _a + X _L ).

만약, 도체 라인에 삽입되는 인덕터가 X_f＜-2(X_a＋X_L)이 되는 인덕터를 사용하면, W'_nL＞W_nL이 되어버리므로, 대책이 장애 부하 저항으로 소비하는 전력의 증가라는 역효과를 초래하는 문제를 안고 있게 된다.If an inductor inserted into a conductor line uses an inductor whose X _f <-2 (X _a + X _L ), W ' _nL > W _nL , the countermeasure is to increase the power consumed by the fault load resistance. You have problems that are counterproductive.

한편, 식 (6), (7)에 있어서의 |b_n|²과 |b'_n|²은,On the other hand, | b _n | in Formulas (6) and (7) ² and | b ' _n | ² is,

이 되고, X_f→∞에 대하여For X _f → ∞

이 되고, |b'_n|²은 수신 전력의 대부분이 도체 라인(귀환 라인)을 통해서 전원 측에 귀환하는 역행 전력(inverse power)이 된다.And b | _n | ² is the inverse power in which most of the received power is returned to the power supply side through the conductor line (feedback line).

또한, (|b'_n|²-|b_n|²)을 구해 보면,Also, if you find (| b ' _n | ^2- | b _n | ² ),

이 되고, (X_a＋X_L)이 용량성일 때, X_f＞-2(X_a＋X_L)의 조건 하에서 |b'_n|²＞|b_n|²이 되기 때문에, 역행 전력의 증가에 의해, 장애 전력이 감소하는 것을 나타내고 있다.When (X _a + X _L ) is capacitive, under conditions of X _f > -2 (X _a + X _L ), | b ' _n | ² ＞ | b _n | ^Since it becomes ² , it shows that the disturbance power decreases by increasing power retrograde power.

또한, 식 (8)에 있어서 안테나 정합 조건인 R_r = R_L, X_a = -X_L로 두면, |b_n|²은 0이 되고, 도체 라인(4)이 안테나로서 기능할 경우의 최대 수신 노이즈 전력이 역행 전력, 또는 재복사(再輻射: re-radiated power) 전력이 되지 않고, 식 (5)의 결과와 일치한다.In formula (8), when R _r = R _L and X _a = -X _L , which are antenna matching conditions, | b _n | ² becomes 0, and the maximum received noise power when the conductor line 4 functions as an antenna does not become the back power or the re-radiated power power. Matches.

각종의 도체 라인(4)에 인덕터를 삽입하는 것에 의한 노이즈 장애 저감 대책은, 전술한 바와 같이 역효과가 될 우려도 있고, 또한 역행 전력의 증가를 초래할 뿐으로 전자기 환경 정화 작용도 파생하지 않는다.Countermeasures against noise disturbance by inserting inductors into the various conductor lines 4 may be adversely affected as described above, and also lead to an increase in retrograde power and do not induce electromagnetic environmental purification.

그래서, 여기서는 인덕터를 순저항(pure resistance)으로 치환했을 경우의 효과에 대해서 검토한다. 즉, ω_nL≫R이면, 인덕터를 순저항으로 치환했을 경우에 등가가 되고,Therefore, the effects of replacing the inductor with pure resistance will be discussed here. That is, if ω _n L''R, it becomes equivalent when the inductor is replaced with a forward resistance,

에 있어서 식 (7)과 비교하면, 저항 R의 존재에 의해 분명히 W"_nL＜W_nL이 되고, 장애 부하 저항 R_L에서의 소비 전력이 저감되고 있다. 이 경우의 역행 전력은,In comparison with Eq. (7), the presence of the resistor R clearly shows W " _nL < W _nL , and the power consumption at the fault load resistance R _L is reduced.

이 되고, R≫(X_a＋X_L) 및 (R_r-R_L)≒R이 되도록 병렬 저항 R의 값을 선택하면, |b'_n|²은 한없이 작아져, 역행 전력은 0에 근접한다.If the value of the parallel resistor R is selected so that R '' (X _a + X _L ) and (R _r -R _L ) ≒ R, then | b ' _n | ² becomes infinitely small, and the power backing approaches zero.

또한, 인덕터 X_f를 저항 R로 치환하여, X_f = R로 하여 (|b'_n|²- |b"_n|²)을 구하면,Substituting an inductor X _f with a resistor R and obtaining (| b ' _n | ^2- | b " _n | ² ) with X _f = R,

이 되고, R≫R_L, R_r 및 R≫｜X_a＋X_L|이면,If R''R _L , R _r and R '' | X _a + X _L |

이 되기 때문에, 노이즈 전력의 일부는 저항 R에 의해 소비되고, 역행 전력, 즉 재복사 전력은 인덕터 X_f보다도 저감되는 것을 나타내고 있다. 이 저감도는 식 (12)에 의존한다.As a result, part of the noise power is consumed by the resistor R, and the retrograde power, i.e., the re-radiation power is lower than that of the inductor X _f . This reduction depends on equation (12).

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에서는, 인덕터를 순저항으로 치환함으로써, 전자장치에 있어서의 노이즈 장애 전력 및 역행 전력을 저감할 수 있는 것을 검증했다. 그러나, 전원 라인에는, 소정의 전원 주파 등의 신호 전류가 용이하게 흐르는 것이 요구되고 있다. 특히 신호 라인에는, 소정의 주파의 신호 전류를 흐르게 하지 않으면 안 되기 때문에, 간단히 저항만을 도체 라인에 삽입할 수는 없다.As described above, in the embodiment of the present invention, it was verified that the noise disturbance power and the power backing power in the electronic device can be reduced by replacing the inductor with the forward resistance. However, it is required for the power supply line to easily flow a signal current such as a predetermined power supply frequency. In particular, since a signal current of a predetermined frequency must flow through the signal line, it is not possible to simply insert a resistor into the conductor line.

