KR20160023897A

KR20160023897A - 출력 노이즈 저감 장치

Info

Publication number: KR20160023897A
Application number: KR1020167002266A
Authority: KR
Inventors: 도모카즈 다니미즈; 가즈시게 우에노; 가츠유키 모리타; 데루아키 유오카
Original assignee: 키타가와고우교가부시끼가이샤
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-03-03
Also published as: JP6298974B2; CN105453399B; KR101851081B1; CN105453399A; JP2015057806A; US20160148745A1; WO2015020077A1; US9704638B2; EP3018811B1; EP3018811A4; EP3018811A1

Abstract

버스 바(11)(출력 선로)는, 한쪽 단부를 스위칭 전원(5)(전자 기기)에 따른 출력단에 접속하는 접속 단자로 하고 다른쪽 단부를 출력 단자(VO)로 하여, 스위칭 전원(5)으로부터 출력되는 출력 전압을 외부로 취출한다. 페라이트 코어(17)(자성체 코어)는, 관통 구멍에 버스 바(11)가 관통한다. 버스 바(11)의 출력 단자(VO)로부터, 적어도, 페라이트 코어(17)의 버스 바(11)를 따른 출력 단자(VO)측의 일부까지는, 스위칭 전원(5)으로부터의 전자적 결합이 억제된다. 이에 의해, 페라이트 코어(17)에 버스 바(11)가 관통함으로써 구성되는 초크 코일(L1)의 출력 단자(VO)측의 일부와 스위칭 전원(5)의 전자적 결합이 억제되어, 노이즈가 출력 단자(VO)로 전파되는 것이 억제된다. 금속제 케이스에 수납된 전자 기기로부터의 노이즈가 전자적 결합에 의해 전파되어 버리는 것을 방지할 수 있는 출력 노이즈 저감 장치를 제공할 수 있다.

Description

출력 노이즈 저감 장치{OUTPUT NOISE REDUCING DEVICE}

본원에 개시되는 기술은, 출력 신호에 혼입되는 노이즈를 저감하는 출력 노이즈 저감 장치에 관한 것으로, 특히 출력 신호의 신호 경로에 삽입되는 인덕턴스 소자를 포함하는 노이즈 저감 장치에 관한 것이다.

종래부터, 스위칭 전원이나 그 외의 전자 기기로부터 출력되는 출력 전압이나 출력 신호에는, 전자 기기 등의 동작 주파수나 그 고조파 주파수의 노이즈가 혼입되는 경우가 있다. 이러한 노이즈는, 외부의 전자 기기에 대해 악영향을 미치는 경우가 있어 필요에 따라 저감하는 것이 필요하다. 스위칭 전원에서는, 파워 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 소정 전압값의 출력 전압을 출력하는 바, 파워 트랜지스터의 온/오프에 의한 전류 경로의 전환에 의해, 출력 정격에 따라서는 스위칭 주파수 및 그 고조파 주파수의 노이즈가 발생한다. 이 노이즈가 출력 전압에 중첩되어 외부의 전자 기기로 전파되는 것이 고려된다. 특히, 스위칭 전원이 자동차 내에 실장되는 경우, 스위칭 주파수에 따라서는, 스위칭 주파수 및 고조파 주파수의 노이즈가 오디오 신호 등에 중첩되어 시청에 악영향을 미치는, 이른바 라디오 노이즈가 발생해 버린다고 하는 문제가 있다. 이러한 노이즈를 저감하기 위해서, 출력 전압 등의 출력 경로에 초크 코일 등의 인덕턴스 소자를 구비하는 출력 노이즈 저감 장치가 삽입되어 있다(특허문헌 1 등).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2012-210002호 공보

전술한 스위칭 전원이나 그 외의 전자 기기는, 자동차 분야에서는, 진동, 먼지, 온도 등의 가혹한 주변 환경에 대해 신뢰성 등을 확보한다고 하는 관점에서, 베이스 플레이트나 전자 회로 기판으로 구획되거나, 혹은 알루미늄 등의 금속제의 케이스에 들어가 있는 경우가 있다. 실장 부품이 외부와는 격리되어 수납되어 있는 경우이다. 이 경우, 노이즈 저감용의 출력 노이즈 저감 장치에 대해서도 마찬가지로 신뢰성 등의 확보가 요청되기 때문에, 마찬가지로 금속제 케이스 내에 실장되는 것이 일반적이다.

그러나, 금속제 케이스 내에서는, 회로 소자나 배선에 발생하는 용량 결합이나 유도 결합 등의 전자적(電磁的) 결합이나 접지 전위로부터의 노이즈의 스니킹(sneaking) 등이, 반드시 충분히 억제되어 있는 것은 아니다. 특히, 주된 노이즈원인 스위칭 동작이 행해지는 파워 트랜지스터와 출력 단자는, 회로 구성상 근접해 있고 상호의 배치 위치도 근접해서 실장되는 경우가 있다. 이 때문에, 파워 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 발생한 노이즈가, 기생의 용량 성분이나 유도 성분 등에 의한 용량 결합이나 유도 결합 등의 전자적 결합이나, 접지 배선의 라우팅(routing)이나 상호의 배치 관계에 의존한 노이즈의 스니킹에 의해, 원래의 노이즈 저감 기능을 나타내는 출력 노이즈 저감 장치의 출력 경로를 통하지 않고 출력 단자에 도달해 버릴 우려가 있다. 출력 단자로의 출력 경로 상에 출력 노이즈 저감 장치를 구비하고 있어도, 이 출력 노이즈 저감 장치를 통하지 않고 출력 단자에 노이즈가 혼입되어 버려 충분한 노이즈 저감을 할 수 없다고 하는 문제가 있다.

본원에 개시되는 기술은, 상기한 과제를 감안하여 제안된 것으로, 금속제 케이스에 수납된 전자 기기로부터의 노이즈가, 전자적 결합이나 접지 전위로부터의 스니킹에 의해 원래의 신호 경로를 통하지 않고 전파되어 버리는 것을 방지하는 것이 가능한 출력 노이즈 저감 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원에 개시되는 기술에 따른 출력 노이즈 저감 장치는, 금속제 케이스에 수납된 전자 기기로부터 출력되는 출력 신호에 혼입되는 노이즈를 저감하는 장치이다. 출력 선로와 자성체 코어를 구비한다. 출력 선로는, 한쪽 단부를 전자 기기에 관한 출력단에 접속하는 접속 단자로 하고, 다른쪽 단부를 출력 단자로 하여, 전자 기기로부터 출력되는 출력 신호를 외부로 취출하는 선로이다. 자성체 코어는 관통 구멍을 가지며, 이 관통 구멍에 출력 선로가 관통한다. 출력 선로의 다른쪽 단부인 출력 단자로부터, 적어도, 자성체 코어의 출력 선로를 따른 출력 단자측의 일부까지는, 전자 기기로부터의 전자적 결합이 억제된다.

이에 의해, 적어도, 자성체 코어에 출력 선로가 관통함으로써 초크 코일로서 기능하는 인덕턴스 소자의 출력 단자측의 일부와 전자 기기의 전자적 결합이 억제된다. 여기서, 전자적 결합이란 용량 결합이나 유도 결합을 포함하는 공간을 통한 노이즈(전자 노이즈)의 전파이다. 이 때문에, 전자 기기의 동작에 기인하여 발생하는 노이즈는, 적어도, 인덕턴스 소자의 출력 단자측의 일부에는 혼입되지 않는다. 전자적 결합에 의한 전자 노이즈의 영향이 출력 단자로 전파되는 것이 억제되어 노이즈가 저감된 출력 신호가 출력된다.

