JP3860531B2 - Noise suppression circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電線上を伝搬するノイズを抑制するノイズ抑制回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
スイッチング電源、インバータ、照明機器の点灯回路等のパワーエレクトロニクス機器は、電力の変換を行う電力変換回路を有している。電力変換回路は、直流を矩形波の交流に変換するスイッチング回路を有している。そのため、電力変換回路は、スイッチング回路のスイッチング周波数と等しい周波数のリップル電圧や、スイッチング回路のスイッチング動作に伴うノイズを発生させる。このリップル電圧やノイズは他の機器に悪影響を与える。そのため、電力変換回路と他の機器あるいは線路との間には、リップル電圧やノイズを低減する手段を設ける必要がある。
【0003】
リップル電圧やノイズを低減する手段としては、インダクタンス素子(インダクタ)とキャパシタとを含むフィルタ、いわゆるLCフィルタがよく用いられている。LCフィルタには、インダクタンス素子とキャパシタとを1つずつ有するものの他に、T型フィルタやπ型フィルタ等がある。また、電磁妨害(EMI)対策用の一般的なノイズフィルタも、LCフィルタの一種である。一般的なEMIフィルタは、コモンモードチョークコイル、ノーマルモードチョークコイル、Xキャパシタ、Yキャパシタ等のディスクリート素子を組み合わせて構成されている。
【0004】
また、最近、家庭内における通信ネットワークを構築する際に用いられる通信技術として電力線通信が有望視され、その開発が進められている。電力線通信では、電力線に高周波信号を重畳して通信を行う。この電力線通信では、電力線に接続された種々の電気・電子機器の動作によって、電力線上にノイズが発生し、このことが、エラーレートの増加等の通信品質の低下を招く。そのため、電力線上のノイズを低減する手段が必要になる。また、電力線通信では、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する必要がある。このような電力線上のノイズを低減したり、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する手段としても、LCフィルタが用いられている。
【0005】
2本の導電線を伝搬するノイズには、2本の導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズと、2本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズとがある。
【0006】
特許文献1には、変圧器を用いたラインフィルタが記載されている。このラインフィルタは、変圧器とフィルタ回路とを備えている。変圧器の2次巻線は、交流電源から負荷に供給する電力を輸送する2本の導電線のうちの一方に挿入されている。フィルタ回路の2つの入力端は交流電源の両端に接続され、フィルタ回路の2つの出力端は変圧器の1次巻線の両端に接続されている。このラインフィルタでは、フィルタ回路によって電源電圧からノイズ成分を抽出し、このノイズ成分を変圧器の1次巻線に供給することによって、変圧器の2次巻線が挿入された導電線上において電源電圧からノイズ成分を差し引くようになっている。このラインフィルタは、ノーマルモードノイズを低減する。
【0007】
【特許文献1】
特開平9−102723号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のLCフィルタでは、インダクタンスおよびキャパシタンスで決まる固有の共振周波数を有するため、所望の減衰量を狭い周波数範囲でしか得ることができないという問題点があった。
【0009】
また、電力輸送用の導電線に挿入されるフィルタには、電力輸送用の電流が流れている状態で所望の特性が得られることと、温度上昇に対する対策が要求される。そのため、このようなフィルタでは、所望の特性を実現するためにはインダクタンス素子が大型化するという問題点があった。
【0010】
一方、特許文献1に記載されたラインフィルタでは、フィルタ回路のインピーダンスが0であると共に変圧器の結合係数が1であれば、理論的には、ノイズ成分を完全に除去することができる。しかしながら、実際には、フィルタ回路のインピーダンスは、0になることはなく、更に、周波数に応じて変化する。特に、キャパシタによってフィルタ回路を構成した場合には、このキャパシタと変圧器の1次巻線とによって直列共振回路が構成される。そのため、このキャパシタと変圧器の1次巻線とを含む信号の経路のインピーダンスは、直列共振回路の共振周波数近傍の狭い周波数範囲でのみ小さくなる。その結果、このラインフィルタでは、狭い周波数範囲でしかノイズ成分を除去することができない。また、変圧器の結合係数は、実際には1よりも小さくなる。従って、変圧器の1次巻線に供給されたノイズ成分が、完全に電源電圧から差し引かれるわけではない。これらのことから、実際に構成されたラインフィルタでは、広い周波数範囲においてノイズ成分を効果的に除去することができないという問題点がある。
【0011】
また、実際の導電線では、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとの比率は様々ではあるが、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが混在している場合が多い。従って、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズの両方を低減できるノイズ抑制回路が求められる。
【0012】
一般的なEMIフィルタは、ノーマルモードノイズ低減用のフィルタとコモンモードノイズ低減用のフィルタとを含んでいる。そのため、このEMIフィルタでは、前述のLCフィルタと同様の問題点があると共に、部品点数が多く、大型化するという問題点がある。
【0013】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制でき、且つ小型化が可能なノイズ抑制回路を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1および第2のノイズ抑制回路は、第1および第2の導電線によって伝送され、これらの導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズを抑制するノーマルモードノイズ抑制手段と、第1および第2の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズを抑制するコモンモードノイズ抑制手段とを備えている。
【0015】
本発明の第1のノイズ抑制回路において、コモンモードノイズ抑制手段は、所定の第1の位置において第1の導電線に挿入された第1の巻線と、第1の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように第1の巻線に結合され、第1の巻線と協働してコモンモードノイズを抑制する第2の巻線とを有している。
【0016】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路において、ノーマルモードノイズ抑制手段は、第1の位置とは異なる第2の位置において第1の導電線に挿入され、第1の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第3の巻線と、第2の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入され、第2の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第4の巻線と、第3および第4の巻線に結合された第5の巻線と、第5の巻線に接続され、第1および第2の位置とは異なる第3の位置において第1の導電線に接続され、更に第3の位置に対応する位置において第2の導電線に接続され、ノーマルモードノイズを抑制するために第1および第2の導電線に注入されるノーマルモード注入信号を伝送するノーマルモード注入信号伝送路とを有している。
【0017】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路において、第1の位置は第2の位置と第3の位置の間に配置され、これにより、第1および第2の巻線によって発生される漏れインダクタンスによって、第2の位置と第3の位置の間において第1および第2の導電線を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。
【0018】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路において、ノーマルモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第2の位置よりも第3の位置に近い位置にある場合には、ノーマルモード注入信号伝送路によって、第3の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてノーマルモード注入信号が生成され、このノーマルモード注入信号は第5の巻線に供給される。第5の巻線は、第3の巻線を介して、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第4の巻線を介して、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第2の位置からノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0019】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路において、ノーマルモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第3の位置よりも第2の位置に近い位置にある場合には、第5の巻線によって、第2の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてノーマルモード注入信号が生成される。ノーマルモード注入信号伝送路は、第3の位置において、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第3の位置に対応する位置において、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第3の位置からノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0020】
本発明の第1のノイズ抑制回路において、ノーマルモード注入信号伝送路は、ノーマルモード注入信号を通過させるためのキャパシタを含んでいてもよい。
【0021】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路において、コモンモードノイズ抑制手段は、更に、第1および第2の巻線に結合された第6の巻線と、第6の巻線に接続され、第1の位置とは異なる第4の位置において第1の導電線に接続され、更に第4の位置に対応する位置において第2の導電線に接続され、コモンモードノイズを抑制するために第1および第2の導電線に注入されるコモンモード注入信号を伝送するコモンモード注入信号伝送路と、第1の位置と第4の位置の間の第5の位置において第1の導電線に挿入された第7の巻線と、第5の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に第7の巻線に結合され、第7の巻線と協働してコモンモードノイズを抑制する第8の巻線とを有していてもよい。第7および第8の巻線は、第1の位置と第4の位置の間において第1および第2の導電線を通過するコモンモードノイズの波高値を低減する。
【0022】
本発明の第1のノイズ抑制回路が上記の構成の場合において、コモンモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第1の位置よりも第4の位置に近い位置にある場合には、コモンモード注入信号伝送路によって、第4の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてコモンモード注入信号が生成され、このコモンモード注入信号は第6の巻線に供給される。第6の巻線は、第1および第2の巻線を介して、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第1の位置からコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0023】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路が上記の構成の場合において、コモンモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第4の位置よりも第1の位置に近い位置にある場合には、第6の巻線によって、第1の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてコモンモード注入信号が生成される。コモンモード注入信号伝送路は、第4の位置およびこれに対応する位置において、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第4の位置からコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0024】
また、本発明の第1のノイズ抑制回路が上記の構成の場合において、第7の巻線と第8の巻線は、漏れインダクタンスが発生するように結合され、第5の位置は第2の位置と第3の位置の間に配置されてもよい。これにより、第1および第2の巻線によって発生される漏れインダクタンスに加え、第7および第8の巻線によって発生される漏れインダクタンスによっても、第2の位置と第3の位置の間において第1および第2の導電線を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。
【0025】
本発明の第1のノイズ抑制回路において、コモンモード注入信号伝送路は、コモンモード注入信号を通過させるためのキャパシタを含んでいてもよい。
【0026】
本発明の第2のノイズ抑制回路において、ノーマルモードノイズ抑制手段は、所定の第1の位置において第1の導電線に挿入され、第1の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第1の巻線と、第1の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように第1の巻線に結合され、第2の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第2の巻線とを有している。
【0027】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、コモンモードノイズ抑制手段は、第1の位置とは異なる第2の位置において第1の導電線に挿入された第3の巻線と、第2の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に第3の巻線に結合され、第3の巻線と協働してコモンモードノイズを抑制する第4の巻線と、第3および第4の巻線に結合された第5の巻線と、第5の巻線に接続され、第1および第2の位置とは異なる第3の位置において第1の導電線に接続され、更に第3の位置に対応する位置において第2の導電線に接続され、コモンモードノイズを抑制するために第1および第2の導電線に注入されるコモンモード注入信号を伝送するコモンモード注入信号伝送路とを有している。
【0028】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、第1の位置は第2の位置と第3の位置の間に配置され、これにより、第1および第2の巻線によって発生される漏れインダクタンスによって、第2の位置と第3の位置の間において第1および第2の導電線を通過するコモンモードノイズの波高値が低減される。
【0029】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、コモンモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第2の位置よりも第3の位置に近い位置にある場合には、コモンモード注入信号伝送路によって、第3の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてコモンモード注入信号が生成され、このコモンモード注入信号は第5の巻線に供給される。第5の巻線は、第3および第4の巻線を介して、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第2の位置からコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0030】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、コモンモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第3の位置よりも第2の位置に近い位置にある場合には、第5の巻線によって、第2の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてコモンモード注入信号が生成される。コモンモード注入信号伝送路は、第3の位置およびこれに対応する位置において、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第3の位置からコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0031】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、コモンモード注入信号伝送路は、コモンモード注入信号を通過させるためのキャパシタを含んでいてもよい。
【0032】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、ノーマルモードノイズ抑制手段は、更に、第1および第2の巻線に結合された第6の巻線と、第6の巻線に接続され、第1の位置とは異なる第4の位置において第1の導電線に接続され、更に第4の位置に対応する位置において第2の導電線に接続され、ノーマルモードノイズを抑制するために第1および第2の導電線に注入されるノーマルモード注入信号を伝送するノーマルモード注入信号伝送路とを有していてもよい。この場合、第2の位置は第1の位置と第4の位置の間に配置され、これにより、第3および第4の巻線によって発生される漏れインダクタンスによって、第1の位置と第4の位置の間において第1および第2の導電線を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減されてもよい。
【0033】
本発明の第2のノイズ抑制回路が上記の構成の場合において、ノーマルモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第1の位置よりも第4の位置に近い位置にある場合には、ノーマルモード注入信号伝送路によって、第4の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてノーマルモード注入信号が生成され、このノーマルモード注入信号は第6の巻線に供給される。第6の巻線は、第1の巻線を介して、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第2の巻線を介して、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第1の位置からノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0034】
本発明の第2のノイズ抑制回路が上記の構成の場合において、ノーマルモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第4の位置よりも第1の位置に近い位置にある場合には、第6の巻線によって、第1の位置およびこれに対応する位置において第1および第2の導電線より検出される信号に基づいてノーマルモード注入信号が生成される。ノーマルモード注入信号伝送路は、第4の位置において、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第4の位置に対応する位置において、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入する。これにより、第1および第2の導電線において、第4の位置からノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0035】
また、本発明の第2のノイズ抑制回路において、ノーマルモード注入信号伝送路は、ノーマルモード注入信号を通過させるためのキャパシタを含んでいてもよい。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
始めに、本発明の実施の形態で使用するノイズ抑制技術について説明する。本発明の実施の形態では、相殺型ノイズ抑制回路を使用する。図2を参照して、この相殺型ノイズ抑制回路の基本構成と作用について説明する。
【0037】
図2に示したように、相殺型ノイズ抑制回路は、所定の位置Aにおいて導電線101に挿入された注入・検出部105と、注入・検出部105に接続されると共に、位置Aとは異なる位置Bにおいて導電線101に接続された注入信号伝送部106と、位置Aと位置Bとの間において導電線101に挿入されたインピーダンス素子107とを備えている。注入・検出部105とインピーダンス素子107は、それぞれ、例えばインダクタンス素子を含んでいる。注入信号伝送部106は、例えば、キャパシタからなるハイパスフィルタを含んでいる。
【0038】
図2に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Aと位置Bの間の位置を除いて、位置Aよりも位置Bに近い位置にある場合には、注入信号伝送部106は、位置Bにおいて導電線101上のノイズに対応する信号を検出すると共に、この信号に基づいて、導電線101上のノイズを抑制するために導電線101に注入される注入信号を生成する。注入信号伝送部106は、この注入信号を注入・検出部105に供給する。注入・検出部105は、導電線101上のノイズに対して逆相になるように注入信号を導電線101に注入する。これにより、導電線101上のノイズが注入信号によって相殺され、導電線101において位置Aからノイズの進行方向の先でノイズが抑制される。なお、本出願において、ノイズとは不必要な信号も含む。
【0039】
また、図2に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Aと位置Bの間の位置を除いて、位置Bよりも位置Aに近い位置にある場合には、注入・検出部105は、導電線101上のノイズに対応する信号を検出する。注入信号伝送部106は、注入・検出部105によって検出された信号に基づいて、導電線101上のノイズを抑制するために導電線101に注入される注入信号を生成する。注入信号伝送部106は、位置Bにおいて、導電線101上のノイズに対して逆相になるように注入信号を導電線101に注入する。これにより、導電線101上のノイズが注入信号によって相殺され、導電線101において位置Bからノイズの進行方向の先でノイズが抑制される。
【0040】
また、インピーダンス素子107は、位置Aと位置Bとの間において、導電線101を通過するノイズの波高値を低減する。これにより、インピーダンス素子107を経由して伝搬するノイズの波高値と、注入信号伝送部106を経由して導電線101に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【0041】
後で詳しく説明するが、相殺型ノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲においてノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0042】
以下、相殺型ノイズ抑制回路の具体的な構成の例について説明する。相殺型ノイズ抑制回路の構成には、ノーマルモードノイズ抑制用の構成と、コモンモードノイズ抑制用の構成とがある。
【0043】
まず、図3を参照して、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の構成の一例について説明する。図3に示した相殺型ノイズ抑制回路は、一対の端子111a,111bと、他の一対の端子112a,112bと、端子111a,112a間を接続する導電線113と、端子111b,112b間を接続する導電線114とを備えている。この相殺型ノイズ抑制回路は、更に、所定の位置Aにおいて、導電線113に挿入された第1の巻線115aと、磁芯115cと、この磁芯115cを介して第1の巻線115aに結合された第2の巻線115bとを備えている。巻線115a,115bは、共に磁芯115cに巻かれている。
【0044】
図3に示した相殺型ノイズ抑制回路は、更に、一端が、位置Aとは異なる位置Bにおいて導電線113に接続され、他端が第2の巻線115bの一端に接続されたキャパシタ116と、位置Aと位置Bの間の位置において導電線113に挿入されたインダクタンス素子117とを備えている。第2の巻線115bの他端は導電線114に接続されている。キャパシタ116は、周波数が所定値以上の信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。