그래서, 본 발명의 실시 형태에서는, 도 1(a)에 나타내는 안테나로서 작동하는 도체 라인(4)인 전원 라인에 있어서 기본 주파수 전류(저주파 신호 전류)가 흐르기 쉽게, 고주파 노이즈 전류에는 전력 소비를 부여하여 흐르기 어렵게 하는 가장 간단한 회로소자의 구성을 기본 구성으로서 이용하고 있다. 즉, 본 발명의 실시 형태는 도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 인덕터(1)와 저항(2)을 병렬 접속하여, 이것을 가장 간단한 회로소자 구성으로 하고 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the fundamental frequency current (low frequency signal current) easily flows in the power supply line, which is the conductor line 4 operating as the antenna shown in Fig. 1A, and power consumption is applied to the high frequency noise current. The simplest circuit element that makes it difficult to flow is used as a basic configuration. That is, in the embodiment of the present invention, as shown in Fig. 1 (a), the inductor 1 and the resistor 2 are connected in parallel to form the simplest circuit element configuration.

도 1(a)에 나타낸 바와 같이 구성하면, 저주파 영역에 있는 전원 주파 전류(저주파 신호 전류)는 인덕터(1)측에 흐르고, 고주파 영역에 있는 노이즈 전류(고주파 노이즈 전류)는 저항(2)측에 흐르도록, 인덕터(1)의 인덕턴스 L, 저항(2)의 저항값 R을 정할 수 있다. 예를 들면, 인덕터(1)의 인덕턴스 L을 10mH, 저항(2)의 저항값 R을 50Ω으로 하면, 전원 주파수 50Hz의 전류(저주파 신호 전류)에 대해서는 인덕터(1)가 3Ω의 리액턴스이기 때문에, 50Ω≫3Ω이 되어, 전원 주파 전류의 대부분은 인덕터(1)측에 흐른다. 한편, 10KHz의 고주파 노이즈 전류는 인덕터(1)가 약 630Ω의 리액턴스를 나타내고, 이 고주파 노이즈 전류의 대부분이 저항(2)측에 흘러서 전력이 소비된다. 따라서, 10KHz 이상의 고주파 노이즈 전류에 대해서는, 인덕터(1)를 순저항으로 치환한 것과 등가가 된다고 할 수 있다.When configured as shown in Fig. 1A, the power frequency current (low frequency signal current) in the low frequency region flows to the inductor 1 side, and the noise current (high frequency noise current) in the high frequency region is the resistance 2 side. It is possible to determine the inductance L of the inductor 1 and the resistance value R of the resistor 2 so as to flow to. For example, if the inductance L of the inductor 1 is 10 mH and the resistance value R of the resistor 2 is 50 Ω, the inductor 1 is a reactance of 3 Ω for a current (low frequency signal current) having a power supply frequency of 50 Hz. 50 Ω >> 3 Ω, and most of the power supply frequency current flows to the inductor 1 side. On the other hand, in the high frequency noise current of 10 KHz, the inductor 1 exhibits a reactance of about 630?, And most of the high frequency noise current flows to the resistance 2 side, and power is consumed. Therefore, it can be said that the high frequency noise current of 10 KHz or more is equivalent to replacing the inductor 1 with a forward resistance.

본 발명의 실시 형태는, 도 1(a)에 나타내는 기본회로 구성을 2전원 라인에 삽입해서 노이즈 감쇠기를 실용화하고 있다.In the embodiment of the present invention, a noise attenuator is put into practical use by inserting the basic circuit configuration shown in Fig. 1A into two power supply lines.

전원 라인 등의 신호 라인과 같은 도체 라인(4)에 있어서의 신호 전송은, 소위 정상 모드에 의해 이루어지고 있다. 종래, 전원 라인에 이용되고 있는 노이즈 필터의 인덕터는, 고주파 응답성이 높은 코어재(core member)를 이용할 필요가 있지만, 그 코어재는 저전류값에서 자기 포화를 일으키기 쉬운 결점이 있다. 그래서, 종래의 노이즈 필터에서는, 자기 포화를 피하기 위해서 1개의 코어재에 2개의 동일 턴(same-turn) 권선을 설치하고, 왕복 전류에 의해 자속이 서로 무효화되도록 구성되어 있다. 따라서, 이 경우의 인덕터는, 공통 모드 노이즈 전류에 대해서만 유효해지고 있다.Signal transmission in the conductor line 4, such as a signal line, such as a power supply line, is performed by what is called a normal mode. Conventionally, the inductor of the noise filter used for the power supply line needs to use a core member having a high frequency response and high frequency response, but the core material has a drawback that tends to cause magnetic saturation at a low current value. Therefore, in the conventional noise filter, two same-turn windings are provided in one core material to avoid magnetic saturation, and the magnetic fluxes are mutually invalidated by the reciprocating current. Therefore, the inductor in this case becomes effective only for the common mode noise current.