또한, 제1 용량 소자와 제2 용량 소자를 구비하는 것으로 해도 좋다. 제1 용량 소자는, 제1 단자가 자성체 코어와 접속 단자 사이에 있는 출력 선로에 접속되고, 제2 단자에 접지 전위가 공급된다. 제2 용량 소자는, 제1 단자가 자성체 코어와 출력 단자 사이에 있는 출력 선로에 접속되고, 제2 단자에 접지 전위가 공급된다. 여기서, 접지 전위는, 금속제 케이스를 통해 공급되는 것으로 한다.

이에 의해, 출력 선로가 관통하는 자성체 코어에 의해 출력 신호의 경로에 직렬로 접속되는 인덕턴스 소자에 더하여, 인덕턴스 소자의 양단에, 제1, 제2 용량 소자가 접속되어, 이른바 π형 필터가 구성된다. π형 필터를 구성하는 제1, 제2 용량 소자에 공급되는 접지 전위는, 금속제 케이스를 통해 공급된다. 금속제 케이스는, 폭이 넓은 형상이기 때문에 임피던스가 충분히 저감되어 있고, 노이즈의 혼입이 억제된 안정된 접지 전위로 할 수 있다. 제1, 제2 용량 소자의 접지 전위로서 노이즈가 적은 안정된 접지 전위로 할 수 있다.

여기서, 출력 선로의 접속 단자가 금속제 케이스의 내부에 있어서 전자 기기의 출력단에 접속되고, 출력 선로의 출력 단자가 출력 선로가 관통하는 금속제 케이스의 개구를 통해 금속제 케이스보다 외측에 배치된 상태에서, 자성체 코어는, 적어도, 출력 단자측의 일부가, 금속제 케이스보다 외측에 위치하거나, 혹은 금속제 케이스의 개구 내에 위치하는 것으로 해도 좋다. 이에 의해, 출력 선로 및 자성체 코어에 의해 구성되는 인덕턴스 소자에 있어서, 금속제 케이스보다 바깥쪽측 혹은 금속제 케이스의 개구 내에서는, 금속제 케이스에 의해 전자 기기로부터의 전자적 결합이 억제된다. 또한, 금속제 케이스보다 안쪽측은, 전자적 결합에 의해 전자 노이즈가 중첩될 우려는 있으나, 전자 노이즈가 중첩된 위치보다 후단(後段)에 존재하는 인덕턴스 소자에 의해 노이즈는 저감된다. 새로운 부재·부품을 추가하지 않고, 금속제 케이스에 대한 자성체 코어의 부착 위치를 선택함으로써 전자 기기로부터의 전자적 결합의 영향을 저감하여 노이즈를 저감할 수 있다.

이 경우, 제1 용량 소자, 제2 용량 소자, 또는 제1 및 제2 용량 소자는, 적어도, 용량 성분을 갖는 본체 부분의 일부가, 금속제 케이스보다 외측에 위치하거나, 혹은 금속제 케이스의 개구 내에 위치하는 것으로 해도 좋다. 이에 의해, 인덕턴스 소자에 더하여, 제1, 제2 용량 소자 중 적어도 어느 한쪽에 있어서, 금속제 케이스보다 외측 혹은 금속제 케이스의 개구 내에 위치하는 부분에서, 금속제 케이스에 의해 전자 기기로부터의 전자적 결합이 억제되어 노이즈의 중첩은 저감된다. 새로운 부재·부품을 추가하지 않고, 금속제 케이스에 대한 제1, 제2 용량 소자의 부착 위치를 선택함으로써 전자 기기로부터의 전자적 결합의 영향을 저감하여 노이즈를 저감할 수 있다.

또한, 출력 단자로부터, 적어도, 자성체 코어의 출력 단자측의 일부까지는, 금속제 벽으로 둘러싸이는 것으로 해도 좋다. 이에 의해, 출력 단자로부터 출력 선로를 통해, 적어도, 자성체 코어의 일부까지가 금속제 벽으로 둘러싸이기 때문에, 출력 단자에 이르는 출력 선로 및 적어도, 출력 선로와 자성체 코어로 구성되는 인덕턴스 소자의 출력 단자측의 일부는, 전자적 결합이 억제된 영역에 배치할 수 있다. 전자적인 실드 효과를 나타내는 금속제 벽을 구비함으로써, 전자적 결합의 억제를 도모할 수 있고, 전자 기기로부터의 노이즈를 받을 우려가 있는 금속제 케이스 내에도 배치할 수 있다.

이 경우, 제1 용량 소자, 제2 용량 소자, 또는 제1 및 제2 용량 소자는, 적어도, 용량 성분을 갖는 본체 부분의 일부가, 금속제 벽으로 둘러싸이는 것으로 해도 좋다. 이에 의해, 인덕턴스 소자에 더하여, 제1, 제2 용량 소자 중 적어도 어느 한쪽의 용량 성분을 갖는 본체 부분의 일부는, 금속제 벽으로 둘러싸여 전자적 결합이 저감된 영역에 배치할 수 있다. 전자적인 실드 효과를 나타내는 금속제 벽을 구비함으로써, 전자적 결합의 억제를 도모할 수 있고, 전자 기기로부터의 노이즈를 받을 우려가 있는 금속제 케이스 내에도 배치할 수 있다.

또한, 출력 선로 및 자성체 코어, 또는 이들에 더하여 제1, 제2 용량 소자 중 적어도 어느 한쪽은, 출력 선로의 양단부인 접속 단자 및 출력 단자를 노출시켜, 외위기(外圍器; envelope)에 수납되어 있어도 좋다. 이에 의해, 노이즈 저감 장치로서 일체의 부품으로 하여 제공할 수 있다. 일체의 부품으로 하여 제공함으로써, 금속제 케이스나 이것에 수납되는 전자 기기의 구별을 불문하고, 범용적으로 출력 신호에 혼입되는 노이즈의 저감용으로서 실장할 수 있다.

이 경우, 외위기를 금속제 케이스에 고정할 때에 상기 금속제 케이스에 압착되는 금속제 대좌부(臺座部)를 구비하고 있고, 금속제 대좌부는, 제1, 제2 용량 소자의 제2 단자에 접속되어 있어도 좋다. 이에 의해, 제1, 제2 용량 소자의 제2 단자를, 접지 전위인 금속제 케이스에 접속할 수 있다.

본원에 개시되는 기술에 따른 출력 노이즈 저감 장치에 의하면, 적어도 자성체 코어의 출력 단자측의 일부와 전자 기기의 전자적 결합을 억제함으로써, 출력 신호에 혼입되는 전자 기기로부터의 노이즈를 저감할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 노이즈 저감 장치의 일례로서 초크 코일 모듈을 스위칭 전원에 접속한 경우의 회로도이다.
도 2는 제1 실시형태의 초크 코일 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태의 초크 코일 모듈을 조립한 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 제1 실시형태의 초크 코일 모듈의 몰드 후의 사시도이다.
도 5는 제1 실시형태의 초크 코일 모듈을 스위칭 전원에 조립한 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 노이즈 저감 장치의 일례로서 π형 필터 모듈을 스위칭 전원에 접속한 경우의 회로도이다.
도 7은 제2 실시형태의 π형 필터 모듈을 조립한 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 제2 실시형태의 π형 필터 모듈의 몰드 후의 사시도이다.

도 1은 본원에 따른 제1 실시형태의 회로도이다. 노이즈 저감 장치의 일례로서 초크 코일 모듈(1)이 스위칭 전원(5)의 후단에 접속되어 있는 경우를 도시한다. 스위칭 전원(5)은, 알루미늄 다이 캐스트제 등의 금속제 케이스(3)에 수납되어 있다. 도 1에서는, 초크 코일 모듈(1)에 관한 전기적인 작용 효과를 설명한다.

스위칭 전원(5)은, 예컨대 차량 탑재용의 전원이다. 하이브리드차 혹은 전기 자동차 등에 있어서의 구동계의 전원 전압(VIN)(예컨대, DC244V 등)을 공급하는 메인 배터리(도시하지 않음)로부터 전압값을 강압(降壓)하여 보조 기계 배터리(도시하지 않음)에의 전력 공급을 행하는 강압형의 스위칭 전원이다. 보조 기계 배터리는, 오디오 기기, 에어컨 기기, 조명 기기 등의 차내 전장(電裝) 기기에 전원 전압(예컨대, DC14V)을 공급한다.