【0045】
巻線115a,115bおよび磁芯115cは、図2における注入・検出部105に対応する。キャパシタ116は、図2における注入信号伝送部106に対応する。インダクタンス素子117は、図2におけるインピーダンス素子107に対応する。
【0046】
次に、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、ノイズの発生源が、位置Aと位置Bの間の位置を除いて、位置Aよりも位置Bに近い位置にある場合について説明する。この場合には、キャパシタ116によって、位置Bにおける導電線113上のノーマルモードノイズが検出され、更に、このノイズに対して逆相となる注入信号が生成される。この注入信号は第2の巻線115bに供給される。第2の巻線115bは、第1の巻線115aを介して、注入信号を導電線113に注入する。これにより、導電線113において位置Aからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0047】
次に、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Aと位置Bの間の位置を除いて、位置Bよりも位置Aに近い位置にある場合について説明する。この場合には、第1の巻線115aを介して、第2の巻線115bによって、位置Aにおける導電線113上のノーマルモードノイズが検出され、このノーマルモードノイズに対応した注入信号が生成される。この注入信号は、キャパシタ116を経て、位置Bにおいて導電線113上のノーマルモードノイズに対して逆相になるように注入される。これにより、導電線113において位置Bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0048】
ここで、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路からインダクタンス素子117を除いた回路について考える。ここでは、キャパシタ116のインピーダンスが0であると共に、第1の巻線115aと第2の巻線115bとの結合係数が1であると仮定する。また、ここでは、ノーマルモードノイズの発生源が位置Aよりも位置Bに近い位置にあり、端子111a,111b間に電位差Vinを生じさせるノーマルモードノイズが端子111a,111bに入力された場合について考える。この場合、ノーマルモードノイズは、キャパシタ116を通過し、その際、キャパシタ116の作用によって位相が180°ずれる。その結果、第2の巻線115bの両端間には電位差−Vinが発生する。この第2の巻線115bの両端間に発生した電位差−Vinに応じて、第1の巻線115aの両端間にも電位差−Vinが発生する。その結果、端子112a,112b間の電位差は0となる。従って、相殺型ノイズ抑制回路によれば、原理的には、キャパシタ116の通過帯域内においては周波数にかかわらずに、ノーマルモードノイズを完全に除去することが可能である。すなわち、相殺型ノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0049】
しかしながら、実際には、キャパシタ116のインピーダンスは、0になることはなく、更に、周波数に応じて変化する。また、キャパシタ116と第2の巻線115bとによって直列共振回路が構成されるため、このキャパシタ116と第2の巻線115bとを含む信号の経路のインピーダンスは、直列共振回路の共振周波数近傍の狭い周波数範囲でのみ小さくなる。そのため、インダクタンス素子117を含まない相殺型ノイズ抑制回路では、狭い周波数範囲でしかノーマルモードノイズを低減することができない。また、第1の巻線115aと第2の巻線115aとの結合係数は、実際には1よりも小さくなる。従って、第2の巻線115bに供給された電圧と同じ値の電圧が第1の巻線115aに発生するわけではない。これらのことから、インダクタンス素子117を含まない相殺型ノイズ抑制回路では、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズを効果的に抑制することが困難である。
【0050】
図3に示した相殺型ノイズ抑制回路では、位置Aと位置Bとの間において、導電線113にインダクタンス素子117を挿入している。これにより、この相殺型ノイズ抑制回路では、インダクタンス素子117を経由して伝搬するノーマルモードノイズの波高値と、キャパシタ116を経由して導電線113に注入される逆相信号の波高値との差が低減される。その結果、この相殺型ノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0051】
次に、図4を参照して、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の作用について詳しく説明する。図4は、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路に、ノーマルモードノイズ発生源118と負荷119とを接続した回路を示す回路図である。ノーマルモードノイズ発生源118は、端子111a,111b間に接続され、端子111a,111b間に電位差Vinを生じさせる。負荷119は、端子112a,112b間に接続され、インピーダンスZoを有している。
【0052】
図4に示した回路において、第2の巻線115bのインダクタンスをL11とし、第1の巻線115aのインダクタンスをL12とし、キャパシタ116のキャパシタンスをC1とし、インダクタンス素子117のインダクタンスをL21とする。また、キャパシタ116および第2の巻線115bを通過する電流をi1とし、この電流i1の経路のインピーダンスの総和をZ1とする。また、インダクタンス素子117および第1の巻線115aを通過する電流をi2とし、この電流i2の経路のインピーダンスの総和をZ2とする。
【0053】
また、第1の巻線115aと第2の巻線115bとの間の相互インダクタンスをMとし、両者の結合係数をKとする。結合係数Kは、以下の式(1)で表わされる。
【0054】
K=M/√(L11・L12) …(1)
【0055】
上記のインピーダンスの総和Z1,Z2は、それぞれ、以下の式(2),(3)で表わされる。なお、jは√(−1)を表わし、ωはノーマルモードノイズの角周波数を表わしている。
【0056】
Z1=j(ωL11−1/ωC1) …(2)
Z2=Zo+jω(L12+L21) …(3)
【0057】
また、電位差Vinは、以下の式(4),(5)で表わされる。
【0058】
Vin=Z1・i1+jωM・i2 …(4)
Vin=Z2・i2+jωM・i1 …(5)
【0059】
以下、式(2)〜(5)に基づいて、電流i1を含まずに、電流i2を表わす式を求める。そのために、まず、式(4)から次の式(6)を導く。
【0060】
i1=(Vin−jωM・i2)/Z1 …(6)
【0061】
次に、式(6)を式(5)に代入すると、次の式(7)が得られる。
【0062】
i2=Vin(Z1−jωM)/(Z1・Z2+ω2・M2) …(7)
【0063】
図4に示した相殺型ノイズ抑制回路によってノーマルモードノイズを抑制することは、式(7)で表わされる電流i2を小さくすることであると言える。式(7)によれば、式(7)の右辺の分母が大きくなれば、電流i2は小さくなる。そこで、式(7)の右辺の分母(Z1・Z2+ω2・M2)について考察する。
【0064】
まず、Z1は、式(2)で表わされるため、第2の巻線115bのインダクタンスL11が大きいほど大きくなると共に、キャパシタ116のキャパシタンスC1が大きいほど大きくなる。
【0065】
次に、Z2は、式(3)で表わされるため、第1の巻線115aのインダクタンスL12とインダクタンス素子117のインダクタンスL21との和が大きいほど大きくなる。従って、インダクタンスL12とインダクタンスL21の少なくとも一方を大きくすれば、電流i2を小さくすることができる。また、式(7)から、第1の巻線115aだけでもノーマルモードノイズを抑制することができるが、インダクタンス素子117を加えることでノーマルモードノイズをより抑制することができることが分かる。
【0066】
また、式(7)の右辺の分母にはω2・M2が含まれていることから、相互インダクタンスMを大きくすることにより、電流i2を小さくすることができる。式(1)から分かるように結合係数Kは相互インダクタンスMに比例するため、結合係数Kを大きくすれば、図4に示した相殺型ノイズ抑制回路によるノーマルモードノイズの抑制効果が大きくなる。相互インダクタンスMは、式(7)の右辺の分母中に2乗の形で含まれていることから、結合係数Kの値によってノーマルモードノイズの抑制効果は大きく変化する。
【0067】
なお、ノーマルモードノイズの発生源が、位置Bよりも位置Aに近い位置にある場合には、第2の巻線115bとキャパシタ116の役割が、図3および図4を用いた説明とは逆になる。しかし、この場合にも、上記の説明は、同様に当てはまる。
【0068】
次に、図5を参照して、コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の構成の一例について説明する。図5に示した相殺型ノイズ抑制回路は、一対の端子121a,121bと、他の一対の端子122a,122bと、端子121a,122a間を接続する導電線123と、端子121b,122b間を接続する導電線124とを備えている。この相殺型ノイズ抑制回路は、更に、所定の位置Aにおいて、導電線123に挿入された第1の巻線125aと、磁芯125dと、位置Aに対応する位置において導電線124に挿入されると共に磁芯125dを介して第1の巻線125aに結合され、第1の巻線125aと協働してコモンモードノイズを抑制する第2の巻線125bと、磁芯125dを介して第1の巻線125aおよび第2の巻線125bに結合された第3の巻線125cとを備えている。巻線125a,125bおよび磁芯125dは、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線125a,125bは、巻線125a,125bにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線125a,125bを流れる電流によって磁芯125dに誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯125dに巻かれている。これにより、巻線125a,125bは、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。
【0069】
図5に示した相殺型ノイズ抑制回路は、更に、一端が、位置Aとは異なる位置Bにおいて導電線123に接続され、他端が第3の巻線125cの一端に接続されたキャパシタ126aと、一端が、位置Bに対応する位置において導電線124に接続され、他端が第3の巻線125cの一端に接続されたキャパシタ126bとを備えている。第3の巻線125cの他端は接地されている。キャパシタ126a,126bは、周波数が所定値以上の信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。
【0070】
図5に示した相殺型ノイズ抑制回路は、更に、位置Aと位置Bの間の位置Cにおいて導電線123に挿入された巻線127aと、磁芯127cと、位置Cに対応する位置において導電線124に挿入されると共に磁芯127cを介して巻線127aに結合され、巻線127aと協働してコモンモードノイズを抑制する巻線127bとを備えている。巻線127a,127bおよび磁芯127cは、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線127a,127bは、巻線127a,127bにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線127a,127bを流れる電流によって磁芯127cに誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯127cに巻かれている。これにより、巻線127a,127bは、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。
【0071】
巻線125a,125b,125cおよび磁芯125dは、図2における注入・検出部105に対応する。キャパシタ126a,126bは、図2における注入信号伝送部106に対応する。巻線127a,127bおよび磁芯127cからなるコモンモードチョークコイルは、図2におけるインピーダンス素子107に対応する。
【0072】
図5に示した相殺型ノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、ノイズの発生源が、位置Aと位置Bの間の位置を除いて、位置Aよりも位置Bに近い位置にある場合について説明する。この場合には、キャパシタ126a,126bによって、位置Bおよびこれに対応する位置における導電線123,124上のコモンモードノイズが検出され、更に、このノイズに対して逆相となる注入信号が生成される。この注入信号は第3の巻線125cに供給される。第3の巻線125cは、第1および第2の巻線125a,125bを介して、注入信号を導電線123,124に注入する。これにより、導電線123,124において位置Aからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0073】
また、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Aと位置Bの間の位置を除いて、位置Bよりも位置Aに近い位置にある場合には、第1および第2の巻線125a,125bを介して第3の巻線125cによって、位置Aおよびこれに対応する位置における導電線123,124上のコモンモードノイズが検出され、このコモンモードノイズに対応した注入信号が生成される。この注入信号は、キャパシタ126a,126bを経て、位置Bおよびこれに対応する位置において、導電線123,124上のコモンモードノイズに対して逆相になるように注入される。これにより、導電線113,114において位置Bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0074】
図5に示した相殺型ノイズ抑制回路において、導電線123上のノイズに関する作用と、導電線124上のノイズに関する作用とに分けて考えると、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の作用についての詳細な説明は、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路についても当てはまる。
【0075】
また、本発明の実施の形態では、ここまで説明してきた相殺型ノイズ抑制回路の他に、漏れインダクタンスが発生するように結合された2つの巻線を含むノイズフィルタ回路を使用する。このノイズフィルタ回路には、コモンモードノイズを抑制するコモンモードノイズフィルタ回路と、ノーマルモードノイズを抑制するノーマルモードノイズフィルタ回路とがある。以下、これらのノイズフィルタ回路について説明する。
【0076】
図6は、コモンモードノイズフィルタ回路を示す回路図である。このフィルタ回路は、一対の端子131a,131bと、他の一対の端子132a,132bと、端子131a,132a間を接続する導電線133と、端子131b,132b間を接続する導電線134とを備えている。このフィルタ回路は、更に、導電線133に挿入された第1の巻線135aと、磁芯135cと、導電線134に挿入されると共に磁芯135cを介して第1の巻線135aに結合され、第1の巻線135aと協働してコモンモードノイズを抑制する第2の巻線135bとを備えている。巻線135a,135bは、巻線135a,135bにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線135a,135bを流れる電流によって磁芯135cに誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯135cに巻かれている。これにより、巻線135a,135bは、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。
【0077】
図6に示したフィルタ回路において、巻線135aと巻線135bとの結合係数は、1よりも小さい。従って、巻線135a,135bは、導電線133,134のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。これらの漏れインダクタンスを考慮すると、図6に示したフィルタ回路の等価回路は、図7に示すようになる。図7に示した回路では、図6に示した回路において、巻線135aと端子132aとの間に、導電線133側の漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタ136aが挿入され、巻線135bと端子132bとの間に、導電線134側の漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタ136bが挿入されている。
【0078】
ここで、図7に示した回路において、例えば、巻線135a,135bのインダクタンスをそれぞれ300μHとし、巻線135aと巻線135bとの結合係数を、一般的に得られる値である0.995とする。この場合、導電線133,134のそれぞれにおける漏れインダクタンス、すなわちインダクタ136a,136bのインダクタンスは、それぞれ1.5μHとなる。
【0079】
図8は、ノーマルモードノイズフィルタ回路を示す回路図である。このフィルタ回路は、一対の端子141a,141bと、他の一対の端子142a,142bと、端子141a,142a間を接続する導電線143と、端子141b,142b間を接続する導電線144とを備えている。このフィルタ回路は、更に、導電線143に挿入され、導電線143上のノーマルモードノイズを抑制する第1の巻線145aと、磁芯145cと、導電線144に挿入されると共に磁芯145cを介して第1の巻線145aに結合され、導電線144上のノーマルモードノイズを抑制する第2の巻線145bとを備えている。巻線145a,145bは、巻線145a,145bにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線145a,145bを流れる電流によって磁芯145cに誘起される磁束の方向が同じになるような向きに、磁芯145cに巻かれている。これにより、巻線145a,145bは、ノーマルモードノイズを抑制し、コモンモードノイズを通過させる。
【0080】
図8に示したフィルタ回路において、巻線145aと巻線145bとの結合係数は、1よりも小さい。従って、巻線145a,145bは、導電線143,144のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。これらの漏れインダクタンスを考慮すると、図8に示したフィルタ回路の等価回路は、図9に示すようになる。図9に示した回路では、図8に示した回路において、巻線145aと端子142aとの間に、導電線143側の漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタ146aが挿入され、巻線145bと端子142bとの間に、導電線144側の漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタ146bが挿入されている。
【0081】
本発明の各実施の形態では、図2ないし図9を参照して説明したノイズ抑制技術を利用すると共に漏れインダクタンスを利用して、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを効果的に抑制でき、且つ小型化が可能なノイズ抑制回路を実現する。
【0082】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、図6に示したコモンモードノイズフィルタ回路の機能とを併せ持つものである。
【0083】
本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、一対の端子1a,1bと、他の一対の端子2a,2bと、端子1a,2a間を接続する第1の導電線3と、端子1b,2b間を接続する第2の導電線4とを備えている。このノイズ抑制回路は、交流電力または直流電力を輸送する電力線に接続されるようになっている。電力線は、2本の電力導電線を含んでいる。ノイズ抑制回路は、2本の電力導電線の途中に挿入されるようになっている。端子1a,2aは一方の電力導電線に接続され、端子1b,2bは他方の電力導電線に接続される。ノイズ抑制回路の抑制対象となるノイズの発生源は、端子1a,1bまたは端子2a,2bに接続される。従って、抑制対象となるノイズは、端子1a,1bまたは端子2a,2bからノイズ抑制回路に入力される。
【0084】
ノイズ抑制回路は、更に、所定の第1の位置P11aにおいて導電線3に挿入された第1の巻線W11と、磁芯11と、第1の位置P11aに対応する位置P11bにおいて導電線4に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように磁芯11を介して第1の巻線W11に結合され、第1の巻線W11と協働してコモンモードノイズを抑制する第2の巻線W12とを備えている。巻線W11,W12および磁芯11は、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線W11,W12は、巻線W11,W12にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W11,W12を流れる電流によって磁芯11に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯11に巻かれている。これにより、巻線W11,W12は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。例えば、巻線W11,W12の巻数は等しくなっている。巻線W11,W12および磁芯11は、本発明におけるコモンモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図6に示したコモンモードノイズフィルタ回路の機能を発揮する。
【0085】
ノイズ抑制回路は、更に、第1の位置P11aとは異なる第2の位置P12aにおいて導電線3に挿入され、導電線3上のノーマルモードノイズを抑制する第3の巻線W13と、磁芯12と、第2の位置P12aに対応する位置P12bにおいて導電線4に挿入されると共に磁芯12を介して第3の巻線W13に結合され、導電線4上のノーマルモードノイズを抑制する第4の巻線W14と、磁芯12を介して第3の巻線W13および第4の巻線W14に結合された第5の巻線W15とを備えている。巻線W13,W14は、巻線W13,W14にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W13,W14を流れる電流によって磁芯12に誘起される磁束の方向が同じになるような向きに、磁芯12に巻かれている。これにより、巻線W13,W14は、ノーマルモードノイズを抑制し、コモンモードノイズを通過させる。例えば、巻線W13,W14,W15の巻数の比は、1:1:2になっている。
【0086】
ノイズ抑制回路は、更に、一端が、第1の位置P11aおよび第2の位置P12aとは異なる第3の位置P13aにおいて導電線3に接続され、他端が第5の巻線W15の一端に接続されたキャパシタ13を備えている。第5の巻線W15の他端は、第3の位置P13aに対応する位置P13bにおいて導電線4に接続されている。キャパシタ13は、周波数が所定値以上のノーマルモード信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。位置P13aから、キャパシタ13および第5の巻線W15を経て、位置P13bに至る信号経路は、本発明におけるノーマルモード注入信号伝送路に対応する。すなわち、この経路は、ノーマルモードノイズを抑制するために導電線3,4に注入されるノーマルモード注入信号を伝送するようになっている。
【0087】
本実施の形態において、第1の巻線W11と第2の巻線W12との結合係数は1よりも小さい。従って、巻線W11,W12は、導電線3,4のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。図1には、これらの漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタL101,L102を含めている。インダクタL101は、第1の巻線W11と第3の巻線W13との間の位置において導電線3に挿入されている。インダクタL102は、第2の巻線W12と第4の巻線W14との間の位置において導電線4に挿入されている。
【0088】
また、本実施の形態において、第1の位置P11aは第2の位置P12aと第3の位置P13aの間に配置されている。これにより、巻線W11,W12によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL101,L102)によって、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。
【0089】
巻線W13,W14,W15、磁芯12、キャパシタ13およびインダクタL101,L102は、本発明におけるノーマルモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能を発揮する。