안테나 공학의 바룬(balun) 회로에 있어서 기술되어 있는 사항이지만, 정상 모드에서 선상(線狀) 안테나에 급전(給電)하려고 해도, 안테나와의 접속부에서 발생하는 전송 선로의 불연속점에서 정상 모드 전류의 일부가 공통 모드로 변환되는 것은 잘 알려져 있는 사항이다. 따라서, 전원 라인(도체 라인(4))을 끌고 다니는 방법으로 직각으로 방향 변환하는 등의 불연속점에서 공통 모드 노이즈 전류의 일부가 정상 모드로 변환될 경우가 많기 때문에, 특허문헌 1에도 유효성이 없는 것은 아니다.Although it is described in the balun circuit of antenna engineering, even when trying to feed a linear antenna in the normal mode, the normal mode current is not changed at the discontinuity point of the transmission line generated at the connection with the antenna. It is well known that some are converted to common mode. Therefore, part of the common mode noise current is often converted to the normal mode at discontinuities such as the direction change at right angles by dragging the power supply line (conductor line 4), so that Patent Document 1 is not effective. It is not.

본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기는 공통, 정상의 양 모드의 노이즈 전류의 억제, 노이즈 전력 소비에 유효해지기 위해 구성되어 있다. 그러나 신호 라인 특히 전원 라인에 삽입할 경우, 문제가 되는 것은, 전술한 코어재의 자기 포화가 유효 전류값의 한계를 부여하는 점이다.The line noise attenuator according to the embodiment of the present invention is configured in order to be effective for suppressing noise current and noise power consumption in both common modes. However, when inserted into a signal line, especially a power supply line, a problem is that the above described magnetic saturation of the core material imposes a limit on the effective current value.

그래서, 본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기는, 1개의 코어재에 있어서의 권선수가 소망 신호 전류값에서 자기 포화하는 한계 턴수(limit turn number)로 억제되는 것으로 하고, 이 인덕터(1)에 저항(2)을 병렬로 조합한 소자를 단위소자로 하여, 전원 라인 등의 소망 전류를 견디는 노이즈 감쇠기의 실용화를 도모하고 있다. 또한, 자기 포화하는 한계 턴수는, 도체 라인에 흐르는 전류값에 의해 결정되는 것이며, 일의(一義)적으로 결정되는 것이 아니고, 상기 전류값에 따라서 조정을 실행하게 된다.Therefore, the line noise attenuator according to the embodiment of the present invention is assumed to be suppressed to a limit turn number at which the number of turns in one core material is self-saturated at a desired signal current value. By using a device in which the resistors 2 are combined in parallel as a unit device, a noise attenuator that can withstand a desired current such as a power supply line is used. The limit number of turns of self saturation is determined by the current value flowing through the conductor line, and is not uniquely determined. The adjustment is performed according to the current value.

본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기는 도 1(a)에 나타낸 바와 같이 인덕터(1)와 저항(2)을 병렬 접속해서 단위소자로 하고, 이들 단위소자를 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 직렬(종속) 접속하고 있다. 또한, 상기 인덕터(1)의 인덕턴스 L_i(L₁, L₂, L₃ … L_n)와 상기 저항(2)의 저항값 R_i(R₁, R₂ … R_n)의 비를 정량적으로 고정시키고 있다.As shown in Fig. 1 (a), the line noise attenuator according to the embodiment of the present invention connects the inductor 1 and the resistor 2 in parallel to form a unit element, and these unit elements are shown in Fig. 1 (b). Similarly, serial (dependent) connections are made. Further, the ratio of the inductance L _i (L ₁ , L ₂ , L ₃ ... L _n ) of the inductor 1 and the resistance value R _i (R ₁ , R ₂ .. R _n ) of the resistor ₂ is quantitatively determined. It is fixed.

도 1(b)에 있어서의 i번째의 단위소자의 임피던스를 Z_i로 하면,If the impedance of the i-th unit element in Fig. 1 (b) is Z _i ,

로 나타낼 수 있다. 여기서,. here,

이다.to be.

따라서, 전원 라인(도체 라인(4))에 직렬 접속한 2 이상의 단위소자에 의한 총 임피던스 Z는,Therefore, the total impedance Z by two or more unit elements connected in series to the power supply line (conductor line 4) is

이 된다. 여기서, Becomes here,

으로 하면,If you do,

이 되고, 임의의 노이즈 전류의 각주파수 ω에 대하여, R_i/ωL_i = x로 두면, 식 (19)는,If R _i / ω L _i = x for the angular frequency ω of an arbitrary noise current, Equation (19) becomes

이 된다.Becomes

이 경우, ω을 노이즈 감쇠기에 있어서의 소망 노이즈 하한 각주파수 ω_n으로 하여, R_i/ω_nL_i = x = 1 즉 R_i = ω_nL_i가 되도록 R_i와 L_i의 값을 설정하면, 식 (20)은,In this case, the ω in the desired noise, a lower limit angular frequency ω _n of the noise attenuator, R _i / ω _n L _i = x = 1 means that R _i = ω _n L _i, set the value of R _i and L _i such that Equation (20)

이 된다.Becomes

따라서, 상기 설정 하한 노이즈 각주파수보다 높은 노이즈 각주파로 ωL_i≫R_i가 되기 때문에, x→0이 되고,Therefore, since ωL _i ≫R _i at a noise angular frequency higher than the set lower limit angular frequency, x → 0,