스위칭 전원(5)은, 전원 전압(VIN)과 접지 전위(GND) 사이에 직렬로 접속되는 파워 트랜지스터(T)와 다이오드(D)의 접속점(X)으로부터 전력을 취출한다. 즉, 파워 트랜지스터(T)의 게이트 단자에 인가되는 스위칭 신호(SW)에 의해 소정의 스위칭 주파수(f)에서 파워 트랜지스터(T)의 온/오프 제어가 반복된다. 파워 트랜지스터(T)의 온 기간에는, 전원 전압(VIN)으로부터 코일(L0)에 전류 경로가 형성되고, 코일(L0)에 전자 에너지가 축적된다. 축적된 에너지는, 파워 트랜지스터(T)의 오프 기간에, 다이오드(D)로부터의 전류에 의해 출력 커패시터(C0)를 포함하는 출력측으로 방출된다. 스위칭 전원(5)에서는, 이들 동작이 소정의 스위칭 주파수(f)에서 반복해서 행해진다.

스위칭 전원(5)에서는, 부하 전류에 따른 전류가, 접속점(X)을 향해 파워 트랜지스터(T) 혹은 다이오드(D)를 통해 스위칭 주파수(f)에서 교대로 흐른다. 이에 의해, 전원 전압(VIN) 및 접지 전위(GND)에는, 스위칭 주파수(f)에서 전류가 단속적으로 흐른다. 또한, 접속점(X)의 전위는, 스위칭 주파수(f)에서 전원 전압(VIN)과 접지 전위(GND) 사이에서 교대로 전환된다.

접속점(X)은 코일(L0)에 접속되어 있다. 코일(L0)의 출력측 단자는, 타단자가 접지 전위(GND)에 접속된 출력 커패시터(C0)와 초크 코일 모듈(1)에 접속되어 있다. 여기서, 코일(L0) 및 출력 커패시터(C0)는, 접속점(X)의 전압을 평활하는 역할을 갖고 있다. 이에 의해, 코일(L0)과 출력 커패시터(C0)의 접속점인 원출력 단자(X1)에는, 접속점(X)에 있어서 교대로 반복되는 전원 전압(VIN)과 접지 전위(GND)의 전압 변동이 평활되어 리플 전압분의 전압 변동을 가지고 원출력 전압이 출력된다.

원출력 단자(X1)의 후단에는 초크 코일 모듈(1)이 접속되어 있다. 초크 코일 모듈(1)에 의해, 스위칭 주파수(f)나 그 고조파 주파수의 노이즈를 저감할 수 있다. 여기서, 스위칭 전원(5)에 있어서의 스위칭 주파수(f)는, 출력되는 전력 정격이나 각 구성 소자의 사양이나 정격 등에 따라 정해진다. 예컨대, 차량 탑재용의 스위칭 전원에서는 수 100 ㎑에서 동작하는 것이 고려된다. 이 때문에, 스위칭 주파수(f)나 그 고조파 주파수가, 차량 탑재 AM 라디오의 주파수 대역(500 ㎑~1700 ㎑ 전후)에 겹치는 경우가 있어, 이들 대역에서의 노이즈를 저감하기 위해서, 초크 코일 모듈(1)이 구비되어 있다.

초크 코일 모듈(1)은, 원출력 단자(X1)와 출력 단자(VO)를 연결하는 출력 전압 경로에 초크 코일(L1)이 설치된 구조를 갖고 있다. 또한, 초크 코일(L1)의 출력 단자(VO)측의 일부는, 금속제 케이스(3)보다 외측에 위치하도록 배치되어 있다.

스위칭 전원(5)의 스위칭 주파수(f)에서의 스위칭 동작은, 금속제 케이스(3) 내에 구비되는 각 회로의 각 부위에 대해 노이즈원으로서 영향을 주는 경우가 있다. 여기서, 노이즈란, 파워 트랜지스터(T)의 온/오프 제어에 따르는, 전원 전압(VIN) 및 접지 전위(GND)에서의 전류 변동, 및 접속점(X)에서의 전원 전압(VIN) 및 접지 전위(GND) 사이의 전압 변동 등에 기인하는 고조파 노이즈이다. 예컨대, 접속점(X)의 전압 변동에 따르는 고조파 노이즈는, 금속제 케이스(3) 내의 회로 요소 사이나 배선 사이 등에 개재하는 기생의 용량 성분에 의한 용량 결합에 따라 결합처의 회로 요소에 대해 예측하지 못한 고조파 노이즈를 초래할 우려가 있다. 또한, 전원 전압(VIN)이나 접지 전위(GND)의 전류 변동은, 금속제 케이스(3) 내에 배선되는 전원 전압(VIN)이나 접지 전위(GND)의 배선 경로에 개재하는 기생의 유도 성분에 의한 역기전력에 따라 전원 전압(VIN)이나 접지 전위(GND)에 예측하지 못한 전압 변동을 초래하고, 이 전압 변동에 따르는 고조파 노이즈를 초래할 우려가 있다. 이러한 용량 결합이나 유도 결합 등에 의한 전자적 결합에 따라, 결합처의 회로 요소에 대해 예측하지 못한 고조파 노이즈를 초래할 우려가 있다.

이러한 고조파 노이즈가 초크 코일 모듈(1)을 뛰어넘어 출력 단자(VO)로 전파되어 버림으로써 출력 전압에 노이즈가 중첩되고, 보조 기계 배터리를 통해 혹은 직접 다른 전장 기기에 대해 악영향을 미치는 노이즈가 되는 경우가 있다.

제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)은, 이러한 노이즈가 출력 단자(VO)로 전파되는 것을 억제할 수 있다. 초크 코일 모듈(1)을 구성하는 초크 코일(L1)에 대해서는 전자적 결합에 의한 노이즈의 영향이 고려된다. 그러나, 초크 코일(L1) 중 금속제 케이스(3)보다 외측에 있는 영역 및 금속제 케이스(3)의 개구(3A)(도 5 참조) 내에 있는 영역에서는, 금속제 케이스(3)가 전자적인 실드의 효과를 나타내기 때문에, 스위칭 전원(5)의 스위칭 동작에 의해 발생하는 노이즈가 전파되는 전자적 결합은 억제된다. 한편, 초크 코일(L1) 중 금속제 케이스(3)의 내부에 들어가 있는 영역에 대해서는, 스위칭 동작에 따르는 노이즈가 전자적 결합에 의해 전파될 우려가 있다. 그러나, 이 경우, 전파된 노이즈는 전파 위치보다 후단에 존재하는 초크 코일(L1)의 잔여 부분을 경유하여 출력 단자(VO)에 이르는 과정에서 저감된다. 이에 의해, 초크 코일 모듈(1)을 구성하는 초크 코일(L1)을 통해, 노이즈가 출력 단자(VO)로 전파되는 것이 저감된다.

제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)에 의하면, 초크 코일(L1) 중 출력 단자(VO)측의 일부와 스위칭 전원(5) 사이의 전자적 결합은 금속제 케이스(3)에 의해 억제되어 있다. 이에 의해, 전자적 결합에 의한 노이즈의 전파가 저감된다. 스위칭 전원(5)의 동작에 따라 발생하는 노이즈가 출력 단자(VO)로 전파되는 것이 저감되어, 출력 전압에 노이즈가 혼입되는 것을 저감할 수 있다.

다음으로, 초크 코일 모듈(1)의 모듈 구성인 형상·구조에 대해 설명한다. 도 2는 초크 코일 모듈(1)의 분해 사시도이다. 도 3은 초크 코일 모듈(1)의 각 부재를 조립한 상태이며 수지 몰드를 하기 전의 상태이다. 도 4는 수지 몰드된 초크 코일 모듈(1)의 사시도이다.