【0090】
次に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、ノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。コモンモードノイズの発生源が、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bの間の位置を除いて、位置P12a,P12bよりも位置P13a,P13bに近い位置にある場合と、コモンモードノイズの発生源が、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bの間の位置を除いて、位置P13a,P13bよりも位置P12a,P12bに近い位置にある場合のいずれにおいても、コモンモードノイズは、コモンモードチョークコイルを構成する巻線W11,W12および磁芯11によって抑制される。
【0091】
次に、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bの間の位置を除いて、位置P12a,P12bよりも位置P13a,P13bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、キャパシタ13によって、位置P13a,P13bにおいて導電線3,4よりノーマルモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、ノーマルモードノイズに対して逆相となるノーマルモード注入信号が生成される。このノーマルモード注入信号は、第5の巻線W15に供給される。第5の巻線W15は、第3の巻線W13を介して、導電線3上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を導電線3に注入する。また、第5の巻線W15は、第4の巻線W14を介して、導電線4上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を導電線4に注入する。これにより、導電線3,4において位置P12a,P12bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0092】
次に、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bの間の位置を除いて、位置P13a,P13bよりも位置P12a,P12bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、第3の巻線W13および第4の巻線W14を通過するノーマルモードノイズに対応する信号が第5の巻線W15に誘起される。このようにして、第5の巻線W15によって、位置P12a,P12bにおいて導電線3,4よりノーマルモードノイズに対応する信号が検出されると共に、この信号に対応するノーマルモード注入信号が生成される。このノーマルモード注入信号は、キャパシタ13を通過すると共に、位置P13a,13bにおいて導電線3,4に注入される。位置P13aでは、導電線3上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号が導電線3に注入される。位置P13bでは、導電線4上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号が導電線4に注入される。これにより、導電線3,4において位置P13a,P13bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0093】
このように、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制することができる。特に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能を有している。従って、このノイズ抑制回路によれば、相殺型ノイズ抑制回路の利点を生かして、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0094】
ところで、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とコモンモードノイズフィルタ回路とを単純に組み合わせて、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制できる回路を構成することも考えられる。しかしながら、この場合には、回路に含まれる部品点数が多くなり、回路が大型化するという問題が生じる。
【0095】
本実施の形態では、導電線3,4において、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bとの間に、漏れインダクタンスが発生するように結合された巻線W11,W12が設けられている。そして、この巻線W11,W12によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL101,L102)によって、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。これにより、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bとの間において、導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値と、キャパシタ13および第5の巻線W15を経由して導電線3,4に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【0096】
このように、本実施の形態では、コモンモードノイズ抑制用の巻線W11,W12によって発生される漏れインダクタンスを利用して、位置P12a,P12bと位置P13a,P13bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値を低減させるようにしている。そのため、本実施の形態では、図3におけるインダクタンス素子117のような、ノーマルモードノイズの波高値を低減させるためのインダクタンス素子が不要になる。従って、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とコモンモードノイズフィルタ回路とを単純に組み合わせて構成された回路に比べて、部品点数を少なくして、回路を小型化することが可能になる。
【0097】
本実施の形態において、巻線W11,W12の結合係数は、0.001〜0.999の範囲内であればよい。また、上記結合係数は、ノイズ抑制回路が使用される環境におけるノーマルモードノイズとコモンモードノイズとの割合に応じて適宜に設定することが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが共にある程度存在する環境では、上記結合係数は、0.2〜0.8の範囲内であることが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが同程度存在する環境では、上記結合係数は、0.4〜0.6の範囲内であることが好ましい。
【0098】
また、本実施の形態では、ノーマルモード注入信号の伝送路は、注入信号を通過させるための素子としてキャパシタ13を含んでいる。そのため、本実施の形態によれば、キャパシタ13のみによって、ノーマルモードノイズに対応した信号の検出と、ノーマルモードノイズに対して逆相となる注入信号の生成とを行うことができる。従って、本実施の形態によれば、部品点数をより少なくすることができる。
【0099】
次に、図10を参照して、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の伝送特性の一例について説明する。ここでは、図1に示した本実施の形態に係るノイズ抑制回路と、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路と、図6に示したコモンモードノイズフィルタ回路のそれぞれについて、シミュレーションによって伝送特性を求めた。なお、伝送特性としては、ゲインの周波数特性を求めた。
【0100】
このシミュレーションでは、以下の数値を使用した。まず、図1における巻線W11,W12のインダクタンスは共に300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図1における巻線W13,W14のインダクタンスは60μHとし、巻線W15のインダクタンスは240μHとし、巻線W13,W14,W15の結合係数は0.8とした。また、図1におけるキャパシタ13のキャパシタンスは0.1μFとした。また、図3における巻線115a,115bのインダクタンスは共に120μHとし、これらの結合係数は0.8とした。また、図3におけるインダクタンス素子117のインダクタンスは3μHとし、キャパシタ116のキャパシタンスは0.1μFとした。また、図6における巻線135a,135bのインダクタンスは共に300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。
【0101】
上述のシミュレーションによって求めた伝送特性を図10に示す。図10において、符号15で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性、および図6に示したコモンモードノイズフィルタ回路のコモンモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号15で示した線で表わされる2つの伝送特性は完全に一致している。また、図10において、符号16で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わし、符号17で示した線は、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号16,17で示した各線で表わされる2つの伝送特性はほぼ一致している。図10から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能と、図6に示したコモンモードノイズフィルタ回路の機能とを発揮することが分かる。
【0102】
[第2の実施の形態]
図11は、本発明の第2の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、図8に示したノーマルモードノイズフィルタ回路の機能とを併せ持つものである。
【0103】
本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、第1の実施の形態と同様に、一対の端子1a,1bと、他の一対の端子2a,2bと、端子1a,2a間を接続する第1の導電線3と、端子1b,2b間を接続する第2の導電線4とを備えている。
【0104】
ノイズ抑制回路は、更に、所定の第1の位置P21aにおいて導電線3に挿入され、導電線3上のノーマルモードノイズを抑制する第1の巻線W21と、磁芯21と、第1の位置P21aに対応する位置P21bにおいて導電線4に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように磁芯21を介して第1の巻線W21に結合され、導電線4上のノーマルモードノイズを抑制する第2の巻線W22とを備えている。巻線W21,W22は、巻線W21,W22にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W21,W22を流れる電流によって磁芯21に誘起される磁束の方向が同じになるような向きに、磁芯21に巻かれている。これにより、巻線W21,W22は、ノーマルモードノイズを抑制し、コモンモードノイズを通過させる。例えば、巻線W21,W22の巻数は等しくなっている。巻線W21,W22および磁芯21は、本発明におけるノーマルモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図8に示したノーマルモードノイズフィルタ回路の機能を発揮する。
【0105】
ノイズ抑制回路は、更に、第1の位置P21aとは異なる第2の位置P22aにおいて導電線3に挿入された第3の巻線W23と、磁芯22と、第2の位置P22aに対応する位置P22bにおいて導電線4に挿入されると共に磁芯22を介して第3の巻線W23に結合され、第3の巻線W23と協働してコモンモードノイズを抑制する第4の巻線W24と、磁芯22を介して第3の巻線W23および第4の巻線W24に結合された第5の巻線W25とを備えている。巻線W23,W24および磁芯22は、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線W23,W24は、巻線W23,W24にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W23,W24を流れる電流によって磁芯22に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯22に巻かれている。これにより、巻線W23,W24は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。例えば、巻線W23,W24,W25の巻数は等しくなっている。
【0106】
ノイズ抑制回路は、更に、一端が、第1の位置P21aおよび第2の位置P22aとは異なる第3の位置P23aにおいて導電線3に接続され、他端が第5の巻線W25の一端に接続されたキャパシタ23と、一端が、第3の位置P23aに対応する位置P23bにおいて導電線4に接続され、他端がキャパシタ23の他端および第5の巻線W25の一端に接続されたキャパシタ24とを備えている。第5の巻線W25の他端は接地されている。キャパシタ23,24は、周波数が所定値以上のコモンモード信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。位置P23a,P23bから、キャパシタ23,24および第5の巻線W25を経て、グラウンドに至る信号経路は、本発明におけるコモンモード注入信号伝送路に対応する。すなわち、この経路は、コモンモードノイズを抑制するために導電線3,4に注入されるコモンモード注入信号を伝送するようになっている。
【0107】
本実施の形態において、第1の巻線W21と第2の巻線W22との結合係数は1よりも小さい。従って、巻線W21,W22は、導電線3,4のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。図11には、これらの漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタL201,L202を含めている。インダクタL201は、第1の巻線W21と第3の巻線W23との間の位置において導電線3に挿入されている。インダクタL202は、第2の巻線W22と第4の巻線W24との間の位置において導電線4に挿入されている。
【0108】
また、本実施の形態において、第1の位置P21aは第2の位置P22aと第3の位置P23aの間に配置されている。これにより、巻線W21,W22によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL201,L202)によって、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値が低減される。
【0109】
巻線W23,W24,W25、磁芯22、キャパシタ23,24およびインダクタL201,L202は、本発明におけるコモンモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能を発揮する。
【0110】
次に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、ノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。ノーマルモードノイズの発生源が、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bの間の位置を除いて、位置P22a,P22bよりも位置P23a,P23bに近い位置にある場合と、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bの間の位置を除いて、位置P23a,P23bよりも位置P22a,P22bに近い位置にある場合のいずれにおいても、ノーマルモードノイズは巻線W21,W22によって抑制される。
【0111】
次に、コモンモードノイズの発生源が、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bの間の位置を除いて、位置P22a,P22bよりも位置P23a,P23bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、キャパシタ23,24によって、位置P23a,P23bにおいて導電線3,4よりコモンモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、コモンモードノイズに対して逆相となるコモンモード注入信号が生成される。このコモンモード注入信号は、第5の巻線W25に供給される。第5の巻線W25は、第3の巻線W23および第4の巻線W24を介して、導電線3,4上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を導電線3,4に注入する。これにより、導電線3,4において位置P22a,P22bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0112】
次に、コモンモードノイズの発生源が、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bの間の位置を除いて、位置P23a,P23bよりも位置P22a,P22bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、第3の巻線W23および第4の巻線W24を通過するコモンモードノイズに対応する信号が第5の巻線W25に誘起される。このようにして、第5の巻線W25によって、位置P22a,P22bにおいて導電線3,4よりコモンモードノイズに対応する信号が検出されると共に、この信号に対応するコモンモード注入信号が生成される。このコモンモード注入信号は、キャパシタ23,24を通過すると共に、位置P23a,P23bにおいて導電線3,4に注入される。コモンモード注入信号は、導電線3,4上のコモンモードノイズに対して逆相となるように導電線3,4に注入される。これにより、導電線3,4において位置P23a,P23bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0113】
このように、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制することができる。特に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能を有している。従って、このノイズ抑制回路によれば、相殺型ノイズ抑制回路の利点を生かして、広い周波数範囲においてコモンモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0114】
ところで、コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とノーマルモードノイズフィルタ回路とを単純に組み合わせて、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制できる回路を構成することも考えられる。しかしながら、この場合には、回路に含まれる部品点数が多くなり、回路が大型化するという問題が生じる。
【0115】
本実施の形態では、導電線3,4において、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bとの間に、漏れインダクタンスが発生するように結合された巻線W21,W22が設けられている。そして、この巻線W21,W22によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL201,L202)によって、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値が低減される。これにより、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bとの間において、導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値と、キャパシタ23,24および第5の巻線W25を経由して導電線3,4に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【0116】
このように、本実施の形態では、ノーマルモードノイズ抑制用の巻線W21,W22によって発生される漏れインダクタンスを利用して、位置P22a,P22bと位置P23a,P23bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値を低減させるようにしている。そのため、本実施の形態では、図5における巻線127a,127bおよび磁芯127cからなるコモンモードチョークコイルのような、コモンモードノイズの波高値を低減させるためのインダクタンス素子が不要になる。従って、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とノーマルモードノイズフィルタ回路とを単純に組み合わせて構成された回路に比べて、部品点数を少なくして、回路を小型化することが可能になる。
【0117】
本実施の形態において、巻線W21,W22の結合係数は、0.001〜0.999の範囲内であればよい。また、上記結合係数は、ノイズ抑制回路が使用される環境におけるノーマルモードノイズとコモンモードノイズとの割合に応じて適宜に設定することが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが共にある程度存在する環境では、上記結合係数は、0.2〜0.8の範囲内であることが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが同程度存在する環境では、上記結合係数は、0.4〜0.6の範囲内であることが好ましい。
【0118】
また、本実施の形態では、コモンモード注入信号の伝送路は、注入信号を通過させるための素子としてキャパシタ23,24を含んでいる。そのため、本実施の形態によれば、キャパシタ23,24のみによって、コモンモードノイズに対応した信号の検出と、コモンモードノイズに対して逆相となる注入信号の生成とを行うことができる。従って、本実施の形態によれば、部品点数をより少なくすることができる。
【0119】
次に、図12を参照して、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の伝送特性の一例について説明する。ここでは、図11に示した本実施の形態に係るノイズ抑制回路と、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路と、ノーマルモードチョークコイルのそれぞれについて、シミュレーションによって伝送特性を求めた。なお、伝送特性としては、ゲインの周波数特性を求めた。
【0120】
このシミュレーションでは、以下の数値を使用した。まず、図11における巻線W21,W22のインダクタンスは共に60μHとし、これらの結合係数は0.8とした。また、図11における巻線W23,W24,W25のインダクタンスはいずれも300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図11におけるキャパシタ23,24のキャパシタンスは共に3300pFとした。また、図5における巻線125a,125b,125cのインダクタンスはいずれも300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図5における巻線127a,127bのインダクタンスは共に12μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、ノーマルモードチョークコイルのインダクタンスは120μHとした。
【0121】
上述のシミュレーションによって求めた伝送特性を図12に示す。図12において、符号25で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性、および図5に示した相殺型ノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号25で示した線で表わされる2つの伝送特性は完全に一致している。また、図12において、符号26で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わし、符号27で示した線は、ノーマルモードチョークコイルのノーマルモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号26,27で示した各線で表わされる2つの伝送特性を比較すると、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性は、ノーマルモードチョークコイルのノーマルモード信号に対する伝送特性よりも優れていることが分かる。これは、本実施の形態に係るノイズ抑制回路では、キャパシタ23,24が、ノーマルモード信号の抑制に寄与しているためである。図12から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能と、ノーマルモードチョークコイルの機能とを発揮すると共に、ノーマルモードチョークコイルよりも優れたノーマルモードノイズ抑制効果を発揮することが分かる。