가 된다.Becomes

여기서, 인덕터(1)의 인덕턴스 L_i(L₁, L₂ … L_n)와 저항(2)의 저항값 R_i(R₁, R₂ … R_n)의 비를 정량적으로 고정한다는 것은, ω을 노이즈 감쇠기에 있어서의 소망 노이즈 하한 각주파수 ω_n으로 하여, R_i/ω_nL_i = x = 1 즉 R_i = ω_nL_i가 되도록 R_i와 L_i의 값을 설정하는 것을 의미한다. 또한, R_i는 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 직렬 접속한 i번째의 단위소자에 있어서의 저항 2_i의 저항값를 의미하고, L_i는 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 직렬 접속한 i번째의 단위소자에 있어서의 인덕터 1_i의 인덕턴스를 의미한다.Here, quantitatively fixing the ratio between the inductance L _i (L ₁ , L ₂ ... L _n ) of the inductor ₁ and the resistance value R _i (R ₁ , R ₂ .. R _n ) of the resistor ₂ is ω. the means for setting the desired noise the lower limit value of the to the angular frequency _{_{_{ω n, R i / ω n}}} L i = x = 1 means that R _i = ω _n L _i is such that R _i and L _i of the noise attenuator . R _i means the resistance value of the resistor 2 _{i in} the i-th unit element connected in series as shown in Fig. 1 (b), and L _i is i connected in series as shown in Fig. 1 (b). The inductance of the inductor 1 _{i in} the second unit element.

여기서, 전원 라인용 노이즈 감쇠기를 실용화한 일례를 들기로 한다. 최대전류 10A까지 비포화의 인덕터(1)이며, 0.4mH의 인덕턴스를 갖는 페라이트 토로이달 코일을 인덕터(1)로서 사용했다고 한다. 유효 하한 노이즈 주파수를 10kHz로 하면, R_i = 25Ω이다. 이 단위소자를 2개의 전원 라인에 3개씩 사용하기로 하면, ΣR_i = 150Ω이 된다. 또한, 유효 하한 노이즈 주파수를 50kHz로 할 경우에는, R_i = 125Ω으로 하고, 총 저항값은 750Ω이 된다.Here, an example in which the power attenuator for power lines is used will be given. It is assumed that a ferrite toroidal coil having a saturation inductor 1 up to a maximum current of 10 A and having an inductance of 0.4 mH is used as the inductor 1. If the effective lower limit noise frequency is 10 kHz, R _i = 25 Ω. When three unit devices are used for two power lines, ΣR _i = 150 Ω. In addition, when the effective lower limit noise frequency is 50 kHz, R _i = 125 Ω and the total resistance value is 750 Ω.

또한, 본 발명의 실시 형태에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 역행 전력도 소비하기 위해서, 도 1(b)에 나타내는 회로소자를 2도체 라인(4, 4)에 균형적으로 접속하고 있다. 3은 신호 전원, 5는 부하이다. 또한, 도 2에서는, 도체 라인을 2선식으로 했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 3선식이어도 좋다.In addition, in the embodiment of the present invention, as shown in Fig. 2, the circuit elements shown in Fig. 1 (b) are connected to the two conductor lines 4 and 4 in a balanced manner in order to consume power. 3 is signal power and 5 is load. In addition, although the conductor line was made 2-wire in FIG. 2, it is not limited to this and 3-wire may be sufficient.

본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기는, 선상 안테나로서 작동하고 있는, 예를 들면 전원 라인 등의 도체 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 순저항에 의해 전력 소비로 이끌어, 도체 라인에 접속된 전자장치의 노이즈 장애를 제거하는 것이다. 이 경우, 상기 전자장치에 있어서의 노이즈 장애를 제거하면 좋으므로, 인덕터(1)에 병렬하는 저항(2)의 저항값을 필요 이상으로 크게 해서는 안 된다. 본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기의 또 하나의 목적 기능은, 노이즈 전류를 저항에 의해 소비하고, 선상 안테나로서 작동하는 도체 라인으로부터의 재복사 전력을 가능한 한 저감함으로써, 노이즈 전자기 환경을 정화하는 것에 있다.The line noise attenuator according to the embodiment of the present invention is an electronic device connected to a conductor line by drawing a noise current superimposed on a conductor line, such as a power supply line, for example, a power line, leading to power consumption by pure resistance. Is to remove the noise disturbance. In this case, since the noise disturbance in the electronic device may be removed, the resistance value of the resistor 2 parallel to the inductor 1 should not be made larger than necessary. Another objective function of the line noise attenuator according to the embodiment of the present invention is to clean up the noise electromagnetic environment by consuming the noise current by the resistance and reducing the re-radiated power from the conductor line operating as the linear antenna as much as possible. It is in doing it.

이를 위해서는, 도 6에 나타내는 선상 안테나로서 작동하는 도체 라인(4)의 임피던스 Z_a와 노이즈 전류부하로서의 부하의 임피던스 Z_L의 값을 알 필요가 있다. 이들의 값을 정확하게 알 필요는 없지만, 대강의 값을 앎으로써, 라인 노이즈 감쇠기의 정수(定數)를 결정할 수 있다. 그래서, 이하에 노이즈 장애를 받고 있는 전자장치에 있어서의 상기 Z_a와 Z_L의 값을 아는 수단에 대해서 검토한다.For this purpose, it is necessary to know the values of the impedance Z _a of the conductor line 4 operating as the linear antenna shown in FIG. 6 and the impedance Z _L of the load as the noise current load. Although it is not necessary to know these values correctly, the constant of a line noise attenuator can be determined by subtracting a rough value. Therefore, the means for knowing the values of Z _a and Z _L in the electronic device which is subjected to noise disturbances will be discussed below.