도 1에 도시된 원출력 단자(X1)로부터 출력 단자(VO)를 잇는 출력 전압 경로는, 버스 바(11), 출력 핀(13), 및 출력 핀(13)을 버스 바(11)에 연결하는 너트(15)로 구성된다.

버스 바(11)는 구리제의 평판 막대형의 형상을 갖고 있다. 표면은 주석 등의 도금이 실시되어 있다. 금속제 케이스(3)에 장착된 상태에서, 한쪽 단부에 해당하는 플랜지부(11a)로부터, 금속제 케이스(3)의 외측을 향해 연장되는 부분을 거쳐 대략 직각으로 상측을 향해 굴곡하여 다른쪽 단부에 해당하는 플랜지부(11b)에 이르는, L자형의 형상을 갖고 있다. 플랜지부(11a, 11b)는 모두, 폭이 확장된 직사각형 판 모양의 형상을 가지며, 중앙부가 개구되어 있다. 플랜지부(11a)에서는, 개구를 통해 버스 바(11)와 금속제 케이스(3) 내에 설치된 원출력 단자(X1)가 연결된다. 예컨대, 금속제 케이스(3)의 바닥면부에 설치된 클린칭 너트(도시하지 않음)에, 플랜지부(11a)의 개구를 통해 볼트를 나사 결합하는 등 하여 연결된다. 그 외에, 코킹 등에 의한 결합이나 용접 등의 방법에 의할 수도 있다. 플랜지부(11b)에서는, 개구를 통해 플랜지부(11b)를 사이에 끼워 출력 핀(13)과 너트(15)가 연결되어 출력 단자(VO)로 된다. 출력 핀(13)과 너트(15)의 연결은, 나사 결합, 코킹 등에 의한 결합, 용접 등의 방법을 이용할 수 있다. 또한, 플랜지부(11b)의 루트(root)측 양단부에는, 소직경의 개구가 형성되어 있다. 후술하는 기판(19)과 연결하기 위한 개구이다.

버스 바(11)에 삽입 관통되는 페라이트 코어(17)는, 외측면의 4개의 모서리가 모따기된 단면이 직사각형 형상인 기둥형이며, 기둥축을 포함하는 중앙부에 폭이 넓은 직사각형 형상의 개구가 있다. 이 개구는, 플랜지부(11a)를 통해 버스 바(11)에 삽입 관통될 수 있도록, 적어도 플랜지부(11a)의 폭을 갖는 폭이 넓은 개구이다. 또한, 기둥축에 평행하게 슬릿(17a)이 형성되어 있고, 페라이트 코어(17)에 있어서의 자기 저항을 조정하여 자기 포화의 발생을 방지하고 있다. 페라이트 코어(17)를 버스 바(11)에 삽입 관통시킴으로써, 초크 코일(L1)이 구성된다.

기판(19)은, 초크 코일 모듈(1)의 플랜지부(27b)(도 4, 참조)를 구성하기 위해서 구비되어 있다. 폭이 넓은 직사각형 형상의 한쪽의 긴 변측 중앙부는, 초크 코일 모듈(1)을 조립했을 때에 출력 핀(13) 및 너트(15)가 간섭하지 않기 위한 반원형의 노치부(19a)가 형성되어 있다. 또한, 다른쪽 긴 변 양측 모서리부는 비스듬히 모따기가 되어 있다. 노치부(19a)의 양단부에는, 중앙부가 개구된 원통형의 금속 부재(25)가 기판(19)을 관통하여 고정되어 있다. 노치부(19a) 근방에는, 버스 바(11)를 연결하기 위해서 버스 바(11)의 플랜지부(11b)에 개구되어 있는 소직경의 개구에 일치하는 위치에 개구가 형성되어 있다. 볼트, 나사 등(21)을 개구에 삽입 관통, 나사 결합 등 함으로써, 버스 바(11)와 기판(19)을 연결하기 위한 것이다. 나사 결합 외에, 코킹, 용접 등의 일반적인 고정 방법을 이용할 수 있다.

금속 부재(25)는 도시하지 않은 볼트 등을 통해 금속제 케이스(3)에 고정된다. 나사 결합, 코킹, 용접 등, 일반적인 고정 방법을 이용할 수 있다.

도 4는 조립된 초크 코일 모듈(1)(도 3)을 열경화성 수지로 몰드한 모듈(27)을 도시한다. 열경화성 수지는, 페라이트 코어(17)에 과도한 압력을 가하지 않기 위해서 사용된다. 페놀 수지나 에폭시 수지 등이 사용된다.

모듈(27)은 코어부(27a)와 플랜지부(27b)로 구성되어 있다. 코어부(27a)는, 버스 바(11)에 삽입 관통되어 있는 페라이트 코어(17)를 버스 바(11)와 함께 버스 바(11)의 배선 방향을 축으로 하여 원통형으로 몰드한 형상이다. 플랜지부(27b)는, 기판(19), 금속 부재(25), 및 기판(19)과 버스 바(11)의 접속부를, 금속 부재(25)의 축 방향 양단면을 노출시켜 코어부(27a)의 원통축에 직교하는 면을 직사각형 면 형상으로 하여 몰드된 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 초크 코일 모듈(1)은, 플랜지부(27b)의 코어부(27a)측의 단부면(내측 단부면)이 금속제 케이스(3)의 외측 단부면에 대향한 상태로 부착된다. 금속 부재(25)의 개구를 통해 금속제 케이스(3)에 나사·볼트 등(도시하지 않음)에 의해 나사 결합되어, 모듈(27)이 금속제 케이스(3)에 부착된다. 이에 의해, 플랜지부(27b)와 금속제 케이스(3)의 양단면이 밀착되어 부착되기 때문에, 초크 코일 모듈(1)을 금속제 케이스(3)에 확실하게 고정하여 부착할 수 있다. 한편, 부착은, 나사 결합 외에, 코킹이나 용접 등의 일반적인 고정 방법을 이용할 수 있다.

여기서, 페라이트 코어(17)는, 버스 바(11)의 플랜지부(11a)측의 단부로부터 중간 영역까지는 코어부(27a)에 있어서 몰드되어 있는 한편[도 5 중의 영역 (2)], 나머지 영역은 플랜지부(27b)에 있어서 몰드되어 있다[도 5 중의 영역 (1)]. 모듈(27)을 금속제 케이스(3)에 고정할 때, 플랜지부(27b)의 내측 단부면이 금속제 케이스(3)의 외측 단부면과 밀착되는 상태로 고정되기 때문에, 모듈(27) 내에 들어가 있는 페라이트 코어(17) 중 영역 (1)에 있는 부분 및 영역 (2) 중 금속제 케이스(3)의 개구(3A) 내에 있는 부분은, 금속제 케이스(3)가 개재되어 금속제 케이스(3)의 내부로부터의 전자적 결합은 억제된다. 이 때문에, 내부의 스위칭 전원(5)의 동작에 따르는 노이즈가 페라이트 코어(17)를 통해 출력 핀(13)[출력 단자(VO)]에 전해지는 일은 없다.

또한, 페라이트 코어(17)의 영역 (2) 중 금속제 케이스(3)의 개구(3A)보다 내측에 있는 부분에 대해서는, 전자적 결합의 영향을 받는 경우도 고려되며, 스위칭 전원(5)의 동작에 따르는 노이즈가 페라이트 코어(17)·버스 바(11)에 전해질 우려가 있다. 그러나, 노이즈 전파의 위치로부터 후단에 존재하는 페라이트 코어(17)의 영역 (2) 또한 페라이트 코어(17)의 영역 (1)에 의한 인덕턴스 성분이 초크 코일로서 기능하기 때문에, 노이즈는 저감되게 된다.