【0122】
[第3の実施の形態]
図13は、本発明の第3の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能とを併せ持つものである。
【0123】
本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、第1の実施の形態と同様に、一対の端子1a,1bと、他の一対の端子2a,2bと、端子1a,2a間を接続する第1の導電線3と、端子1b,2b間を接続する第2の導電線4とを備えている。
【0124】
ノイズ抑制回路は、更に、所定の第1の位置P31aにおいて導電線3に挿入された第1の巻線W31と、磁芯31と、第1の位置P31aに対応する位置P31bにおいて導電線4に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように磁芯31を介して第1の巻線W31に結合され、第1の巻線W31と協働してコモンモードノイズを抑制する第2の巻線W32と、磁芯31を介して第1の巻線W31および第2の巻線W32に結合された第6の巻線W36とを備えている。巻線W31,W32および磁芯31は、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線W31,W32は、巻線W31,W32にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W31,W32を流れる電流によって磁芯31に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯31に巻かれている。これにより、巻線W31,W32は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。例えば、巻線W31,W32,W36の巻数は等しくなっている。
【0125】
ノイズ抑制回路は、更に、第1の位置P31aとは異なる第2の位置P32aにおいて導電線3に挿入され、導電線3上のノーマルモードノイズを抑制する第3の巻線W33と、磁芯32と、第2の位置P32aに対応する位置P32bにおいて導電線4に挿入されると共に磁芯32を介して第3の巻線W33に結合され、導電線4上のノーマルモードノイズを抑制する第4の巻線W34と、磁芯32を介して第3の巻線W33および第4の巻線W34に結合された第5の巻線W35とを備えている。巻線W33,W34は、巻線W33,W34にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W33,W34を流れる電流によって磁芯32に誘起される磁束の方向が同じになるような向きに、磁芯32に巻かれている。これにより、巻線W33,W34は、ノーマルモードノイズを抑制し、コモンモードノイズを通過させる。例えば、巻線W33,W34,W35の巻数の比は、1:1:2になっている。
【0126】
ノイズ抑制回路は、更に、一端が、第1の位置P31aおよび第2の位置P32aとは異なる第3の位置P33aにおいて導電線3に接続され、他端が第5の巻線W35の一端に接続されたキャパシタ33を備えている。第5の巻線W35の他端は、第3の位置P33aに対応する位置P33bにおいて導電線4に接続されている。キャパシタ33は、周波数が所定値以上のノーマルモード信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。位置P33aから、キャパシタ33および第5の巻線W35を経て、位置P33bに至る信号経路は、本発明におけるノーマルモード注入信号伝送路に対応する。すなわち、この経路は、ノーマルモードノイズを抑制するために導電線3,4に注入されるノーマルモード注入信号を伝送するようになっている。
【0127】
本実施の形態において、第1の巻線W31と第2の巻線W32との結合係数は1よりも小さい。従って、巻線W31,W32は、導電線3,4のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。図13には、これらの漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタL301,L302を含めている。インダクタL301は、第1の巻線W31と第3の巻線W33との間の位置において導電線3に挿入されている。インダクタL302は、第2の巻線W32と第4の巻線W34との間の位置において導電線4に挿入されている。
【0128】
また、本実施の形態において、第1の位置P31aは第2の位置P32aと第3の位置P33aの間に配置されている。これにより、巻線W31,W32によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL301,L302)によって、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。
【0129】
巻線W33,W34,W35、磁芯32、キャパシタ33およびインダクタL301,L302は、本発明におけるノーマルモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能を発揮する。
【0130】
ノイズ抑制回路は、更に、一端が、第1の位置P31aとは異なる第4の位置P34aにおいて導電線3に接続され、他端が第6の巻線W36の一端に接続されたキャパシタ34と、一端が、第4の位置P34aに対応する位置P34bにおいて導電線4に接続され、他端がキャパシタ34の他端および第6の巻線W36の一端に接続されたキャパシタ35とを備えている。第6の巻線W36の他端は接地されている。キャパシタ34,35は、周波数が所定値以上のコモンモード信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。位置P34a,P34bから、キャパシタ34,35および第6の巻線W36を経て、グラウンドに至る信号経路は、本発明におけるコモンモード注入信号伝送路に対応する。すなわち、この経路は、コモンモードノイズを抑制するために導電線3,4に注入されるコモンモード注入信号を伝送するようになっている。
【0131】
ノイズ抑制回路は、更に、第1の位置P31aと第4の位置P34aの間の第5の位置P35aにおいて導電線3に挿入された第7の巻線W37と、磁芯36と、第5の位置P35aに対応する位置P35bにおいて導電線4に挿入されると共に磁芯36を介して第7の巻線W37に結合され、第7の巻線W37と協働してコモンモードノイズを抑制する第8の巻線W38とを備えている。巻線W37,W38および磁芯36は、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線W37,W38は、巻線W37,W38にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W37,W38を流れる電流によって磁芯36に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯36に巻かれている。これにより、巻線W37,W38は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。例えば、巻線W37,W38の巻数は等しくなっている。
【0132】
巻線W37,W38は、位置P31a,31bと位置P34a,P34bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値を低減する。
【0133】
巻線W31,W32,W36、磁芯31、キャパシタ34,35、巻線W37,W38および磁芯36は、本発明におけるコモンモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能を発揮する。
【0134】
本実施の形態では、位置P35a,P35bは、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bの間に配置されている。本実施の形態では、特に、端子1aに近い方から順に位置P33a,P34a,P35a,P31a,P32aが配置され、同様に、端子1bに近い方から順に位置P33b,P34b,P35b,P31b,P32bが配置されている。なお、位置P33a,P33bと位置P34a,P34bとの位置関係は上記の場合と逆でもよい。また、位置P33aと位置P34aは同じ位置でもよいし、位置P33bと位置P34bは同じ位置でもよい。
【0135】
また、本実施の形態では、第7の巻線W37と第8の巻線W38との結合係数は1よりも小さい。従って、巻線W37,W37は、導電線3,4のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。図13には、これらの漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタL303,L304を含めている。インダクタL303は、第3の巻線W33と第7の巻線W37との間の位置において導電線3に挿入されている。インダクタL304は、第4の巻線W34と第8の巻線W38との間の位置において導電線4に挿入されている。これにより、巻線W31,W32によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL301,L302)に加え、巻線W37,W38によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL303,L304)によっても、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。
【0136】
次に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bの間の位置を除いて、位置P32a,P32bよりも位置P33a,P33bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、キャパシタ33によって、位置P33a,P33bにおいて導電線3,4よりノーマルモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、ノーマルモードノイズに対して逆相となるノーマルモード注入信号が生成される。このノーマルモード注入信号は、第5の巻線W35に供給される。第5の巻線W35は、第3の巻線W33を介して、導電線3上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を導電線3に注入する。また、第5の巻線W35は、第4の巻線W34を介して、導電線4上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を導電線4に注入する。これにより、導電線3,4において位置P32a,P32bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0137】
次に、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bの間の位置を除いて、位置P33a,P33bよりも位置P32a,P32bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、第3の巻線W33および第4の巻線W34を通過するノーマルモードノイズに対応する信号が第5の巻線W35に誘起される。このようにして、第5の巻線W35によって、位置P32a,P32bにおいて導電線3,4よりノーマルモードノイズに対応する信号が検出されると共に、この信号に対応するノーマルモード注入信号が生成される。このノーマルモード注入信号は、キャパシタ33を通過すると共に、位置P33a,33bにおいて導電線3,4に注入される。位置P33aでは、導電線3上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号が導電線3に注入される。位置P33bでは、導電線4上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号が導電線4に注入される。これにより、導電線3,4において位置P33a,P33bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0138】
次に、コモンモードノイズの発生源が、位置P31a,P31bと位置P34a,P34bの間の位置を除いて、位置P31a,P31bよりも位置P34a,P34bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、キャパシタ34,35によって、位置P34a,P34bにおいて導電線3,4よりコモンモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、コモンモードノイズに対して逆相となるコモンモード注入信号が生成される。このコモンモード注入信号は、第6の巻線W36に供給される。第6の巻線W36は、第1の巻線W31および第2の巻線W32を介して、導電線3,4上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を導電線3,4に注入する。これにより、導電線3,4において位置P31a,P31bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0139】
次に、コモンモードノイズの発生源が、位置P31a,P31bと位置P34a,P34bの間の位置を除いて、位置P34a,P34bよりも位置P31a,P31bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、第1の巻線W31および第2の巻線W32を通過するコモンモードノイズに対応する信号が第6の巻線W36に誘起される。このようにして、第6の巻線W36によって、位置P31a,P31bにおいて導電線3,4よりコモンモードノイズに対応する信号が検出されると共に、この信号に対応するコモンモード注入信号が生成される。このコモンモード注入信号は、キャパシタ34,35を通過すると共に、位置P34a,P34bにおいて導電線3,4に注入される。コモンモード注入信号は、導電線3,4上のコモンモードノイズに対して逆相となるように導電線3,4に注入される。これにより、導電線3,4において位置P34a,P34bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0140】
このように、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制することができる。特に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能とを併せ持っている。従って、このノイズ抑制回路によれば、相殺型ノイズ抑制回路の利点を生かして、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0141】
ところで、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とを単純に組み合わせて、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制できる回路を構成することも考えられる。しかしながら、この場合には、回路に含まれる部品点数が多くなり、回路が大型化するという問題が生じる。
【0142】
本実施の形態では、導電線3,4において、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bとの間に、漏れインダクタンスが発生するように結合された巻線W31,W32と、漏れインダクタンスが発生するように結合された巻線W37,W38とが設けられている。そして、巻線W31,W32によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL301,L302)と、巻線W37,W38によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL303,L304)とによって、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。これにより、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bとの間において、導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値と、キャパシタ33および第5の巻線W35を経由して導電線3,4に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【0143】
このように、本実施の形態では、コモンモードノイズ抑制用の巻線W31,W32によって発生される漏れインダクタンスと、同じくコモンモードノイズ抑制用の巻線W37,W38によって発生される漏れインダクタンスとを利用して、位置P32a,P32bと位置P33a,P33bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値を低減させるようにしている。そのため、本実施の形態では、図3におけるインダクタンス素子117のような、ノーマルモードノイズの波高値を低減させるためのインダクタンス素子が不要になる。従って、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とを単純に組み合わせて構成された回路に比べて、部品点数を少なくして、回路を小型化することが可能になる。
【0144】
本実施の形態において、巻線W31,W32の結合係数と巻線W37,W38の結合係数は共に、0.001〜0.999の範囲内であればよい。また、上記結合係数は、ノイズ抑制回路が使用される環境におけるノーマルモードノイズとコモンモードノイズとの割合に応じて適宜に設定することが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが共にある程度存在する環境では、上記結合係数は、0.2〜0.8の範囲内であることが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが同程度存在する環境では、上記結合係数は、0.4〜0.6の範囲内であることが好ましい。
【0145】
また、本実施の形態では、ノーマルモード注入信号の伝送路は、注入信号を通過させるための素子としてキャパシタ33を含んでいる。そのため、本実施の形態によれば、キャパシタ33のみによって、ノーマルモードノイズに対応した信号の検出と、ノーマルモードノイズに対して逆相となる注入信号の生成とを行うことができる。従って、本実施の形態によれば、部品点数をより少なくすることができる。
【0146】
また、本実施の形態では、コモンモード注入信号の伝送路は、注入信号を通過させるための素子としてキャパシタ34,35を含んでいる。そのため、本実施の形態によれば、キャパシタ34,35のみによって、コモンモードノイズに対応した信号の検出と、コモンモードノイズに対して逆相となる注入信号の生成とを行うことができる。従って、本実施の形態によれば、部品点数をより少なくすることができる。
【0147】
次に、図14を参照して、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性の一例について説明する。ここでは、図13に示した本実施の形態に係るノイズ抑制回路と、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路(以下、第1の比較例と言う。)と、図6に示したコモンモードノイズフィルタ回路(以下、第2の比較例と言う。)と、図13に示した本実施の形態に係るノイズ抑制回路から巻線W37,W38および磁芯36からなるコモンモードチョークコイルを除いた回路(以下、第3の比較例と言う。)のそれぞれについて、シミュレーションによって伝送特性を求めた。なお、伝送特性としては、ゲインの周波数特性を求めた。
【0148】
このシミュレーションでは、以下の数値を使用した。まず、図13における巻線W31,W32,W36のインダクタンスはいずれも300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図13における巻線W33,W34のインダクタンスは60μHとし、巻線W35のインダクタンスは240μHとし、巻線W33,W34,W35の結合係数は0.8とした。また、図13における巻線W37,W38のインダクタンスは共に300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図13におけるキャパシタ33のキャパシタンスは0.1μHとし、キャパシタ34,35のキャパシタンスは3300pFとした。また、図5における巻線125a,125b,125cのインダクタンスはいずれも300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図5における巻線127a,127bのインダクタンスは共に300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図6における巻線135a,135bのインダクタンスは共に300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。
【0149】
上述のシミュレーションによって求めた伝送特性を図14に示す。図14において、符号41で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性、および第1の比較例のコモンモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号41で示した線で表わされる2つの伝送特性は完全に一致している。また、図14において、符号42で示した線は、第2の比較例のコモンモード信号に対する伝送特性を表わし、符号43で示した線は、第3の比較例のコモンモード信号に対する伝送特性を表わしている。図14から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、コモンモード信号に対する伝送特性に関して、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路と同等の特性を有していることが分かる。また、図14から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、第2の比較例よりも優れたコモンモードノイズ抑制効果を発揮することが分かる。更に、図14から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路において、巻線W37,W38および磁芯36からなるコモンモードチョークコイルが、コモンモードノイズ抑制効果を高めるのに有効であることが分かる。
【0150】
次に、図15を参照して、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性の一例について説明する。ここでは、図13に示した本実施の形態に係るノイズ抑制回路と、ノーマルモードチョークコイル(以下、第4の比較例と言う。)と、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路(以下、第5の比較例と言う。)と、前記の第3の比較例のそれぞれについて、シミュレーションによって伝送特性を求めた。なお、伝送特性としては、ゲインの周波数特性を求めた。
【0151】
このシミュレーションでは、以下の数値を使用した。まず、本実施の形態に係るノイズ抑制回路における数値は、図14に示した伝送特性を求めた際の数値と同じである。第4の比較例のインダクタンスは120μHとした。また、図3における巻線115a,115bのインダクタンスは共に120μHとし、これらの結合係数は0.8とした。また、図3におけるインダクタンス素子117のインダクタンスは6μHとし、キャパシタ116のキャパシタンスは0.1μFとした。
【0152】
上述のシミュレーションによって求めた伝送特性を図15に示す。図15において、符号47で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わしている。また、図15において、符号44,45,46で示した各線は、それぞれ、第4の比較例、第5の比較例、第3の比較例のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わしている。図15から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、ノーマルモード信号に対する伝送特性に関して、ノーマルモードチョークコイルおよび図3に示した相殺型ノイズ抑制回路よりも優れた特性を有していることが分かる。
【0153】
[第4の実施の形態]
図16は、本発明の第4の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能とを併せ持つものである。
【0154】
本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、第1の実施の形態と同様に、一対の端子1a,1bと、他の一対の端子2a,2bと、端子1a,2a間を接続する第1の導電線3と、端子1b,2b間を接続する第2の導電線4とを備えている。