도 3 및 도 4는, 노이즈 감쇠기의 정수를 결정하기 위해서 어떤 대형의 전자장치에 접속한 접지 라인 상의 클램프형 전류계에 의한 실측 노이즈 전류의 스펙트럼의 예를 나타내고 있다. 도 3 및 도 4에는, 전자기 환경 중에 설치한 각종의 접지 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 실측한 샘플 데이터 A, B, C, D, E, F의 스펙트럼을 나타내고 있다. 도 3 및 도 4에서는, 그 가로축에 주파수(kHz)를, 세로축에 전류값(dBμA)을 나타내어 스펙트럼을 나타내고 있다. 도 3에서는, 주파수 10kHz∼100kHz에서의 샘플 데이터 A, B, C의 스펙트럼을 나타내고 있고, 도 4에서는, 주파수 0.1MHz∼1MHz에서의 샘플 데이터 D, E, F의 스펙트럼을 나타내고 있다. 도 3으로부터 명확한 바와 같이, 100kHz 이하의 노이즈 전류의 스펙트럼은 여러 가지 크기를 나타내고 있어, 실제로 노이즈 장애의 요인이 되고 있는 노이즈 전류의 주파수는 불분명하다. 그러나 노이즈 전류의 최대 전류 진폭에 주목하는 것이 상식적이라고 생각하여, 도 3 중, 30kHz의 노이즈 전류에 주목한다. 이 30kHz의 노이즈 전류를 본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기에 의해 전력 소비하고 또한 대상이 되는 전자장치의 노이즈 장애를 제거하기 위해서는, 선상 안테나로서 작동하는 도체 라인(4)의 임피던스 Z_a 및 노이즈 장애 부하의 임피던스 Z_L의 크기를 알 필요가 있다.3 and 4 show examples of the spectrum of the measured noise current by a clamp-type ammeter on a ground line connected to a large electronic device in order to determine the constant of the noise attenuator. 3 and 4 show spectrums of sample data A, B, C, D, E, and F, which measured noise currents superimposed on various ground lines provided in an electromagnetic environment. In FIG. 3 and FIG. 4, the spectrum is shown by the frequency (kHz) on the horizontal axis, and the current value (dB (mu) A) on the vertical axis. In FIG. 3, the spectrum of the sample data A, B, C in frequency 10kHz-100kHz is shown, and the spectrum of the sample data D, E, F in the frequency of 0.1MHz-1MHz is shown in FIG. As is clear from Fig. 3, the spectrum of the noise current of 100 kHz or less shows various magnitudes, and the frequency of the noise current which actually causes the noise disturbance is unclear. However, it is common sense to pay attention to the maximum current amplitude of the noise current, and in Fig. 3, attention is paid to the noise current of 30 kHz. In order to consume the 30 kHz noise current by the line noise attenuator according to the embodiment of the present invention and to eliminate noise disturbances of the target electronic device, the impedance Z _a of the conductor line 4 acting as a linear antenna and It is necessary to know the magnitude of the impedance Z _L of the noise disturbing load.

도체 라인(4)의 임피던스 Z_a 및 노이즈 장애 부하의 임피던스 Z_L의 크기를 알기 위해서는, 2개의 인덕터를 사용한 측정을 실행한다. 이제, 2개의 인덕터의 인덕턴스를 각각 L₁, L₂로 하고, 그 인덕턴스 값을 기지(旣知)의 것으로 하면, 주목하는 노이즈 주파 전류의 각주파수에 있어서의 리액턴스 값 X₁, X₂은 기지의 것이다.In order to know the magnitude of the impedance Z _a of the conductor line 4 and the impedance Z _L of the noise disturbing load, the measurement using two inductors is performed. Now, if the inductances of the two inductors are L ₁ and L ₂ , and the inductance values are known, the reactance values X ₁ and X ₂ at each frequency of the noise frequency current to be noted are known. Will.

도체 라인(4)에 2개의 인덕터를 삽입하기 전에 측정한 노이즈 전류의 전류값을 I₀으로 하고, 1개의 인덕터를 도체 라인에 삽입했을 때의 전류값을 I₁, 또한 또 하나의 인덕터를 도체 라인에 삽입했을 때의 전류값을 I₂로 하면, 다음 식 (22), (23), (24)가 성립한다.The current value of the noise current measured before inserting two inductors into the conductor line 4 is set to I ₀ , and the current value when one inductor is inserted into the conductor line is I ₁ and another inductor is connected to the conductor. If the current value at the time of insertion into the line is I ₂ , the following equations (22), (23) and (24) hold.

여기서, Z_a = R_r＋jX_a, Z_L = R_L＋jX_L이다.Here, Z _a = R _r + jX _a and Z _L = R _L + jX _L.

이것을 풀면,If you solve this,

여기서,

및

here,

And

이다.to be.

이 예에서는, 30kHz의 노이즈 전류에 주목하고 있기 때문에, 그 파장은 10km이며, 도체 라인(4)의 길이는 파장에 비해서 훨씬 짧고, 또한 지상으로부터의 높이도 짧다. 따라서, R_r의 저항값은 10Ω 이하로 생각되지만, 수십 kHz의 노이즈 전류가 수 mA나 흐르고 있을 경우, 식 (25)가 나타내는 값이 어떻게 될지가 문제가 된다. 왜냐하면, 이 도체 라인(4)에 중첩되고 있는 노이즈 전류가 안테나 방사 저항에 의존하는 것이라고는 생각되지 않고, 근방 노이즈 자계에 의한 것이라고 생각되기 때문이다. 만약 그렇다고 하면, R_r는 발진기의 내부저항으로서 취급하면 좋다.In this example, attention is paid to a noise current of 30 kHz, so that the wavelength is 10 km, the length of the conductor line 4 is much shorter than the wavelength, and the height from the ground is also short. Therefore, although the resistance value of R _r is considered to be 10 mA or less, when a noise current of several tens of kHz flows several mA, it becomes a problem what happens to the value shown by Formula (25). This is because the noise current superimposed on the conductor line 4 is not considered to depend on the antenna radiation resistance, but is considered to be due to a nearby noise magnetic field. If so, R _r can be treated as the internal resistance of the oscillator.