도 6은 본원에 따른 제2 실시형태의 회로도이다. 노이즈 저감 장치의 일례로서, 제1 실시형태에서의 초크 코일 모듈(1)을 대신하여 π형 필터 모듈(1-1)을 구비하는 경우에 대해 설명한다. π형 필터 모듈(1-1)은, 제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)의 구성에 더하여, 모듈 내에 커패시터(C0-1, C1-1)를 포함하는 구성이다. 제1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 제1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 이하에서의 설명을 생략한다.

제2 실시형태에서는, 출력 커패시터(C0)를 대신하여 커패시터(C0-1)가 구비된다. 커패시터(C0-1)는, 초크 코일(L1), 커패시터(C1-1)와 함께, π형 필터 모듈(1-1)을 구성한다. 여기서, 커패시터(C0-1)는, 스위칭 전원(5)에 있어서의 출력 커패시터를 겸할 수도 있다. 파워 트랜지스터(T)의 온 기간에 코일(L0)에 축적된 전자 에너지가, 파워 트랜지스터(T)의 오프 기간에 출력 커패시터로서 기능하는 커패시터(C0-1)를 포함하는 출력측으로 방출된다.

π형 필터 모듈(1-1)은, 초크 코일 모듈(1)을 대신하여 원출력 단자(X1)의 후단에 접속되어 있다. π형 필터 모듈(1-1)은, 원출력 단자(X1)와 출력 단자(VO)를 연결하는 출력 전압 경로에 설치되는 초크 코일(L1)에 더하여, 초크 코일(L1)의 각 단자와 접지 전위(GND) 사이에, 커패시터(C0-1, C1-1)가 구비되는 구성이다. 또한, 초크 코일(L1)의 출력 단자(VO)측의 일부가 금속제 케이스(3-1)의 외측 및 금속제 케이스(3-1)의 개구 내에 위치하는 것에 더하여, 커패시터(C0-1, C1-1)가, 금속제 케이스(3-1)보다 외측에 위치하도록 배치되어 있다.

제2 실시형태의 π형 필터 모듈(1-1)은, 제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)의 경우와 마찬가지로, 스위칭 전원(5)의 스위칭 동작에 기인하는 전압 변동에 따라 발생하는 고조파 노이즈가 출력 단자(VO)로 전파되는 것을 저감한다.

즉, π형 필터 모듈(1-1)을 구성하는 초크 코일(L1)의 일부는, 금속제 케이스(3-1)보다 외측 및 금속제 케이스(3-1)의 개구 내에 있고, 금속제 케이스(3-1)의 전자적인 실드 효과에 의해 전자적 결합은 억제된다. 그 결과, 이 부분으로의 전자적 결합에 의한 노이즈의 전파는 억제된다. 한편, 초크 코일(L1) 중 금속제 케이스(3-1)의 내부에 들어가 있는 영역에 대해서는, 전자적 결합에 의해 노이즈가 전파될 우려가 있다. 그러나, 이 경우, 전파된 노이즈는 π형 필터 모듈(1-1)에 의한 필터링 작용에 의해 출력 단자(VO)에 이르는 과정에서 저감된다.

이에 의해, π형 필터 모듈(1-1) 중 초크 코일(L1)을 통한 전자적 결합은 억제되고, 전자적 결합에 의한 노이즈의 전파는 저감된다.

또한, π형 필터 모듈(1-1)을 구성하는 커패시터(C0-1, C1-1)에 대해서도, 전자적 결합에 의한 노이즈의 전파는 억제된다. 커패시터(C0-1, C1-1)가 금속제 케이스(3-1)보다 외측에 있어 금속제 케이스(3-1)의 전자적인 실드 효과에 의해 전자적 결합이 억제되기 때문이다. 또한, 접지 전위(GND)를 통한 전압 변동의 스니킹도 억제된다. 커패시터(C0-1, C1-1)에 공급되는 접지 전위(GND)는, 금속 부재(25)를 통해 금속제 케이스(3-1)로부터 공급되고 있다. 금속제 케이스(3-1)는 폭이 넓은 판 모양의 형상을 갖고 있으므로 임피던스는 충분히 낮기 때문이다. 저임피던스이기 때문에 공급되는 접지 전위(GND)에 전압 변동이 혼입되는 것이 억제되어, 노이즈가 억제된 안정된 접지 전위(GND)를 유지할 수 있다.

이에 의해, π형 필터 모듈(1-1) 중 커패시터(C0-1, C1-1)를 통한 전자적 결합은 억제되고, 또한 접지 전위(GND)를 통한 전압 변동의 스니킹은 억제된다. 전자적 결합이나 접지 전위를 통한 전압 변동의 스니킹에 의한 출력 단자(VO)로의 노이즈의 전파는 억제된다.

π형 필터 모듈(1-1)을 구성하는 초크 코일(L1) 및 커패시터(C0-1, C1-1)를 통한 노이즈의 전파가 억제되기 때문에, 스위칭 전원(5)의 동작에 따라 발생하는 노이즈가 출력 단자(VO)로 전파되는 것이 억제되어, 출력 전압에 노이즈가 혼입되는 것을 억제할 수 있다.

다음으로, π형 필터 모듈(1-1)의 모듈 구성인 형상·구조에 대해 설명한다. 도 7은 π형 필터 모듈(1-1)의 각 부재를 조립한 상태이며 수지에 의한 몰드를 행하기 전의 상태이다. 도 8은 수지 몰드된 π형 필터 모듈(1-1)의 사시도이다. 제1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 제1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 이하에서의 설명을 생략한다.

기판(19)에는, 각 금속 부재(25)에 인접하는 영역에, 칩 커패시터(31)가 실장되어 있다. 칩 커패시터(31)는, 기판(19) 상에 형성된 도시하지 않은 배선 패턴을 통해 각 단자가 전기적으로 접속된다. 한쪽측(도 7에 있어서 오른쪽측)에 배치되어 있는 칩 커패시터(31)의 일군(一群)은, 일부의 칩 커패시터(31)가 부분적으로 직렬 접속되고, 직렬 접속된 것끼리가 또한 병렬로 접속되어 있으며, 병렬 접속된 한쪽 단자는, 볼트, 나사 등(21)을 통해 출력 핀(13)에 접속되고, 병렬 접속된 다른쪽 단자는, 한쪽측(도 7에 있어서 오른쪽측)에 배치되어 있는 금속 부재(25)에 접속되어 있다. 여기서, 출력 핀(13)은 출력 단자(VO)로 되고 금속 부재(25)에는 접지 전위(GND)가 공급되고 있다. 한쪽측(도 7에 있어서 오른쪽측)에 배치되어 있는 커패시터(31)의 일군으로, 커패시터(C1-1)를 구성한다. 마찬가지로, 다른쪽측(도 7에 있어서 왼쪽측)에 배치되어 있는 칩 커패시터(31)의 일군은, 일부의 칩 커패시터(31)가 부분적으로 직렬 접속되고, 직렬 접속된 것끼리가 또한 병렬로 접속되어 있으며, 병렬 접속된 한쪽 단자는, 버스 바(11)의 플랜지부(11a)에 접속되고(후술), 병렬 접속된 다른쪽 단자는, 다른쪽측(도 7에 있어서 왼쪽측)에 배치되어 있는 금속 부재(25)에 접속되어 있다. 여기서, 플랜지부(11a)는 원출력 단자(X1)에 접속되고 금속 부재(25)에는 접지 전위(GND)가 공급되고 있다. 다른쪽측(도 7에 있어서 왼쪽측)에 배치되어 있는 커패시터(31)의 일군으로, 커패시터(C0-1)를 구성한다.

한편, 금속 부재(25)에 접지 전위(GND)를 공급하기 위해서, 모듈이 금속제 케이스(3-1)에 부착될 때에는, 금속 부재(25)는 금속제 케이스(3)에 압접되는 것이 바람직하다. 부착은, 나사 결합 외에, 코킹이나 용접 등의 일반적인 고정 방법을 이용할 수 있다.