【0155】
ノイズ抑制回路は、更に、所定の第1の位置P41aにおいて導電線3に挿入され、導電線3上のノーマルモードノイズを抑制する第1の巻線W41と、磁芯51と、第1の位置P41aに対応する位置P41bにおいて導電線4に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように磁芯51を介して第1の巻線W41に結合され、導電線4上のノーマルモードノイズを抑制する第2の巻線W42と、磁芯51を介して第1の巻線W41および第2の巻線W42に結合された第6の巻線W46とを備えている。巻線W41,W42は、巻線W41,W42にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W41,W42を流れる電流によって磁芯51に誘起される磁束の方向が同じになるような向きに、磁芯51に巻かれている。これにより、巻線W41,W42は、ノーマルモードノイズを抑制し、コモンモードノイズを通過させる。例えば、巻線W41,W42,W46の巻数の比は、1:1:2になっている。
【0156】
ノイズ抑制回路は、更に、第1の位置P41aとは異なる第2の位置P42aにおいて導電線3に挿入された第3の巻線W43と、磁芯52と、第2の位置P42aに対応する位置P42aにおいて導電線4に挿入されると共に磁芯52を介して第3の巻線W43に結合され、第3の巻線W43と協働してコモンモードノイズを抑制する第4の巻線W44と、磁芯52を介して第3の巻線W43および第4の巻線W44に結合された第5の巻線W45とを備えている。巻線W43,W44および磁芯52は、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線W43,W44は、巻線W43,W44にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線W43,W44を流れる電流によって磁芯52に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯52に巻かれている。これにより、巻線W43,W44は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。例えば、巻線W43,W44,W45の巻数は等しくなっている。
【0157】
ノイズ抑制回路は、更に、一端が、第1の位置P41aおよび第2の位置P42aとは異なる第3の位置P43aにおいて導電線3に接続され、他端が第5の巻線W45の一端に接続されたキャパシタ53と、一端が、第3の位置P43aに対応する位置P43bにおいて導電線4に接続され、他端がキャパシタ53の他端および第5の巻線W45の一端に接続されたキャパシタ54とを備えている。第5の巻線W45の他端は接地されている。キャパシタ53,54は、周波数が所定値以上のコモンモード信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。位置P43a,P43bから、キャパシタ53,54および第5の巻線W45を経て、グラウンドに至る信号経路は、本発明におけるコモンモード注入信号伝送路に対応する。すなわち、この経路は、コモンモードノイズを抑制するために導電線3,4に注入されるコモンモード注入信号を伝送するようになっている。
【0158】
本実施の形態において、第1の巻線W41と第2の巻線W42との結合係数は1よりも小さい。従って、巻線W41,W42は、導電線3,4のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。図16には、これらの漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタL401,L402を含めている。インダクタL401は、第1の巻線W41と第3の巻線W43との間の位置において導電線3に挿入されている。インダクタL402は、第2の巻線W42と第4の巻線W44との間の位置において導電線4に挿入されている。
【0159】
また、本実施の形態において、第1の位置P41aは第2の位置P42aと第3の位置P43aの間に配置されている。これにより、巻線W41,W42によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL401,L402)によって、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値が低減される。
【0160】
巻線W43,W44,W45、磁芯52、キャパシタ53,54およびインダクタL401,L402は、本発明におけるコモンモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図5に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能を発揮する。
【0161】
ノイズ抑制回路は、更に、一端が、第1の位置P41aとは異なる第4の位置P44aにおいて導電線3に接続され、他端が第6の巻線W46の一端に接続されたキャパシタ55を備えている。第6の巻線W46の他端は、第4の位置P44aに対応する位置P44bにおいて導電線4に接続されている。キャパシタ55は、周波数が所定値以上のノーマルモード信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。位置P44aから、キャパシタ55および第6の巻線W46を経て、位置P44bに至る信号経路は、本発明におけるノーマルモード注入信号伝送路に対応する。すなわち、この経路は、ノーマルモードノイズを抑制するために導電線3,4に注入されるノーマルモード注入信号を伝送するようになっている。
【0162】
本実施の形態において、第3の巻線W43と第4の巻線W44との結合係数は1よりも小さい。従って、巻線W43,W44は、導電線3,4のそれぞれにおいて漏れインダクタンスを発生させる。図16には、これらの漏れインダクタンスと等しいインダクタンスを有する仮想のインダクタL403,L404を含めている。
【0163】
また、本実施の形態において、第2の位置P42aは、第1の位置P41aと第4の位置P44aの間に配置されている。また、インダクタL403は、第3の巻線W43と位置P44aとの間の位置において導電線3に挿入されている。インダクタL404は、第4の巻線W44と位置P44bとの間の位置において導電線4に挿入されている。これにより、巻線W43,W44によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL403,L404)によって、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。
【0164】
本実施の形態では、特に、端子1aに近い方から順に位置P43a,P41a,P42a,P44aが配置され、同様に、端子1bに近い方から順に位置P43b,P41b,P42b,P44bが配置されている。
【0165】
巻線W41,W42,W46、磁芯51、キャパシタ55およびインダクタL403,L404は、本発明におけるノーマルモードノイズ抑制手段に対応すると共に、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の機能を発揮する。
【0166】
次に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、コモンモードノイズの発生源が、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bの間の位置を除いて、位置P42a,P42bよりも位置P43a,P43bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、キャパシタ53,54によって、位置P43a,P43bにおいて導電線3,4よりコモンモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、コモンモードノイズに対して逆相となるコモンモード注入信号が生成される。このコモンモード注入信号は、第5の巻線W45に供給される。第5の巻線W45は、第3の巻線W43および第4の巻線W44を介して、導電線3,4上のコモンモードノイズに対して逆相となるようにコモンモード注入信号を導電線3,4に注入する。これにより、導電線3,4において位置P42a,P42bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0167】
次に、コモンモードノイズの発生源が、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bの間の位置を除いて、位置P43a,P43bよりも位置P42a,P42bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のコモンモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、第3の巻線W43および第4の巻線W44を通過するコモンモードノイズに対応する信号が第5の巻線W45に誘起される。このようにして、第5の巻線W45によって、位置P42a,P42bにおいて導電線3,4よりコモンモードノイズに対応する信号が検出されると共に、この信号に対応するコモンモード注入信号が生成される。このコモンモード注入信号は、キャパシタ53,54を通過すると共に、位置P43a,P43bにおいて導電線3,4に注入される。コモンモード注入信号は、導電線3,4上のコモンモードノイズに対して逆相となるように導電線3,4に注入される。これにより、導電線3,4において位置P43a,P43bからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【0168】
次に、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bの間の位置を除いて、位置P41a,P41bよりも位置P44a,P44bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、キャパシタ55によって、位置P44a,P44bにおいて導電線3,4よりノーマルモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、ノーマルモードノイズに対して逆相となるノーマルモード注入信号が生成される。このノーマルモード注入信号は、第6の巻線W46に供給される。第6の巻線W46は、第1の巻線W41を介して、導電線3上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を導電線3に注入する。また、第6の巻線W46は、第2の巻線W42を介して、導電線4上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号を導電線4に注入する。これにより、導電線3,4において位置P41a,P41bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0169】
次に、ノーマルモードノイズの発生源が、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bの間の位置を除いて、位置P44a,P44bよりも位置P41a,P41bに近い位置にある場合におけるノイズ抑制回路のノーマルモードノイズ抑制作用について説明する。この場合には、第1の巻線W41および第2の巻線W42を通過するノーマルモードノイズに対応する信号が第6の巻線W46に誘起される。このようにして、第6の巻線W46によって、位置P41a,P41bにおいて導電線3,4よりノーマルモードノイズに対応する信号が検出されると共に、この信号に対応するノーマルモード注入信号が生成される。このノーマルモード注入信号は、キャパシタ55を通過すると共に、位置P44a,44bにおいて導電線3,4に注入される。位置P44aでは、導電線3上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号が導電線3に注入される。位置P44bでは、導電線4上のノーマルモードノイズに対して逆相となるようにノーマルモード注入信号が導電線4に注入される。これにより、導電線3,4において位置P44a,P44bからノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【0170】
このように、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制することができる。特に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能とを併せ持っている。従って、このノイズ抑制回路によれば、相殺型ノイズ抑制回路の利点を生かして、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【0171】
ところで、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とを単純に組み合わせて、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制できる回路を構成することも考えられる。しかしながら、この場合には、回路に含まれる部品点数が多くなり、回路が大型化するという問題が生じる。
【0172】
本実施の形態では、導電線3,4において、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bとの間に、漏れインダクタンスが発生するように結合された巻線W41,W42が設けられている。そして、巻線W41,W42によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL401,L402)によって、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値が低減される。これにより、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bとの間において、導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値と、キャパシタ53,54および第5の巻線W45を経由して導電線3,4に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【0173】
このように、本実施の形態では、ノーマルモードノイズ抑制用の巻線W41,W42によって発生される漏れインダクタンスを利用して、位置P42a,P42bと位置P43a,P43bとの間において導電線3,4を通過するコモンモードノイズの波高値を低減させるようにしている。そのため、本実施の形態では、図5における巻線127a,127bおよび磁芯127cからなるコモンモードチョークコイルのような、コモンモードノイズの波高値を低減させるためのインダクタンス素子が不要になる。
【0174】
また、本実施の形態では、導電線3,4において、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bとの間に、漏れインダクタンスが発生するように結合された巻線W43,W44が設けられている。そして、巻線W43,W44によって発生される漏れインダクタンス(インダクタL403,L404)によって、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減される。これにより、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bとの間において、導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値と、キャパシタ55および第6の巻線W46を経由して導電線3,4に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【0175】
このように、本実施の形態では、コモンモードノイズ抑制用の巻線W43,W44によって発生される漏れインダクタンスを利用して、位置P41a,P41bと位置P44a,P44bとの間において導電線3,4を通過するノーマルモードノイズの波高値を低減させるようにしている。そのため、本実施の形態では、図3におけるインダクタンス素子117のような、ノーマルモードノイズの波高値を低減させるためのインダクタンス素子が不要になる。
【0176】
これらのことから、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路とを単純に組み合わせて構成された回路に比べて、部品点数を少なくして、回路を小型化することが可能になる。
【0177】
本実施の形態において、巻線W41,W42の結合係数と巻線W43,W44の結合係数は共に、0.001〜0.999の範囲内であればよい。また、上記結合係数は、ノイズ抑制回路が使用される環境におけるノーマルモードノイズとコモンモードノイズとの割合に応じて適宜に設定することが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが共にある程度存在する環境では、上記結合係数は、0.2〜0.8の範囲内であることが好ましい。ノーマルモードノイズとコモンモードノイズとが同程度存在する環境では、上記結合係数は、0.4〜0.6の範囲内であることが好ましい。
【0178】
また、本実施の形態では、ノーマルモード注入信号の伝送路は、注入信号を通過させるための素子としてキャパシタ55を含んでいる。そのため、本実施の形態によれば、キャパシタ55のみによって、ノーマルモードノイズに対応した信号の検出と、ノーマルモードノイズに対して逆相となる注入信号の生成とを行うことができる。従って、本実施の形態によれば、部品点数をより少なくすることができる。
【0179】
また、本実施の形態では、コモンモード注入信号の伝送路は、注入信号を通過させるための素子としてキャパシタ53,54を含んでいる。そのため、本実施の形態によれば、キャパシタ53,54のみによって、コモンモードノイズに対応した信号の検出と、コモンモードノイズに対して逆相となる注入信号の生成とを行うことができる。従って、本実施の形態によれば、部品点数をより少なくすることができる。
【0180】
次に、図17を参照して、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の伝送特性の一例について説明する。ここでは、図16に示した本実施の形態に係るノイズ抑制回路と、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路と、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路のそれぞれについて、シミュレーションによって伝送特性を求めた。なお、伝送特性としては、ゲインの周波数特性を求めた。
【0181】
このシミュレーションでは、以下の数値を使用した。まず、図16における巻線W41,W42のインダクタンスは60μHとし、巻線W46のインダクタンスは240μHとし、巻線W41,W42,W46の結合係数は0.8とした。また、図16における巻線W43,W44,W45のインダクタンスはいずれも300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図16におけるキャパシタ53,54のキャパシタンスは共に3300pFとし、キャパシタ55のキャパシタンスは0.1μFとした。また、図3における巻線115a,115bのインダクタンスは共に120μHとし、これらの結合係数は0.8とした。また、図3におけるインダクタンス素子117のインダクタンスは3μHとし、キャパシタ116のキャパシタンスは0.1μFとした。また、図5における巻線125a,125b,125cのインダクタンスはいずれも300μHとし、これらの結合係数は0.995とした。また、図5における巻線127a,127bのインダクタンスは共に12μHとし、これらの結合係数は0.995とした。
【0182】
上述のシミュレーションによって求めた伝送特性を図17に示す。図17において、符号61で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性、および図5に示した相殺型ノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号61で示した線で表わされる2つの伝送特性は完全に一致している。また、図17において、符号62で示した線は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わし、符号63で示した線は、図3に示した相殺型ノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性を表わしている。符号62,63で示した各線で表わされる2つの伝送特性は近似している。図17から、本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図3に示したノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能と、図5に示したコモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の機能とを発揮することが分かる。
【0183】
なお、上記各実施の形態に係るノイズ抑制回路は、電力変換回路が発生するリップル電圧やノイズを低減する手段や、電力線通信において電力線上のノイズを低減したり、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する手段として利用することができる。
【0184】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。本発明では、ノーマルモードノイズ抑制手段が相殺型ノイズ抑制回路の構成になる場合には、コモンモードノイズ抑制手段が漏れインダクタンスを発生する2つの巻線を有し、この2つの巻線が、相殺型ノイズ抑制回路におけるノイズの検出位置と注入信号の注入位置との間に配置されていればよい。また、コモンモードノイズ抑制手段が相殺型ノイズ抑制回路の構成になる場合には、ノーマルモードノイズ抑制手段が漏れインダクタンスを発生する2つの巻線を有し、この2つの巻線が、相殺型ノイズ抑制回路におけるノイズの検出位置と注入信号の注入位置との間に配置されていればよい。従って、本発明のノイズ抑制回路は、上記の2つの条件の少なくとも一方を満たすものであれば、第1ないし第4の実施の形態以外の構成であってもよい。
【0185】
また、各実施の形態において、キャパシタのみからなるハイパスフィルタの代わりに、他の構成のハイパスフィルタや、バンドパスフィルタを設けてもよい。
【0186】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のノイズ抑制回路によれば、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズを抑制でき、且つノイズ抑制回路の小型化が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図2】相殺型ノイズ抑制回路の基本構成を示す回路図である。
【図3】ノーマルモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の構成の一例を示す回路図である。
【図4】図3に示した相殺型ノイズ抑制回路の作用について説明するための回路図である。
【図5】コモンモードノイズ抑制用の相殺型ノイズ抑制回路の構成の一例を示す回路図である。
【図6】コモンモードノイズフィルタ回路を示す回路図である。
【図7】図6に示したフィルタ回路の等価回路を示す回路図である。
【図8】ノーマルモードノイズフィルタ回路を示す回路図である。
【図9】図8に示したフィルタ回路の等価回路を示す回路図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係るノイズ抑制回路の伝送特性の一例を示す特性図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係るノイズ抑制回路の伝送特性の一例を示す特性図である。
【図13】本発明の第3の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図14】本発明の第3の実施の形態に係るノイズ抑制回路のコモンモード信号に対する伝送特性の一例を示す特性図である。
【図15】本発明の第3の実施の形態に係るノイズ抑制回路のノーマルモード信号に対する伝送特性の一例を示す特性図である。
【図16】本発明の第4の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図17】本発明の第4の実施の形態に係るノイズ抑制回路の伝送特性の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
3,4…導電線、11,12…磁芯、13…キャパシタ、W11…第1の巻線、W12…第2の巻線、W13…第3の巻線、W14…第4の巻線、W15…第5の巻線、L101,L102…インダクタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a noise suppression circuit that suppresses noise propagating on a conductive wire.