도 5(a), (b)는, 본 발명의 실시 형태에 의한 노이즈 감쇠기를 적용한 특성 H와, 노이즈 감쇠기를 적용하지 않는 비교예의 특성 G를 나타내고 있다. 도 5(a), (b)로부터 명확한 바와 같이, 비교예의 특성 G에서는, 30kHz, 50kHz, 70kHz, 90kHz, 100kHz∼200kHz 등에서 노이즈가 돌출하고 있지만, 본 발명의 실시 형태에 의한 노이즈 감쇠기를 적용함으로써, 노이즈가 감쇠하고 있는 것을 알 수 있다. 이 실측 결과로부터, 본 발명의 실시 형태에 의한 노이즈 감쇠기는, 노이즈 환경을 정화할 수 있는 것이 명확하다.5 (a) and 5 (b) show the characteristic H to which the noise attenuator according to the embodiment of the present invention is applied and the characteristic G of the comparative example to which the noise attenuator is not applied. As apparent from Figs. 5A and 5B, in the characteristic G of the comparative example, noise protrudes at 30 kHz, 50 kHz, 70 kHz, 90 kHz, 100 kHz to 200 kHz, etc., but by applying the noise attenuator according to the embodiment of the present invention. The noise is attenuated. From this measurement result, it is clear that the noise attenuator according to the embodiment of the present invention can purify the noise environment.

또한, 본 발명의 실시 형태는 도 6에 나타낸 바와 같이, 인덕터(1)와 저항(2)의 단위소자의 전단(前段)에, 인덕터(6)와 커패시터(7)의 병렬 공진 회로를 배치함으로써, 노이즈 전류를 더욱 유효하게 억제하도록 해도 좋다.6, the parallel resonant circuit of the inductor 6 and the capacitor 7 is disposed in front of the unit elements of the inductor 1 and the resistor 2 as shown in FIG. The noise current may be further suppressed more effectively.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 신호 전원으로부터 부하에 신호 전력을 공급하는 도체 라인, 예를 들면 전원 라인에 흐르는 노이즈 전류를, 직렬 공진 현상을 일으키는 커패시터를 이용하지 않고, 게다가, 배선 형태가 균일하지 않은 전원 라인 등에 흐르는 노이즈 전류, 즉 공통 모드 및 정상 모드의 노이즈 전류를 저항으로 노이즈 장애를 억제할 때까지 전력 소비할 수 있고, 전원 또는 신호원으로부터 전자장치에 전력 또는 신호를 공급하기 위한 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 감쇠시킴으로써 전자기 환경을 정화할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the noise current flowing through the conductor line for supplying the signal power from the signal power supply to the load, for example, the power supply line, is not used without using a capacitor causing a series resonance phenomenon, and the wiring form is not uniform. It can consume power until the noise disturbance is suppressed by the resistance of the noise current flowing in the uninterrupted power line, i.e., the common mode and the normal mode, and to the line for supplying power or signal to the electronic device from the power source or The electromagnetic environment can be purified by attenuating overlapping noise currents.

구체적으로 설명하면, 특허문헌 1에 개시된 노이즈 필터는, 정상 모드의 노이즈 전류를 커패시터에 우회시켜서 교류 전원 측에 반사시키고 있기 때문에, 노이즈 전류가 도체를 타고 교류 전원 측에 흐를 때에 노이즈 전류가 도체로부터 주위에 재방사되어, 이것이 2차 장애를 일으키게 된다.Specifically, the noise filter disclosed in Patent Literature 1 bypasses the noise current in the normal mode to the capacitor and reflects it to the AC power supply. Therefore, when the noise current flows through the conductor to the AC power supply, the noise current flows from the conductor. Reradiated around, this causes secondary disturbances.

이에 반해서, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 인덕터를 순저항으로 치환한 효과에 대해서 검토한 바와 같이, 안테나로서의 도체 라인의 내부 임피던스를 Z_a = R_r＋jX_a로 하고, 상기 도체 라인에 접속되어 있는 피노이즈 장애 전자장치의 노이즈 장애 부하 임피던스를 Z_l = R_L＋jX_L로 했을 때, 상기 저항의 저항값 R을, R≫(X_a＋X_L) 및 (R_r-R_L)≒R의 관계로 설정하고 있다. 그 때문에, 인덕터에 병렬하는 저항으로 노이즈 전류가 열소비되어서, 역행 전력 즉 노이즈 전류가 도체를 흐를 때의 전력을 가급적으로 0에 가까워지게 할 수 있어, 전자기 환경을 정화할 수 있다. 이는 특허문헌 1과 같이 커패시터를 이용한 노이즈 필터는 달성할 수 없는 효과이다.In contrast, according to the embodiment of the present invention, as examined for the effect of replacing the inductor with a forward resistance, the internal impedance of the conductor line as the antenna is set to Z _a = R _r + _j X _a , and is connected to the conductor line. When the noise disturbance load impedance of _a pinned disturbance electronic device is set to Z _l = R _L + jX _L , the resistance values R of the resistors are R '' (X _a + X _L ) and (R _r -R _L ) LR. Set in relation. Therefore, the noise current is heat consumed by the resistor parallel to the inductor, so that the power when the back-up power, that is, the noise current flows through the conductor, can be as close to zero as possible, and the electromagnetic environment can be purified. This is an effect that a noise filter using a capacitor cannot achieve, as in Patent Document 1.