다른쪽측(도 7에 있어서 왼쪽측)에 배치되어 있는 칩 커패시터(31)군에 대해서는, 병렬 접속된 한쪽 단자를 버스 바(11)의 플랜지부(11a)에 접속하기 위해서, 양단에 압착 단자(35)를 압착한 리드선(33)이 구비되어 있다. 한쪽 압착 단자(35)는, 기판(19) 상에 형성되어 한쪽 단자에 접속된다. 다른쪽 압착 단자(35)는, 플랜지부(11a)와 함께 원출력 단자(X1)와 연결된다. 압착 단자(35)의 접속, 연결은, 나사(37) 등에 의한 나사 결합 외에, 코킹 등에 의한 결합이나 용접 등, 전기적으로 접속할 수 있는 방법을 이용할 수 있다.

또한, 리드선(33)은, 임피던스가 충분히 낮게 흐르는 동작 전류에 따라 불필요한 전압 변동이 발생하는 일이 없는 전류 용량이 확보되는 것이면 적용 가능하다. 이 경우, 일부를 수지 몰드에 의해 고정 보호하고, 노출 부분에는 피복선을 이용하는 등 하여, 다른 곳과의 접촉, 단락 등이 없는 구성으로 하는 것은 물론이다.

여기서, 기판(19)은 플랜지부(27b) 내에 몰드되기 때문에, 커패시터(C0-1, C1-1)를 구성하는 칩 커패시터(31)도 플랜지부(27b) 내에 몰드되게 된다. π형 필터 모듈(1-1)을 실장하는 경우, 플랜지부(27b)의 내측 단부면이 금속제 케이스(3-1)의 외측 단부면과 밀착되는 상태로 고정된다. 이에 의해, 페라이트 코어(17) 중 금속제 케이스(3-1)보다 외측에 있는 부분 및 금속제 케이스(3-1)의 개구 내에 있는 부분과 마찬가지로, 커패시터(C0-1, C1-1)는, 금속제 케이스(3-1)가 개재되어 금속제 케이스(3-1)의 내부로부터의 전자적 결합이 억제된다. 그 결과, 페라이트 코어(17)를 통한 전자적 결합이 억제되는 것과 마찬가지로, 커패시터(C0-1, C1-1)를 통한 전자적 결합에 의해 출력 핀(13)[출력 단자(VO)]에 노이즈가 전해지는 것이 억제된다.

또한, 초크 코일(L1) 중 금속제 케이스(3-1)의 개구보다 내측에 있는 부분에 대해서는, 전자적 결합의 영향을 받는 경우도 고려되지만, 전자적 결합에 의해 전파된 노이즈는 π형 필터 모듈(1-1)에 의한 필터링 작용에 의해 출력 단자(VO)에 이르는 과정에서 저감되게 된다.

또한, 플랜지부(27b)에 내포되어 있는 칩 커패시터(31)에 접속되어 있는 접지 전위(GND)는, 충분히 임피던스가 낮은 금속제 케이스(3-1)로부터 공급되고 있다. 이 때문에, 스위칭 전원(5)의 동작에 기인하는 전압 변동이 칩 커패시터(31)에 공급되고 있는 접지 전위(GND)에 스니킹하는 것을 억제할 수 있다. 커패시터(C0-1, C1-1)로의 접지 전위(GND)를 통한 스니킹에 의한 전압 변동은 억제되어, 출력 핀(13)[출력 단자(VO)]에 스니킹에 의한 예측하지 못한 노이즈가 전해지는 것이 억제된다.

여기서, 스위칭 전원(5)은 전자 기기의 일례이고, 출력 전압은 출력 신호의 일례이다. 또한, 출력 전압 경로, 버스 바(11)는 출력 선로의 일례이고, 버스 바(11)의 플랜지부(11a)는 접속 단자의 일례이며, 원출력 단자(X1)는 전자 기기에 관한 출력단의 일례이고, 버스 바(11)의 플랜지부(11b), 출력 핀(13) 및 너트(15)는 출력 단자의 일례이다. 또한, 페라이트 코어(17)는 자성체 코어의 일례이다. 또한, 커패시터(C0-1)는 제1 용량 소자의 일례이고, 커패시터(C1-1)는 제2 용량 소자의 일례이다. 또한, 금속 부재(25)는 금속제 대좌부의 일례이다.

이상, 상세히 설명한 바와 같이, 본원에 개시되는 제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)에 의하면, 페라이트 코어(17)의 출력 단자(VO)측의 일부가 금속제 케이스(3)보다 외측 및 금속제 케이스(3)의 개구(3A)의 내부에 있기 때문에, 초크 코일 모듈(1)을 구성하는 초크 코일(L1)의 출력 단자(VO)측의 일부와 스위칭 전원(5)의 용량 결합이 금속제 케이스(3)에 의해 억제된다. 금속제 케이스(3)보다 외측 및 금속제 케이스(3)의 개구(3A)의 내부에 있는 초크 코일(L1)에는, 스위칭 전원(5)의 동작에 기인하여 발생하는 노이즈의 혼입은 억제되어, 출력 단자(VO)로 노이즈가 전파되는 것이 억제된다.

초크 코일(L1) 중 금속제 케이스(3)의 내부에 들어가 있는 영역에는, 스위칭 전원(5)의 동작에 따르는 노이즈가 전자적 결합에 의해 전파되는 경우가 있다. 그러나, 전파된 노이즈는 초크 코일(L1)의 후단부를 경유하여 출력 단자(VO)에 이르는 과정에서 초크 코일 모듈(1)에 의해 저감된다. 금속제 케이스(3)의 내부에 있는 초크 코일(L1)에 혼입된 노이즈는, 초크 코일 모듈(1)에 의해 저감되어 노이즈로서 출력 단자(VO)로 전파되는 것은 억제된다. 반대로, 초크 코일(L1)의 일부가 금속제 케이스(3)의 내부에 들어가 있으면, 외계(外界)의 노이즈가 전자적 결합하여 초크 코일(L1)에 전해지는 일은 없어 금속제 케이스(3)의 내부에 전해지는 일은 없다. 금속제 케이스(3)가 갖는 전자적 결합의 차단 효과와 더불어, 외계의 노이즈가 케이스 내부로 들어가는 것이 방지된다. 이에 의해, 금속제 케이스(3)의 내부에 실장되어 있는 회로는 외란의 영향을 받는 일이 없어, 안정된 동작이 가능해진다.

또한, 개별 부품을 개개로 금속제 케이스(3) 내에 배치하여 결선하는 경우에는, 부품 상호의 위치 관계나 배선의 라우팅에 의해 전자적 결합의 정도가 변화하기 때문에, 전자적 결합을 저감하기 위해서는, 배치나 배선의 라우팅 등을 여러 가지로 검토하여 배치의 위치 결정이나 배선의 결정을 하는 것이 필요하다. 이에 비해, 초크 코일 모듈(1)을 모듈(27)로서 금속제 케이스(3)에 장착함으로써, 이들의 배치나 배선의 라우팅 등을 고려하지 않고 전자적 결합을 저감하여 노이즈를 저감할 수 있다. 따라서 스위칭 전원(5) 등의 전자 기기가 수납되어 있는 금속제 케이스(3) 내에서의 개개의 회로 배치나 배선의 라우팅 등을, 노이즈의 혼입 상황에 따라 금속제 케이스(3) 내의 전자 기기나 케이스의 사양·정격마다 최적화할 필요는 없다. 저감해야 할 노이즈 대역에 따라 범용적으로 사용하여 효과를 나타낼 수 있다. 간이하고 또한 간단하게, 그리고 범용적으로 출력 신호에 혼입되는 노이즈의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 모듈(27) 중 플랜지부(27b)의 몰드의 두께는, 기판(19), 버스 바(11)의 플랜지부(11b), 출력 핀(13) 및 너트(15) 등에 의해 모듈(27)을 조립했을 때의 두께, 혹은 금속 부재(25)의 두께로 규정된다. 이들의 두께는 스위칭 전원(5) 등의 전자 기기가 수납되어 있는 금속제 케이스(3)의 사이즈에서 보면 근소한 것으로 할 수 있다. 제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)에서는, 내장하는 대신에 플랜지부(27b)가 금속제 케이스(3)보다 외측으로 돌출되지만, 플랜지부(27b)의 두께는 근소하여, 초크 코일 모듈(1)을 금속제 케이스(3)에 내장하는 경우에 비해, 실장 용적의 증대는 경미하게 억제할 수 있다.