[0002]
[Prior art]
Power electronics devices such as switching power supplies, inverters, lighting circuits for lighting devices, and the like have a power conversion circuit that converts power. The power conversion circuit has a switching circuit that converts direct current into rectangular alternating current. For this reason, the power conversion circuit generates a ripple voltage having a frequency equal to the switching frequency of the switching circuit and noise associated with the switching operation of the switching circuit. This ripple voltage and noise adversely affect other devices. Therefore, it is necessary to provide a means for reducing ripple voltage and noise between the power conversion circuit and another device or line.
[0003]
As means for reducing ripple voltage and noise, a filter including an inductance element (inductor) and a capacitor, a so-called LC filter is often used. The LC filter includes a T-type filter and a π-type filter in addition to one having one inductance element and one capacitor. A general noise filter for electromagnetic interference (EMI) countermeasures is also a kind of LC filter. A general EMI filter is configured by combining discrete elements such as a common mode choke coil, a normal mode choke coil, an X capacitor, and a Y capacitor.
[0004]
Recently, power line communication has been considered promising as a communication technique used in building a communication network in the home, and its development is being promoted. In power line communication, communication is performed by superimposing a high-frequency signal on the power line. In this power line communication, noise is generated on the power line due to the operation of various electric / electronic devices connected to the power line, which causes a decrease in communication quality such as an increase in error rate. Therefore, a means for reducing noise on the power line is required. In power line communication, it is necessary to prevent a communication signal on the indoor power line from leaking to the outdoor power line. The LC filter is also used as means for reducing such noise on the power line or preventing a communication signal on the indoor power line from leaking to the outdoor power line.
[0005]
Noise that propagates through two conductive lines includes normal mode noise that causes a potential difference between the two conductive lines and common mode noise that propagates through the two conductive lines in the same phase.
[0006]
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-9-102723
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional LC filter has a specific resonance frequency determined by inductance and capacitance, there is a problem that a desired attenuation can be obtained only in a narrow frequency range.
[0009]
In addition, the filter inserted into the power transporting conductive wire is required to obtain desired characteristics in a state where a current for power transporting flows and to take measures against temperature rise. Therefore, such a filter has a problem that the inductance element is increased in size in order to realize desired characteristics.
[0010]
On the other hand, in the line filter described in
[0011]
In actual conductive lines, the ratio of normal mode noise to common mode noise varies, but normal mode noise and common mode noise are often mixed. Therefore, there is a need for a noise suppression circuit that can reduce both normal mode noise and common mode noise.
[0012]
A general EMI filter includes a filter for reducing normal mode noise and a filter for reducing common mode noise. For this reason, the EMI filter has the same problems as the LC filter described above, and has a problem that the number of parts is large and the size is increased.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a noise suppression circuit that can suppress normal mode noise and common mode noise and can be miniaturized.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The first and second noise suppression circuits of the present invention include normal mode noise suppression means for suppressing normal mode noise that is transmitted by the first and second conductive lines and causes a potential difference between the conductive lines. Common mode noise suppression means for suppressing common mode noise propagating in the same phase through the first and second conductive lines.
[0015]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the common mode noise suppression means includes a first winding inserted into the first conductive line at a predetermined first position, and a position corresponding to the first position. A second winding inserted into the second conductive line and coupled to the first winding to generate leakage inductance and cooperate with the first winding to suppress common mode noise; Have.
[0016]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the normal mode noise suppression means is inserted into the first conductive line at a second position different from the first position, and normal mode noise on the first conductive line. A third winding for suppressing normal mode noise, a fourth winding inserted into the second conductive line at a position corresponding to the second position and suppressing normal mode noise on the second conductive line, A fifth winding coupled to the fourth winding, connected to the fifth winding, connected to the first conductive line at a third position different from the first and second positions, and Normal mode injection signal transmission for transmitting a normal mode injection signal that is connected to the second conductive line at a position corresponding to the third position and is injected into the first and second conductive lines to suppress normal mode noise. Road.
[0017]
Further, in the first noise suppression circuit of the present invention, the first position is disposed between the second position and the third position, and thereby the leakage inductance generated by the first and second windings. Thus, the peak value of the normal mode noise passing through the first and second conductive lines between the second position and the third position is reduced.
[0018]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the source of normal mode noise is closer to the third position than the second position, except for the position between the second position and the third position. If so, the normal mode injection signal transmission path generates a normal mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the third position and the corresponding position, This normal mode injection signal is supplied to the fifth winding. The fifth winding injects a normal mode injection signal into the first conductive line via the third winding so as to be in reverse phase to the normal mode noise on the first conductive line, and The normal mode injection signal is injected into the second conductive line through the winding 4 so as to be in reverse phase to the normal mode noise on the second conductive line. Thereby, in the first and second conductive lines, the normal mode noise is suppressed from the second position in the forward direction of the normal mode noise.
[0019]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the source of normal mode noise is closer to the second position than the third position, except for the position between the second position and the third position. When in position, the fifth winding generates a normal mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the second position and the corresponding position. The normal mode injection signal transmission line injects a normal mode injection signal into the first conductive line at the third position so as to have a phase opposite to the normal mode noise on the first conductive line, and the third mode. At a position corresponding to the position, a normal mode injection signal is injected into the second conductive line so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line. As a result, in the first and second conductive lines, the normal mode noise is suppressed from the third position in the forward direction of the normal mode noise.
[0020]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the normal mode injection signal transmission path may include a capacitor for passing the normal mode injection signal.
[0021]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the common mode noise suppression means is further connected to a sixth winding coupled to the first and second windings and to the sixth winding, In order to suppress common mode noise, the first conductive line is connected to the first conductive line at a fourth position different from the first position, and further connected to the second conductive line at a position corresponding to the fourth position. And a common mode injection signal transmission line for transmitting a common mode injection signal injected into the second conductive line, and inserted into the first conductive line at a fifth position between the first position and the fourth position. The seventh winding and the seventh winding are inserted into the second conductive wire at a position corresponding to the fifth position and are coupled to the seventh winding, and cooperate with the seventh winding to reduce common mode noise. You may have the 8th coil | winding to suppress. The seventh and eighth windings reduce the peak value of common mode noise passing through the first and second conductive lines between the first position and the fourth position.
[0022]
In the case where the first noise suppression circuit of the present invention has the above-described configuration, the common mode noise generation source is fourth than the first position except for the position between the first position and the fourth position. Common mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the fourth position and the corresponding position by the common mode injection signal transmission line. And the common mode injection signal is supplied to the sixth winding. The sixth winding transmits the common mode injection signal through the first and second windings so that the common mode injection signal has a phase opposite to the common mode noise on the first and second conductive lines. Inject into the conductive wire. Thereby, in the first and second conductive lines, the common mode noise is suppressed from the first position in the traveling direction of the common mode noise.
[0023]
Further, in the case where the first noise suppression circuit of the present invention has the above-described configuration, the common mode noise source is more than the fourth position except for the position between the first position and the fourth position. When in a position close to the first position, the sixth winding causes the common mode injection based on signals detected from the first and second conductive lines at the first position and the corresponding position by the sixth winding. A signal is generated. The common mode injection signal transmission line transmits the common mode injection signal at the fourth position and the corresponding position so that the common mode injection signal has a phase opposite to the common mode noise on the first and second conductive lines. Inject into two conductive lines. Thereby, in the first and second conductive lines, the common mode noise is suppressed beyond the fourth position in the traveling direction of the common mode noise.
[0024]
In the case where the first noise suppression circuit of the present invention has the above-described configuration, the seventh winding and the eighth winding are coupled so that leakage inductance is generated, and the fifth position is the second position. It may be arranged between the position and the third position. Thereby, in addition to the leakage inductance generated by the first and second windings, the leakage inductance generated by the seventh and eighth windings also causes the first and second positions to be changed between the second position and the third position. The peak value of normal mode noise passing through the first and second conductive lines is reduced.
[0025]
In the first noise suppression circuit of the present invention, the common mode injection signal transmission path may include a capacitor for allowing the common mode injection signal to pass therethrough.
[0026]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the normal mode noise suppression means is inserted into the first conductive line at a predetermined first position, and the first winding for suppressing normal mode noise on the first conductive line. The wire is inserted into the second conductive line at a position corresponding to the first position, and coupled to the first winding so as to generate a leakage inductance, thereby suppressing normal mode noise on the second conductive line. Second winding.
[0027]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the common mode noise suppression means includes a third winding inserted in the first conductive line at a second position different from the first position, and a second winding. A fourth winding which is inserted into the second conductive line at a position corresponding to the position of the first winding and coupled to the third winding and which suppresses common mode noise in cooperation with the third winding; A fifth winding coupled to the third and fourth windings and a fifth winding connected to the fifth winding and connected to the first conductive line at a third position different from the first and second positions; Further, common mode injection is connected to the second conductive line at a position corresponding to the third position, and transmits a common mode injection signal injected into the first and second conductive lines to suppress common mode noise. Signal transmission path.
[0028]
Further, in the second noise suppression circuit of the present invention, the first position is disposed between the second position and the third position, and thereby the leakage inductance generated by the first and second windings. Thus, the peak value of the common mode noise passing through the first and second conductive lines between the second position and the third position is reduced.
[0029]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the common mode noise source is closer to the third position than the second position, except for the position between the second position and the third position. If in position, the common mode injection signal transmission path generates a common mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the third position and the corresponding position, This common mode injection signal is supplied to the fifth winding. The fifth winding transmits the common mode injection signal through the third and fourth windings so that the common mode injection signal has a phase opposite to the common mode noise on the first and second conductive lines. Inject into the conductive wire. Thereby, in the first and second conductive lines, the common mode noise is suppressed beyond the second position in the traveling direction of the common mode noise.
[0030]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the common mode noise source is closer to the second position than the third position, except for a position between the second position and the third position. When in position, the fifth winding generates a common mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the second position and the corresponding position. The common mode injection signal transmission path transmits the common mode injection signal to the first and second common modes so that the common mode injection signal has a phase opposite to the common mode noise on the first and second conductive lines at the third position and the corresponding position. Inject into two conductive lines. Thereby, in the first and second conductive lines, the common mode noise is suppressed beyond the third position in the traveling direction of the common mode noise.
[0031]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the common mode injection signal transmission path may include a capacitor for passing the common mode injection signal.
[0032]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the normal mode noise suppression means is further connected to a sixth winding coupled to the first and second windings and to the sixth winding, The first conductive line is connected to the first conductive line at a fourth position different from the first position, and further connected to the second conductive line at a position corresponding to the fourth position, so as to suppress normal mode noise. And a normal mode injection signal transmission path for transmitting a normal mode injection signal injected into the second conductive line. In this case, the second position is located between the first position and the fourth position, so that the leakage inductance generated by the third and fourth windings causes the first position and the fourth position. The peak value of normal mode noise passing through the first and second conductive lines between the positions may be reduced.
[0033]
In the case where the second noise suppression circuit according to the present invention has the above-described configuration, the source of the normal mode noise is fourth than the first position except for the position between the first position and the fourth position. The normal mode injection signal based on the signals detected from the first and second conductive lines at the fourth position and the corresponding position by the normal mode injection signal transmission line. This normal mode injection signal is supplied to the sixth winding. The sixth winding injects a normal mode injection signal into the first conductive line through the first winding so as to be in a phase opposite to the normal mode noise on the first conductive line, and A normal mode injection signal is injected into the second conductive line through the second winding so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line. Thereby, in the first and second conductive lines, the normal mode noise is suppressed beyond the first position in the traveling direction of the normal mode noise.