또한, 특허문헌 1에서는, 도체 라인에 인덕터를 삽입함으로써 노이즈 장애 저감의 대책을 실시하고 있다. 전원 라인 등의 신호 라인과 같은 도체 라인에 있어서의 신호 전송은, 소위 정상 모드에 의해 이루어지고 있다. 종래, 전원 라인에 이용되고 있는 노이즈 필터의 인덕터는, 고주파 응답성이 높은 코어재를 이용할 필요가 있지만, 그 코어재는 저전류값에서 자기 포화를 일으키기 쉬운 결점이 있다. 그래서, 종래의 노이즈 필터는, 자기 포화를 피하기 위해서 1개의 코어재에 2개의 동일 턴 권선을 설치하고, 왕복 전류에 의해 자속이 서로 무효화되도록 구성되어 있다. 따라서, 이 경우의 인덕터는, 공통 모드 노이즈 전류에 대해서만 유효해져서, 정상 모드에서의 대책이 되고 있지 않다.Moreover, in patent document 1, the countermeasure of noise interference reduction is implemented by inserting an inductor in a conductor line. Signal transmission in conductor lines, such as signal lines, such as a power supply line, is performed by what is called a normal mode. Conventionally, the inductor of the noise filter used for the power supply line needs to use a core material having high high frequency response, but the core material has a drawback that tends to cause magnetic saturation at a low current value. Therefore, in order to avoid magnetic saturation, the conventional noise filter is configured so that two identical turn windings are provided in one core material and the magnetic fluxes are mutually invalidated by the reciprocating current. Therefore, the inductor in this case becomes effective only for the common mode noise current, and is not a countermeasure in the normal mode.

그래서, 본 발명의 실시 형태에 의한 라인 노이즈 감쇠기는, 2 이상의 인덕터를 종속 접속하고, 상기 종속 접속한 각각의 인덕터에 저항을 각각 병렬 접속하고 있다. 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시 형태에서는 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 1개의 코어재에 있어서의 권선수가 소망 신호 전류값에서 자기 포화하는 한계 턴수에 억제되는 것으로 하고, 이 인덕터(1)에 저항(2)을 병렬로 조합한 소자를 단위소자로 하기로 하고, 이 단위소자를 종속 접속하고, 그 종속 접속한 개수의 인덕터의 인덕턴스 값을 합계한 값을 종합 인덕턴스 값으로 하고 있기 때문에, 전원 라인 등의 소망 전류로 자기 포화가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 특허문헌 2와 같은 자기 포화현상을 회피할 수 있어, 전원 라인에 저항을 삽입한 것에 의한 문제를 해결할 수 있는 것이다.Therefore, the line noise attenuator according to the embodiment of the present invention is cascade-connected two or more inductors, and a resistor is connected in parallel to each of the cascaded inductors. Specifically, in the embodiment of the present invention, as shown in Fig. 1B, the number of turns in one core material is suppressed by the limit number of turns of self saturation at the desired signal current value. Since a device in which resistance (2) is combined in parallel is used as a unit device, the unit devices are cascaded and the sum of the inductance values of the inductors of the cascaded number is used as the total inductance value. The occurrence of magnetic saturation can be suppressed by a desired current such as a power supply line. Therefore, the magnetic saturation phenomenon like patent document 2 can be avoided, and the problem by inserting a resistor into a power supply line can be solved.

2 이상의 인덕터를 종속 접속함으로써, 자기 포화를 회피할 수 있지만, 또한, 갭을 갖는 폐자기 경로(closed-magnetic path) 형성용 코어에 권선을 설치한 인덕터를 이용함으로써, 내자기(耐磁氣) 포화성을 향상할 수 있게 된다.Magnetic saturation can be avoided by cascading two or more inductors, but by using an inductor provided with a winding in the core for forming a closed-magnetic path having a gap, the magnetic induction Mars can be improved.

또한, 상기 인덕터의 인덕턴스와 상기 저항의 저항값의 비를 정량적으로 고정하여, 상기 인덕터와 상기 저항을 상기 도체 라인에 가질 때에, 종속 접속한 i번째의 인덕터의 인덕턴스를 L_i, 저항의 저항값을 R_i, 라인 노이즈 감쇠기에 있어서의 설정 노이즈 하한 각주파수를 ω_n으로 하여, R_i=ω_nL_i의 관계로 설정함으로써, 노이즈 전류를 인덕터에 흐르게 하지 않고 병렬 접속한 저항에 유도할 수 있어, 노이즈 전류를 저항으로 열소비할 수 있다.In addition, when the ratio between the inductance of the inductor and the resistance value of the resistor is fixed quantitatively, when the inductor and the resistor are provided in the conductor line, the inductance of the i-th inductor that is cascaded is set to L _i , the resistance value of the resistance. By setting R _i and the set noise lower limit angular frequency in the line noise attenuator to be ω _n , and setting it in a relation of R _i = ω _n L _i , it is possible to induce noise current into a resistor connected in parallel without flowing through an inductor. Therefore, the noise current can be heat consumed by the resistor.