또한, 초크 코일 모듈(1)을 모듈(27)로 구성하기 때문에, 진동, 먼지, 온도 등의 주변 환경에 대한 신뢰성을 확보할 수도 있다.

또한, 본원에 개시되는 제2 실시형태의 π형 필터 모듈(1-1)은, 제1 실시형태의 초크 코일 모듈(1)에 있어서 나타내는 작용 효과와 동일한 작용 효과를 나타낸다. 게다가, π형 필터 모듈(1-1)을 구성하는 커패시터(C0-1, C1-1)에 대해, 스위칭 전원(5)과의 사이의 전자적 결합이 억제된다. π형 필터 모듈(1-1)이 플랜지부(27b)를 금속제 케이스(3-1)보다 외측에 설치하여 부착되었을 때, 플랜지부(27b) 내에 수납되어 있는 커패시터(C0-1, C1-1)가 금속제 케이스(3-1)보다 외측에 배치되어, 금속제 케이스(3-1)에 의해 전자적으로 실드되기 때문이다.

또한, 플랜지부(27b) 내에 수납되어 있는 커패시터(C0-1, C1-1)의 접지 전위(GND)는 금속 부재(25)를 통해 금속제 케이스(3-1)로부터 공급되기 때문에, 접지 전위(GND)에 혼입되는 스위칭 전원(5)의 동작에 따르는 전압 변동이 억제된다. 금속제 케이스(3-1)는 충분히 낮은 임피던스를 갖고 있기 때문에, 스위칭 전원(5)의 동작에 따라 발생하는 과도적인 동작 전류의 흐름에 따르는 전압 변동이 금속제 케이스(3-1)로 전파되는 것이 억제되기 때문이다. 이에 의해, 접지 전위(GND)를 통한 커패시터(C0-1, C1-1)로의 전압 변동의 스니킹은 억제된다.

커패시터(C0-1, C1-1)에의 전자적 결합의 억제 및 접지 전위(GND)를 통한 전압 변동의 스니킹의 억제에 의해, 커패시터(C0-1, C1-1)를 통한 전압 변동이 출력 단자(VO)로 전파되는 것이 억제된다.

또한, 제2 실시형태의 π형 필터 모듈(1-1)은, 제1 실시형태의 모듈(27) 내에 실장되어 있는 부품에, 칩 커패시터(31), 리드선(33), 리드선(33)의 단부에 부착되어 있는 압착 단자(35), 압착 단자(35)를 체결하는 나사(37)를 새롭게 추가하여 몰드되어 있다. 그러나, 이들 추가 부품의 실장에 의한 두께는 근소하여, 모듈(27)의 플랜지부(27b)의 두께 내에 수납하는 것은 가능하다. 따라서, π형 필터 모듈(1-1)에 있어서의 플랜지부(27b)의 두께는, 제1 실시형태의 플랜지부(27b)와 동등하다고 할 수 있다. 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 플랜지부(27b)가 금속제 케이스(3-1)보다 외측으로 돌출되지만, 플랜지부(27b)의 두께는 근소하여, π형 필터 모듈(1-1)을 금속제 케이스(3-1)에 내장하는 경우에 비해, 실장 용적의 증대는 경미하게 억제할 수 있다.

한편, 본원에 개시되는 기술은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서의 여러 가지의 개량, 변경이 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 실시형태에서는, 페라이트 코어(17)의 출력 단자(VO)측의 일부가 플랜지부(27b)에 들어가서 금속제 케이스(3, 3-1)보다 외측에 위치함으로써, 금속제 케이스(3, 3-1)를 이용하여, 스위칭 전원(5) 등의 금속제 케이스(3, 3-1)의 내부와의 전자적 결합을 억제하여 노이즈의 혼입을 저감하는 것을 설명하였다. 그러나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 페라이트 코어(17)가 코어부(27a)에 들어가고, 출력 단자(VO)측의 선단부가 금속제 케이스(3, 3-1)보다 외측으로 돌출되지 않고 금속제 케이스(3)의 개구 내에 위치하는 경우에도, 금속제 케이스(3, 3-1)를 이용해서 전자적 결합을 억제하여 노이즈의 혼입을 저감할 수 있다.

또한, 모듈(27) 전체, 또는 페라이트 코어(17)의 출력 단자(VO)측의 일부가 있는 코어부(27a)나 플랜지부(27b)를 금속제 부재로 둘러싸서 전자 실드를 해 주면, 전자적 결합을 억제할 수 있다. 이 경우, 전자 실드를 실시해야 할 부위는, 출력 단자(VO)로부터, 적어도, 페라이트 코어(17)의 출력 단자(VO)측의 일부까지의 영역이면 된다. 이에 의해, 전자적 결합이 억제되어, 출력 전압에 노이즈가 혼입되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시형태의 모듈(27)에서는, 금속제 케이스(3)에 대한 확실한 고정을 위해서 플랜지부(27b)를 구비하는 경우에 대해 설명하였으나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 모듈(27) 중 플랜지부(27b)를 구비하지 않고 코어부(27a) 만을 구비하는 대략 원통형의 형상으로 할 수도 있다.

또한, 실시형태에서는, 페라이트 코어(17)에는 기둥축에 평행하게 슬릿(17a)이 형성되어 있는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 슬릿(17a)이 형성되는 것은, 페라이트 코어(17)에 있어서의 자기 저항을 조정하여 자기 포화의 발생을 방지하기 위함이다. 따라서, 페라이트 코어(17)의 체격이나 흐르는 전류 정격 등에 따라서는, 슬릿을 형성하지 않아도 자기 포화를 발생시키지 않는 구성으로 하는 것이 가능한 것은 물론이다.

또한, 실시형태에서는, 초크 코일 모듈(1), π형 필터 모듈(1-1)을 몰드하는 수지로서 열경화성 수지를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트), PPS, 폴리카보네이트 수지 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 제2 실시형태에서는, 커패시터(C0-1, C1-1)가 모두 기판(19)에 칩 커패시터(31)로서 실장되고, 금속제 케이스(3-1)보다 외측에 배치되는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 기판이나 모듈 등의 구성에 따라, 칩 커패시터(31)의 일부, 혹은 커패시터(C0-1, C1-1) 중 어느 한쪽에 대응하는 칩 커패시터(31)가, 금속제 케이스(3-1)보다 외측 혹은 금속제 케이스(3-1)의 개구 내에 배치되고, 다른 것은 금속제 케이스(3-1) 내에 배치되는 구성으로 하는 것도 가능하다. 커패시터(C0-1, C1-1)의 일부에 대해 전자적 결합을 억제할 수 있으면, 커패시터(C0-1, C1-1)를 통해 출력 단자(VO)로 노이즈가 전파되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에서는, 커패시터(C0-1, C1-1)가 모두 기판(19)에 칩 커패시터(31)로서 실장되고, 금속 부재(25)를 통해 금속제 케이스(3-1)로부터 접지 전위(GND)가 공급되는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 기판이나 모듈 등의 구성에 따라, 칩 커패시터(31)의 일부에 대해서만, 혹은 커패시터(C0-1, C1-1) 중 어느 한쪽에 대응하는 칩 커패시터(31)에 대해서만, 공급되는 접지 전위(GND)가 금속제 케이스(3-1)를 통해 공급되는 구성으로 해도 좋다. 커패시터(C0-1, C1-1)의 일부에 대해 접지 전위(GND)로부터의 전압 변동의 스니킹을 억제할 수 있으면, 커패시터(C0-1, C1-1)를 통해 출력 단자(VO)로 노이즈가 전파되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는 초크 코일 모듈(1)을, 제2 실시형태에서는 π형 필터 모듈(1-1)을, 노이즈 저감 장치의 일례로서 설명하였으나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 도 6 내지 도 8에 기재된 π형 필터 모듈(1-1)로부터, 커패시터(C0-1)를 제외하고, 초크 코일(L1) 및 커패시터(C1-1)로 LC 필터 모듈을 구성할 수도 있다. LC 필터 모듈로서, 초크 코일(L1) 및 커패시터(C1-1)에 대해, 제1 및 제2 실시형태의 경우와 마찬가지로, 전자적 결합 및 접지 전위(GND)를 통한 전압 변동의 스니킹이 억제된다고 하는 작용 효과를 나타내는 것은 분명하다.