[0034]
In the case where the second noise suppression circuit of the present invention is configured as described above, the source of normal mode noise is first than the fourth position except for the position between the first position and the fourth position. The normal mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the first position and the corresponding position by the sixth winding. Generated. The normal mode injection signal transmission line injects the normal mode injection signal into the first conductive line at the fourth position so as to be in reverse phase to the normal mode noise on the first conductive line, At a position corresponding to the position, a normal mode injection signal is injected into the second conductive line so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line. Thereby, in the first and second conductive lines, normal mode noise is suppressed beyond the fourth position in the traveling direction of normal mode noise.
[0035]
In the second noise suppression circuit of the present invention, the normal mode injection signal transmission path may include a capacitor for passing the normal mode injection signal.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the noise suppression technique used in the embodiment of the present invention will be described. In the embodiment of the present invention, a cancellation type noise suppression circuit is used. With reference to FIG. 2, the basic configuration and operation of this canceling noise suppression circuit will be described.
[0037]
As shown in FIG. 2, the canceling noise suppression circuit is connected to the injection /
[0038]
In the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 2, when the noise generation source is located at a position closer to the position B than the position A except for the position between the position A and the position B, the injection
[0039]
Further, in the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 2, when the noise generation source is located closer to the position A than the position B except for the position between the positions A and B, the injection / The
[0040]
In addition, the
[0041]
As will be described in detail later, according to the cancellation type noise suppression circuit, it is possible to effectively suppress noise in a wide frequency range.
[0042]
Hereinafter, an example of a specific configuration of the canceling noise suppression circuit will be described. The configuration of the cancellation type noise suppression circuit includes a configuration for suppressing normal mode noise and a configuration for suppressing common mode noise.
[0043]
First, an example of the configuration of a canceling noise suppression circuit for suppressing normal mode noise will be described with reference to FIG. The canceling noise suppression circuit shown in FIG. 3 connects a pair of
[0044]
The canceling noise suppression circuit shown in FIG. 3 further includes a
[0045]
The
[0046]
Next, the operation of the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 3 will be described. First, a case where the noise generation source is located at a position closer to the position B than the position A except for the position between the position A and the position B will be described. In this case, the
[0047]
Next, in the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 3, a case where the noise generation source is located closer to the position A than the position B except for the position between the position A and the position B will be described. In this case, normal mode noise on the
[0048]
Here, consider a circuit obtained by removing the
[0049]
However, in practice, the impedance of the
[0050]
In the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 3, the
[0051]
Next, the operation of the canceling noise suppression circuit shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit in which a normal
[0052]
In the circuit shown in FIG. 4, the inductance of the second winding 115b is L11, the inductance of the first winding 115a is L12, the capacitance of the
[0053]
Further, let M be the mutual inductance between the first winding 115a and the second winding 115b, and K be the coupling coefficient between them. The coupling coefficient K is expressed by the following formula (1).
[0054]
K = M / √ (L11 · L12) (1)
[0055]
The total impedances Z1 and Z2 of the above impedance are expressed by the following equations (2) and (3), respectively. Note that j represents √ (−1), and ω represents the angular frequency of normal mode noise.
[0056]
Z1 = j (ωL11-1 / ωC1) (2)
Z2 = Zo + jω (L12 + L21) (3)
[0057]
The potential difference Vin is expressed by the following equations (4) and (5).
[0058]
Vin = Z1 · i1 + jωM · i2 (4)
Vin = Z2 · i2 + jωM · i1 (5)
[0059]
Hereinafter, an expression representing the current i2 is obtained without including the current i1 based on the expressions (2) to (5). For this purpose, first, the following equation (6) is derived from the equation (4).
[0060]
i1 = (Vin−jωM · i2) / Z1 (6)
[0061]
Next, when Expression (6) is substituted into Expression (5), the following Expression (7) is obtained.
[0062]
i2 = Vin (Z1-jωM) / (Z1 · Z2 + ω 2 ・ M 2 (7)
[0063]
It can be said that suppressing the normal mode noise by the canceling noise suppression circuit shown in FIG. 4 is reducing the current i2 expressed by the equation (7). According to equation (7), the current i2 decreases as the denominator on the right side of equation (7) increases. Therefore, the denominator (Z1 · Z2 + ω on the right side of equation (7) 2 ・ M 2 ).
[0064]
First, since Z1 is expressed by Expression (2), it increases as the inductance L11 of the second winding 115b increases, and increases as the capacitance C1 of the
[0065]
Next, since Z2 is expressed by Expression (3), it increases as the sum of the inductance L12 of the first winding 115a and the inductance L21 of the
[0066]
The denominator on the right side of equation (7) is ω 2 ・ M 2 Therefore, the current i2 can be reduced by increasing the mutual inductance M. As can be seen from Equation (1), the coupling coefficient K is proportional to the mutual inductance M. Therefore, if the coupling coefficient K is increased, the effect of suppressing normal mode noise by the canceling noise suppression circuit shown in FIG. Since the mutual inductance M is included in the form of a square in the denominator on the right side of Equation (7), the effect of suppressing normal mode noise greatly varies depending on the value of the coupling coefficient K.
[0067]
When the source of normal mode noise is located closer to position A than position B, the roles of second winding 115b and
[0068]
Next, an example of the configuration of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing common mode noise will be described with reference to FIG. The canceling noise suppression circuit shown in FIG. 5 connects a pair of
[0069]
5 further includes a
[0070]
The canceling noise suppression circuit shown in FIG. 5 is further conductive at a position corresponding to the position C, the winding 127a inserted into the
[0071]
The
[0072]
The operation of the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 5 will be described. First, a case where the noise generation source is located at a position closer to the position B than the position A except for the position between the position A and the position B will be described. In this case, common mode noise on the
[0073]
Further, in the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 5, when the noise generation source is located closer to the position A than the position B except for the position between the position A and the position B, the first In addition, the third winding 125c via the
[0074]
In the canceling noise suppression circuit shown in FIG. 5, the action of the canceling noise suppression circuit shown in FIG. 3 is considered when the action related to the noise on the
[0075]
In the embodiment of the present invention, a noise filter circuit including two windings coupled so as to generate a leakage inductance is used in addition to the cancellation type noise suppression circuit described so far. This noise filter circuit includes a common mode noise filter circuit that suppresses common mode noise and a normal mode noise filter circuit that suppresses normal mode noise. Hereinafter, these noise filter circuits will be described.
[0076]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a common mode noise filter circuit. This filter circuit includes a pair of
[0077]
In the filter circuit shown in FIG. 6, the coupling coefficient between the winding 135 a and the winding 135 b is smaller than 1. Therefore, the
[0078]
Here, in the circuit shown in FIG. 7, for example, the inductances of the
[0079]
FIG. 8 is a circuit diagram showing a normal mode noise filter circuit. This filter circuit includes a pair of
[0080]
In the filter circuit shown in FIG. 8, the coupling coefficient between the winding 145 a and the winding 145 b is smaller than 1. Accordingly, the
[0081]
Each embodiment of the present invention effectively suppresses normal mode noise and common mode noise in a wide frequency range by using the noise suppression technology described with reference to FIGS. 2 to 9 and using leakage inductance. A noise suppression circuit that can be reduced in size is realized.
[0082]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to the first embodiment of the present invention. The noise suppression circuit according to the present embodiment has both the function of the cancellation type noise suppression circuit for suppressing normal mode noise shown in FIG. 3 and the function of the common mode noise filter circuit shown in FIG.
[0083]
The noise suppression circuit according to the present embodiment includes a pair of
[0084]
The noise suppression circuit is further connected to the
[0085]
The noise suppression circuit is further inserted into the
[0086]
The noise suppression circuit further has one end connected to the
[0087]
In the present embodiment, the coupling coefficient between the first winding W11 and the second winding W12 is smaller than 1. Therefore, the windings W11 and W12 generate a leakage inductance in each of the
[0088]
In the present embodiment, the first position P11a is disposed between the second position P12a and the third position P13a. Thereby, the peak value of the normal mode noise passing through the
[0089]
The windings W13, W14, W15, the
[0090]
Next, the operation of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described. First, the common mode noise suppression action of the noise suppression circuit will be described. Except for the position between the positions P12a and P12b and the positions P13a and P13b, the common mode noise source is located closer to the positions P13a and P13b than the positions P12a and P12b, and the common mode noise source is The common mode noise forms a common mode choke coil in any of the cases where the positions P12a and P13b are closer to the positions P12a and P12b, except for the positions between the positions P12a and P12b and the positions P13a and P13b. The windings W11 and W12 and the magnetic core 11 are suppressed.
[0091]
Next, the normal mode noise is generated when the source of the normal mode noise is located closer to the positions P13a and P13b than the positions P12a and P12b, except for the position between the positions P12a and P12b and the positions P13a and P13b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, the signal corresponding to the normal mode noise is detected from the
[0092]
Next, the normal mode noise is generated when the source of the normal mode noise is located closer to the positions P12a and P12b than the positions P13a and P13b except for the position between the positions P12a and P12b and the positions P13a and P13b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to normal mode noise passing through the third winding W13 and the fourth winding W14 is induced in the fifth winding W15. In this manner, the fifth winding W15 detects a signal corresponding to normal mode noise from the
[0093]
Thus, according to the noise suppression circuit according to the present embodiment, normal mode noise and common mode noise can be suppressed. In particular, the noise suppression circuit according to the present embodiment has the function of a canceling noise suppression circuit for suppressing normal mode noise. Therefore, according to this noise suppression circuit, it is possible to effectively suppress normal mode noise in a wide frequency range by taking advantage of the cancellation type noise suppression circuit.
[0094]
By the way, it is conceivable to construct a circuit capable of suppressing normal mode noise and common mode noise by simply combining a cancellation mode noise suppression circuit for suppressing normal mode noise and a common mode noise filter circuit. However, in this case, there is a problem that the number of parts included in the circuit increases and the circuit becomes large.
[0095]
In the present embodiment, the
[0096]
As described above, in the present embodiment, the
[0097]
In the present embodiment, the coupling coefficient of the windings W11 and W12 may be in the range of 0.001 to 0.999. The coupling coefficient is preferably set as appropriate according to the ratio of normal mode noise and common mode noise in an environment where the noise suppression circuit is used. In an environment where both normal mode noise and common mode noise exist to some extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.2 to 0.8. In an environment where normal mode noise and common mode noise are present to the same extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.4 to 0.6.
[0098]
In the present embodiment, the transmission path of the normal mode injection signal includes the
[0099]
Next, an example of transmission characteristics of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, each of the noise suppression circuit according to the present embodiment shown in FIG. 1, the cancellation type noise suppression circuit for normal mode noise suppression shown in FIG. 3, and the common mode noise filter circuit shown in FIG. The transmission characteristics were obtained by simulation. As the transmission characteristic, the frequency characteristic of gain was obtained.
[0100]
In this simulation, the following numerical values were used. First, the inductances of the windings W11 and W12 in FIG. 1 are both 300 μH, and their coupling coefficient is 0.995. Further, the inductances of the windings W13 and W14 in FIG. 1 are 60 μH, the inductance of the winding W15 is 240 μH, and the coupling coefficient of the windings W13, W14, and W15 is 0.8. Further, the capacitance of the
[0101]
The transmission characteristics obtained by the above simulation are shown in FIG. In FIG. 10, the line indicated by
[0102]
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to the second embodiment of the present invention. The noise suppression circuit according to the present embodiment has both the function of the cancellation type noise suppression circuit for common mode noise suppression shown in FIG. 5 and the function of the normal mode noise filter circuit shown in FIG.
[0103]
As in the first embodiment, the noise suppression circuit according to the present embodiment is a first pair that connects a pair of
[0104]
The noise suppression circuit is further inserted into the
[0105]
The noise suppression circuit further includes a third winding W23 inserted into the
[0106]
The noise suppression circuit further has one end connected to the
[0107]
In the present embodiment, the coupling coefficient between the first winding W21 and the second winding W22 is smaller than one. Therefore, the windings W21 and W22 generate a leakage inductance in each of the
[0108]
In the present embodiment, the first position P21a is disposed between the second position P22a and the third position P23a. Thereby, the peak value of the common mode noise passing through the
[0109]
The windings W23, W24, W25, the
[0110]
Next, the operation of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described. First, the normal mode noise suppression action of the noise suppression circuit will be described. Except for the position between the positions P22a and P22b and the positions P23a and P23b, the normal mode noise is generated at a position closer to the positions P23a and P23b than the positions P22a and P22b. The normal mode noise is suppressed by the windings W21 and W22 in any case where the positions P22a and P23b are closer to the positions P22a and P22b than the positions P23a and P23b, except for the positions between the positions P22a and P22b and the positions P23a and P23b. Is done.
[0111]
Next, the common mode noise is generated when the common mode noise source is located closer to the positions P23a and P23b than the positions P22a and P22b except for the position between the positions P22a and P22b and the positions P23a and P23b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to the common mode noise is detected by the
[0112]
Next, the common mode noise is generated when the common mode noise source is located closer to the positions P22a and P22b than the positions P23a and P23b, except for the position between the positions P22a and P22b and the positions P23a and P23b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to the common mode noise passing through the third winding W23 and the fourth winding W24 is induced in the fifth winding W25. In this way, the fifth winding W25 detects a signal corresponding to the common mode noise from the
[0113]
Thus, according to the noise suppression circuit according to the present embodiment, normal mode noise and common mode noise can be suppressed. In particular, the noise suppression circuit according to the present embodiment has a function of a canceling noise suppression circuit for common mode noise suppression. Therefore, according to this noise suppression circuit, it is possible to effectively suppress common mode noise in a wide frequency range by taking advantage of the cancellation type noise suppression circuit.
[0114]
By the way, it is also conceivable to construct a circuit capable of suppressing normal mode noise and common mode noise by simply combining a cancellation mode noise suppression circuit for suppressing common mode noise and a normal mode noise filter circuit. However, in this case, there is a problem that the number of parts included in the circuit increases and the circuit becomes large.
[0115]
In the present embodiment, the
[0116]
As described above, in the present embodiment, the
[0117]
In the present embodiment, the coupling coefficient of windings W21 and W22 only needs to be in the range of 0.001 to 0.999. The coupling coefficient is preferably set as appropriate according to the ratio of normal mode noise and common mode noise in an environment where the noise suppression circuit is used. In an environment where both normal mode noise and common mode noise exist to some extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.2 to 0.8. In an environment where normal mode noise and common mode noise are present to the same extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.4 to 0.6.
[0118]
In the present embodiment, the transmission path of the common mode injection signal includes
[0119]
Next, an example of transmission characteristics of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the transmission characteristics of the noise suppression circuit according to the present embodiment shown in FIG. 11, the cancellation noise suppression circuit for common mode noise suppression shown in FIG. Asked. As the transmission characteristic, the frequency characteristic of gain was obtained.
[0120]
In this simulation, the following numerical values were used. First, the inductances of the windings W21 and W22 in FIG. 11 are both 60 μH, and their coupling coefficient is 0.8. In addition, the inductances of the windings W23, W24, and W25 in FIG. 11 are all 300 μH, and their coupling coefficient is 0.995. Further, the capacitances of the
[0121]
The transmission characteristics obtained by the above simulation are shown in FIG. In FIG. 12, the line denoted by
[0122]
[Third Embodiment]
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to the third embodiment of the present invention. The noise suppression circuit according to the present embodiment has the function of the cancellation noise suppression circuit for normal mode noise suppression shown in FIG. 3 and the function of the cancellation noise suppression circuit for common mode noise suppression shown in FIG. It has both.