또한, 안테나로서의 도체 라인의 내부 임피던스를 Z_a = R_r＋jX_a로 하고, 상기 도체 라인에 접속되어 있는 피노이즈 장애 전자장치의 노이즈 장애 부하 임피던스를 Z_l = R_L＋jX_L로 했을 때, 상기 저항의 저항값 R을, R≫R_r 및 R≫｜X_a＋X_L|의 관계로 설정함으로써, 역행 전력을 0에 가까워지게 할 수 있다.Further, when the internal impedance of the conductor line as the antenna is Z _a = R _r + jX _a , and the noise disturbance load impedance of the noise disturbance electronic device connected to the conductor line is Z _l = R _L + jX _L , the resistance value R of the resistor, and _r R»R R» | X _a + X _L |, by setting in relation to, can be close to the power back to zero.

또한, 도체 라인에 인덕터를 삽입하기 전에 측정한 노이즈 전류의 전류값을 I₀으로 하고, 1개의 인덕터를 도체 라인에 삽입했을 때의 전류값을 I₁, 또한 또 하나의 인덕터를 도체 라인에 삽입했을 때의 전류값을 I₂으로 하여,Also, the current value of the noise current measured before inserting the inductor into the conductor line is I ₀ , and the current value when one inductor is inserted into the conductor line is I ₁ and another inductor is inserted into the conductor line. to the current value when the I _2,

의 식에 근거해서 산출하고,Calculated on the basis of

의 식에 근거해서 산출함으로써, 도체 라인의 임피던스 및 노이즈 장애 부하의 임피던스의 크기를 알 수 있어, 다른 전자기 환경에 대해서도 일률적으로 대응할 수 있다.By calculating based on the equation, it is possible to know the magnitude of the impedance of the conductor line and the impedance of the noise disturbing load, and to cope uniformly with other electromagnetic environments.

또한, 상기 인덕터와 상기 저항의 세트를 2개의 도체 라인에 균형적으로 접속하고 있다. 이로써, 도체 라인 단위로, 선상 안테나로서 작동하고 있는, 예를 들면 전원 라인 등의 도체 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 순저항에 의해 전력 소비로 이끌어, 도체 라인에 접속된 전자장치의 노이즈 장애를 제거할 수 있다. 또한, 도체 라인 단위로, 노이즈 전류를 저항에 의해 소비하고, 선상 안테나로서 작동하는 도체 라인으로부터의 재복사 전력을 가능한 한 저감함으로써, 노이즈 전자기 환경을 정화할 수 있다.In addition, the inductor and the set of resistors are connected to two conductor lines in a balanced manner. This eliminates noise disturbances in the electronic devices connected to the conductor lines by guiding the noise current superimposed on the conductor lines, such as power supply lines, on a conductor line basis, for example, to power consumption by forward resistance. can do. In addition, the noise electromagnetic environment can be purified by consuming the noise current by the resistance in units of conductor lines and reducing the re-radiated power from the conductor lines operating as the linear antenna as much as possible.

본 발명에 의하면, 전원 또는 신호원으로부터 전자장치에 전력 또는 신호를 공급하기 위한 라인에 중첩되는 노이즈 전류를 감쇠시킴으로써 전자기 환경을 정화할 수 있어, 전자장치 등의 오작동을 개선할 수 있는 것이다.According to the present invention, the electromagnetic environment can be purified by attenuating noise currents superimposed on a line for supplying power or a signal to a electronic device from a power source or a signal source, thereby improving malfunction of the electronic device or the like.

1 인덕터
2 저항
4 도체 라인1 inductor
2 resistance
4 conductor lines

Claims

A line noise attenuator that cleans the electromagnetic environment by attenuating noise currents superimposed on a conductor line that supplies signal power to a load from a low frequency signal power source,
The conductor line operates as an antenna for transmitting and receiving high frequency noise current,
An inductor that allows the flow of low frequency signal power and a reactance value of the inductor at the angular frequency of the noise current are set to a resistance value at which the high frequency noise current cut off from the inductor flows, and the high frequency is used as the resistance value. Has a resistor that converts the noise current into heat,
And quantitatively fixing the ratio of the inductance of the inductor and the resistance value of the resistor, so that the inductor and the resistor are provided in the conductor line.

The method according to claim 1,
A line noise attenuator in which two or more inductors are cascaded and resistors are connected in parallel to each of the cascaded inductors.

The method according to claim 2,
Line noise attenuator using inductors with windings in cores for forming closed-magnetic paths with gaps.

The method according to claim 1,
The inductance of the i-th inductor connected cascaded to L _i , the resistance value of the resistor to R _i , and the set lower noise limit angular frequency of the line noise attenuator to be ω _n , with R _i = ω _n L _i . Line noise attenuator.

The method according to claim 1,
When the internal impedance of the conductor line as the antenna is Z _a = R _r + jX _a , and the noise disturbance load impedance of the noise disturbance electronic device connected to the conductor line is Z _l = R _L + jX _L ,
The resistance value R of the resistance,
A line noise attenuator characterized by the relationship of R '' (X _a + X _L ) and (R _r -R _L ) LR.

The method according to claim 1,
When the internal impedance of the conductor line as the antenna is Z _a = R _r + jX _a , and the noise disturbance load impedance of the noise disturbance electronic device connected to the conductor line is Z _l = R _L + jX _L ,
The resistance value R of the resistance,
Line noise attenuator set in relation to R''R _r and R '' | X _a + X _L |.

The method of claim 4,
The current value of the noise current measured before inserting the inductor into the conductor line is I ₀ , and the current value when one inductor is inserted into the conductor line is I ₁ and another inductor is inserted into the conductor line. to the current value when a I _2,

Calculated on the basis of

Calculated based on the equation (where Rr is treated as internal resistance of the transmitter),
here,

And

In-line noise attenuator.

The method according to claim 1,
And a line noise attenuator in a balanced connection between said inductor and said set of resistors on at least two conductor lines.