또한, 제1 실시형태에서의 코일(L0) 및 출력 커패시터(C0)(도 1을 참조), 제2 실시형태에서의 코일(L0)(도 6), 또한 LC 필터 모듈을 구성하는 경우에는 코일(L0) 및 출력 커패시터(C0-1)를, 제1, 제2 실시형태와 동일한 모듈 구성으로 하면, 이들 소자에 대한 전자적 결합의 억제, 전압 변동의 스니킹의 억제에 대해, 동일한 작용 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 제2 실시형태에서는, 커패시터(C0-1, C1-1)에의 접지 전위(GND)의 공급은, 금속제 케이스(3-1)를 통해 행하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본원은 이것에 한정되는 것이 아니다. 커패시터(C0-1, C1-1)에 공급되는 접지 전위(GND)에, 스위칭 전원(5)의 동작에 기인하는 전압 변동이 전파되는 것을 억제하는 구성이면 된다. 예컨대, 스위칭 전원(5)의 동작에 의해 흐르는 동작 전류가 통과하는 접지선 경로에서는, 경로의 임피던스가 낮은 경우라도 흐르는 동작 전류에 따라서는 전압 강하가 발생하는 경우가 있어 접지선 경로에 전압 변동이 발생해 버리는 경우도 있다. 또한, 접지선 경로에 기생의 인덕턴스 성분이 있으면 동작 전류의 단속에 따라 전자 유도에 의해 역기전력이 발생하여, 접지선 경로에 전위차가 발생하는 경우가 있어 접지선 경로에 전압 변동이 발생해 버리는 경우도 있다. 이러한 접지선 경로의 전압 변동을 커패시터(C0-1, C1-1)에 공급되는 접지 전위(GND)에 전파시키지 않기 위해서는, 제2 실시형태에서 설명한 금속제 케이스(3-1)와 같이 충분히 낮은 임피던스를 갖는 경로를 통해 접지 전위(GND)를 공급하는 것이 일례이다. 다른 예로서는, 예컨대, 스위칭 전원(5)에 접지 전위를 공급하는 접지선 경로와, 커패시터(C0-1, C1-1)에 접지 전위(GND)를 공급하는 접지선 경로를, 접지 전위를 공급하는 근본의 접지 단자로부터 분기하여 결선하는 것이 고려된다. 이에 의해, 스위칭 전원(5)의 동작에 따라 접지 전위에 흐르는 동작 전류는 커패시터(C0-1, C1-1)에 접지 전위(GND)를 공급하는 접지선 경로로부터 분기된 접지선 경로를 흐르게 된다. 커패시터(C0-1, C1-1)에 공급되는 접지 전위(GND)에의 동작 전류의 영향을 배제할 수 있다. 이 결과, 스위칭 전원(5)의 동작에 의한 접지 전위의 전압 변동이 스니킹하는 것을 방지할 수 있다.

1: 초크 코일 모듈 1-1: π형 필터 모듈
3, 3-1: 금속제 케이스 3A: 개구
5: 스위칭 전원 11: 버스 바
11a, 11b: 플랜지부 13: 출력 핀
15: 너트 17: 페라이트 코어
17a: 슬릿 19: 기판
19a: 노치부 21: 볼트, 나사 등
25: 금속 부재 27: 모듈
27a: 코어부 27b: 플랜지부
31: 칩 커패시터 33: 리드선
35: 압착 단자 37: 나사
C0: 출력 커패시터 C0-1, C1-1: 커패시터
L0: 코일 L1: 초크 코일
VO: 출력 단자 X: 접속점
X1: 원출력 단자

Claims

금속제 케이스에 수납된 전자 기기로부터의 출력 신호에 혼입되는 노이즈를 저감하는 출력 노이즈 저감 장치로서,
한쪽 단부를 상기 전자 기기에 관한 출력단에 접속하는 접속 단자로 하고, 다른쪽 단부를 출력 단자로 하는 출력 선로와,
상기 출력 선로가 관통하는 관통 구멍을 갖는 자성체 코어
를 구비하고, 상기 출력 단자로부터, 적어도, 상기 자성체 코어의 상기 출력 선로를 따른 상기 출력 단자측의 일부까지는, 상기 전자 기기로부터의 전자적 결합이 분리되는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제1항에 있어서, 제1 단자가 상기 자성체 코어와 상기 접속 단자 사이에 있는 상기 출력 선로에 접속되고, 제2 단자에 접지 전위가 공급되는 제1 용량 소자와,
제1 단자가 상기 자성체 코어와 상기 출력 단자 사이에 있는 상기 출력 선로에 접속되고, 제2 단자에 상기 접지 전위가 공급되는 제2 용량 소자를 구비하며,
상기 접지 전위는, 상기 금속제 케이스를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력 선로의 상기 접속 단자가 상기 금속제 케이스의 내부에 있어서 상기 전자 기기의 상기 출력단에 접속되고, 상기 출력 선로의 상기 출력 단자가 상기 출력 선로가 관통하는 상기 금속제 케이스의 개구를 통해 상기 금속제 케이스보다 외측에 배치된 상태에서,
상기 자성체 코어는, 적어도, 상기 출력 단자측의 일부가, 상기 금속제 케이스보다 외측에 위치하거나, 혹은 상기 금속제 케이스의 개구 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 용량 소자, 상기 제2 용량 소자, 또는 상기 제1 및 제2 용량 소자는, 적어도, 용량 성분을 갖는 본체 부분의 일부가, 상기 금속제 케이스보다 외측에 위치하거나, 혹은 상기 금속제 케이스의 개구 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력 단자로부터, 적어도, 상기 자성체 코어의 상기 출력 단자측의 일부까지는, 금속제 벽으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 용량 소자, 상기 제2 용량 소자, 또는 상기 제1 및 제2 용량 소자는, 적어도, 용량 성분을 갖는 본체 부분의 일부가, 상기 금속제 벽으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 선로, 및 상기 자성체 코어는, 상기 출력 선로의 양단부인 상기 접속 단자 및 상기 출력 단자를 노출시켜, 외위기(外圍器; envelope)에 수납되는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1, 제2 용량 소자 중 적어도 어느 한쪽, 상기 출력 선로, 및 상기 자성체 코어는, 상기 출력 선로의 양단부인 상기 접속 단자 및 상기 출력 단자를 노출시켜, 외위기에 수납되는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.
제8항에 있어서, 상기 외위기를 상기 금속제 케이스에 고정할 때에 상기 금속제 케이스에 압착되는 금속제 대좌부(臺座部)를 구비하고,
상기 금속제 대좌부는, 상기 제1, 제2 용량 소자의 상기 제2 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 출력 노이즈 저감 장치.