[0123]
As in the first embodiment, the noise suppression circuit according to the present embodiment is a first pair that connects a pair of
[0124]
The noise suppression circuit is further connected to the
[0125]
The noise suppression circuit is further inserted into the
[0126]
The noise suppression circuit further has one end connected to the
[0127]
In the present embodiment, the coupling coefficient between the first winding W31 and the second winding W32 is smaller than 1. Therefore, the windings W31 and W32 generate a leakage inductance in each of the
[0128]
In the present embodiment, the first position P31a is disposed between the second position P32a and the third position P33a. Thereby, the peak value of normal mode noise passing through the
[0129]
The windings W33, W34, W35, the
[0130]
The noise suppression circuit further includes a
[0131]
The noise suppression circuit further includes a seventh winding W37 inserted in the
[0132]
Windings W37 and W38 reduce the peak value of common mode noise passing through
[0133]
The windings W31, W32, W36, the
[0134]
In the present embodiment, the positions P35a and P35b are arranged between the positions P32a and P32b and the positions P33a and P33b. In this embodiment, in particular, positions P33a, P34a, P35a, P31a, and P32a are arranged in order from the side closer to the terminal 1a. Similarly, positions P33b, P34b, P35b, P31b, and P32b are arranged in order from the side closer to the terminal 1b. Has been placed. Note that the positional relationship between the positions P33a and P33b and the positions P34a and P34b may be opposite to the above case. Further, the position P33a and the position P34a may be the same position, and the position P33b and the position P34b may be the same position.
[0135]
In the present embodiment, the coupling coefficient between the seventh winding W37 and the eighth winding W38 is smaller than one. Therefore, the windings W37 and W37 generate a leakage inductance in each of the
[0136]
Next, the operation of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described. First, the normal mode of the noise suppression circuit when the source of normal mode noise is located closer to the positions P33a and P33b than the positions P32a and P32b, except for the position between the positions P32a and P32b and the positions P33a and P33b. The noise suppression action will be described. In this case, a signal corresponding to the normal mode noise is detected from the
[0137]
Next, the normal mode noise is generated when the source of the normal mode noise is located closer to the positions P32a and P32b than the positions P33a and P33b except for the position between the positions P32a and P32b and the positions P33a and P33b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to normal mode noise passing through the third winding W33 and the fourth winding W34 is induced in the fifth winding W35. In this manner, the fifth winding W35 detects a signal corresponding to the normal mode noise from the
[0138]
Next, the common mode noise is generated when the common mode noise source is located closer to the positions P34a and P34b than the positions P31a and P31b except for the position between the positions P31a and P31b and the positions P34a and P34b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to the common mode noise is detected by the
[0139]
Next, the common mode noise is generated when the source of the common mode noise is located closer to the positions P31a and P31b than the positions P34a and P34b except for the position between the positions P31a and P31b and the positions P34a and P34b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to the common mode noise passing through the first winding W31 and the second winding W32 is induced in the sixth winding W36. In this manner, the sixth winding W36 detects a signal corresponding to the common mode noise from the
[0140]
Thus, according to the noise suppression circuit according to the present embodiment, normal mode noise and common mode noise can be suppressed. In particular, the noise suppression circuit according to the present embodiment has both the function of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing normal mode noise and the function of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing common mode noise. Therefore, according to this noise suppression circuit, it is possible to effectively suppress normal mode noise and common mode noise in a wide frequency range by taking advantage of the cancellation type noise suppression circuit.
[0141]
By the way, it is conceivable to construct a circuit capable of suppressing normal mode noise and common mode noise by simply combining a cancellation noise suppression circuit for suppressing normal mode noise and a cancellation noise suppression circuit for suppressing common mode noise. . However, in this case, there is a problem that the number of parts included in the circuit increases and the circuit becomes large.
[0142]
In the present embodiment, in the
[0143]
Thus, in the present embodiment, the leakage inductance generated by the common mode noise suppression windings W31 and W32 and the leakage inductance generated by the common mode noise suppression windings W37 and W38 are used. Thus, the peak value of normal mode noise passing through the
[0144]
In the present embodiment, both the coupling coefficients of the windings W31 and W32 and the coupling coefficients of the windings W37 and W38 may be in the range of 0.001 to 0.999. The coupling coefficient is preferably set as appropriate according to the ratio of normal mode noise and common mode noise in an environment where the noise suppression circuit is used. In an environment where both normal mode noise and common mode noise exist to some extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.2 to 0.8. In an environment where normal mode noise and common mode noise are present to the same extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.4 to 0.6.
[0145]
In the present embodiment, the normal mode injection signal transmission path includes a
[0146]
In the present embodiment, the transmission path of the common mode injection signal includes
[0147]
Next, an example of transmission characteristics for the common mode signal of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the noise suppression circuit according to the present embodiment shown in FIG. 13, the canceling noise suppression circuit for common mode noise suppression (hereinafter referred to as a first comparative example) shown in FIG. 6 and a common mode noise filter circuit (hereinafter referred to as a second comparative example) and a common composed of windings W37 and W38 and a
[0148]
In this simulation, the following numerical values were used. First, the inductances of the windings W31, W32, and W36 in FIG. 13 are all 300 μH, and their coupling coefficient is 0.995. In addition, the inductances of the windings W33 and W34 in FIG. 13 are 60 μH, the inductance of the winding W35 is 240 μH, and the coupling coefficient of the windings W33, W34, and W35 is 0.8. Further, the inductances of the windings W37 and W38 in FIG. 13 are both 300 μH, and their coupling coefficient is 0.995. Further, the capacitance of the
[0149]
The transmission characteristics obtained by the above simulation are shown in FIG. In FIG. 14, the line denoted by
[0150]
Next, an example of transmission characteristics for the normal mode signal of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the noise suppression circuit according to the present embodiment shown in FIG. 13, a normal mode choke coil (hereinafter referred to as a fourth comparative example), and the cancellation type for normal mode noise suppression shown in FIG. Transmission characteristics were determined by simulation for each of the noise suppression circuit (hereinafter referred to as the fifth comparative example) and the third comparative example. As the transmission characteristic, the frequency characteristic of gain was obtained.
[0151]
In this simulation, the following numerical values were used. First, the numerical values in the noise suppression circuit according to the present embodiment are the same as the numerical values when the transmission characteristics shown in FIG. 14 are obtained. The inductance of the fourth comparative example was 120 μH. Further, the inductances of the
[0152]
The transmission characteristics obtained by the above simulation are shown in FIG. In FIG. 15, the line denoted by
[0153]
[Fourth Embodiment]
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to the fourth embodiment of the present invention. The noise suppression circuit according to the present embodiment has the function of the cancellation noise suppression circuit for normal mode noise suppression shown in FIG. 3 and the function of the cancellation noise suppression circuit for common mode noise suppression shown in FIG. It has both.
[0154]
As in the first embodiment, the noise suppression circuit according to the present embodiment is a first pair that connects a pair of
[0155]
The noise suppression circuit is further inserted into the
[0156]
The noise suppression circuit further includes a third winding W43 inserted into the
[0157]
The noise suppression circuit further has one end connected to the
[0158]
In the present embodiment, the coupling coefficient between the first winding W41 and the second winding W42 is smaller than one. Therefore, the windings W41 and W42 generate a leakage inductance in each of the
[0159]
In the present embodiment, the first position P41a is disposed between the second position P42a and the third position P43a. Thereby, the peak value of the common mode noise passing through the
[0160]
The windings W43, W44, W45, the
[0161]
The noise suppression circuit further includes a
[0162]
In the present embodiment, the coupling coefficient between the third winding W43 and the fourth winding W44 is smaller than one. Therefore, the windings W43 and W44 generate a leakage inductance in each of the
[0163]
In the present embodiment, the second position P42a is disposed between the first position P41a and the fourth position P44a. The inductor L403 is inserted into the
[0164]
In the present embodiment, in particular, positions P43a, P41a, P42a, and P44a are arranged in order from the side closer to the terminal 1a, and similarly, positions P43b, P41b, P42b, and P44b are arranged in order from the side closer to the terminal 1b. .
[0165]
The windings W41, W42, W46, the
[0166]
Next, the operation of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described. First, the common mode noise is generated in a common mode of the noise suppression circuit when the source of the common mode noise is located closer to the positions P43a and P43b than the positions P42a and P42b, except for the position between the positions P42a and P42b and the positions P43a and P43b. The noise suppression action will be described. In this case, a signal corresponding to the common mode noise is detected by the
[0167]
Next, the common mode noise is generated when the common mode noise source is located closer to the positions P42a and P42b than the positions P43a and P43b, except for the position between the positions P42a and P42b and the positions P43a and P43b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to the common mode noise passing through the third winding W43 and the fourth winding W44 is induced in the fifth winding W45. In this manner, the fifth winding W45 detects a signal corresponding to the common mode noise from the
[0168]
Next, the normal mode noise is generated when the source of the normal mode noise is located closer to the positions P44a and P44b than the positions P41a and P41b except for the position between the positions P41a and P41b and the positions P44a and P44b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to the normal mode noise is detected from the
[0169]
Next, the normal mode noise is generated when the source of the normal mode noise is located closer to the positions P41a and P41b than the positions P44a and P44b except for the positions between the positions P41a and P41b and the positions P44a and P44b. The mode noise suppressing action will be described. In this case, a signal corresponding to normal mode noise passing through the first winding W41 and the second winding W42 is induced in the sixth winding W46. In this way, the sixth winding W46 detects the signal corresponding to the normal mode noise from the
[0170]
Thus, according to the noise suppression circuit according to the present embodiment, normal mode noise and common mode noise can be suppressed. In particular, the noise suppression circuit according to the present embodiment has both the function of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing normal mode noise and the function of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing common mode noise. Therefore, according to this noise suppression circuit, it is possible to effectively suppress normal mode noise and common mode noise in a wide frequency range by taking advantage of the cancellation type noise suppression circuit.
[0171]
By the way, it is conceivable to construct a circuit capable of suppressing normal mode noise and common mode noise by simply combining a cancellation noise suppression circuit for suppressing normal mode noise and a cancellation noise suppression circuit for suppressing common mode noise. . However, in this case, there is a problem that the number of parts included in the circuit increases and the circuit becomes large.
[0172]
In the present embodiment, the
[0173]
As described above, in the present embodiment, the
[0174]
In the present embodiment, the
[0175]
As described above, in the present embodiment, the
[0176]
For these reasons, the noise suppression circuit according to the present embodiment is configured by simply combining the cancellation noise suppression circuit for suppressing normal mode noise and the cancellation noise suppression circuit for suppressing common mode noise. Compared to a circuit, the number of parts can be reduced and the circuit can be downsized.
[0177]
In the present embodiment, both the coupling coefficients of the windings W41 and W42 and the coupling coefficients of the windings W43 and W44 may be in the range of 0.001 to 0.999. The coupling coefficient is preferably set as appropriate according to the ratio of normal mode noise and common mode noise in an environment where the noise suppression circuit is used. In an environment where both normal mode noise and common mode noise exist to some extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.2 to 0.8. In an environment where normal mode noise and common mode noise are present to the same extent, the coupling coefficient is preferably in the range of 0.4 to 0.6.
[0178]
In the present embodiment, the transmission path of the normal mode injection signal includes a
[0179]
In the present embodiment, the transmission path of the common mode injection signal includes
[0180]
Next, an example of transmission characteristics of the noise suppression circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the noise suppression circuit according to the present embodiment shown in FIG. 16, the cancellation type noise suppression circuit for normal mode noise suppression shown in FIG. 3, and the cancellation type for common mode noise suppression shown in FIG. For each of the noise suppression circuits, transmission characteristics were obtained by simulation. As the transmission characteristic, the frequency characteristic of gain was obtained.
[0181]
In this simulation, the following numerical values were used. First, the inductances of the windings W41 and W42 in FIG. 16 are 60 μH, the inductance of the winding W46 is 240 μH, and the coupling coefficient of the windings W41, W42, and W46 is 0.8. Further, the inductances of the windings W43, W44, and W45 in FIG. 16 are all 300 μH, and their coupling coefficient is 0.995. Further, the capacitances of the
[0182]
The transmission characteristics obtained by the above simulation are shown in FIG. In FIG. 17, the line denoted by
[0183]
The noise suppression circuit according to each of the embodiments described above is a means for reducing ripple voltage and noise generated by the power conversion circuit, noise on the power line in power line communication, and communication signals on the indoor power line are outdoors. It can be used as means for preventing leakage to the power line.
[0184]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible. In the present invention, when the normal mode noise suppression means has a configuration of a cancellation type noise suppression circuit, the common mode noise suppression means has two windings that generate leakage inductance, and these two windings cancel each other. What is necessary is just to arrange | position between the detection position of the noise in the type | mold noise suppression circuit, and the injection | pouring position of an injection signal. In addition, when the common mode noise suppression unit has a configuration of a cancellation type noise suppression circuit, the normal mode noise suppression unit has two windings that generate leakage inductance, and these two windings are the cancellation type noise suppression unit. What is necessary is just to arrange | position between the detection position of the noise in the suppression circuit, and the injection position of the injection signal. Therefore, the noise suppression circuit of the present invention may have a configuration other than those in the first to fourth embodiments as long as it satisfies at least one of the above two conditions.
[0185]
In each embodiment, a high-pass filter having a different configuration or a band-pass filter may be provided instead of the high-pass filter including only a capacitor.
[0186]
【The invention's effect】
As described above, according to the noise suppression circuit of the present invention, normal mode noise and common mode noise can be suppressed, and the noise suppression circuit can be reduced in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a basic configuration of a cancellation type noise suppression circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing normal mode noise.
4 is a circuit diagram for explaining the operation of the cancellation type noise suppression circuit shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a cancellation type noise suppression circuit for suppressing common mode noise.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a common mode noise filter circuit.
7 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the filter circuit shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a normal mode noise filter circuit.
9 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the filter circuit shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of transmission characteristics of the noise suppression circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing an example of transmission characteristics of the noise suppression circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing an example of transmission characteristics for a common mode signal of a noise suppression circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a characteristic diagram illustrating an example of transmission characteristics for a normal mode signal of a noise suppression circuit according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a noise suppression circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a characteristic diagram illustrating an example of transmission characteristics of a noise suppression circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
3, 4 ... conductive wire, 11, 12 ... magnetic core, 13 ... capacitor, W11 ... first winding, W12 ... second winding, W13 ... third winding, W14 ... fourth winding, W15: fifth winding, L101, L102: inductor.
Claims (9)
前記コモンモードノイズ抑制手段は、所定の第1の位置において第1の導電線に挿入された第1の巻線と、前記第1の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように前記第1の巻線に結合され、前記第1の巻線と協働してコモンモードノイズを抑制する第2の巻線とを有し、
前記ノーマルモードノイズ抑制手段は、前記第1の位置とは異なる第2の位置において第1の導電線に挿入され、第1の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第3の巻線と、前記第2の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入され、第2の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第4の巻線と、前記第3および第4の巻線に結合された第5の巻線と、前記第5の巻線に接続され、前記第1および第2の位置とは異なる第3の位置において第1の導電線に接続され、更に前記第3の位置に対応する位置において第2の導電線に接続され、ノーマルモードノイズを抑制するために前記第1および第2の導電線に注入されるノーマルモード注入信号を伝送するノーマルモード注入信号伝送路とを有し、
前記第1の位置は前記第2の位置と第3の位置の間に配置され、これにより、前記第1および第2の巻線によって発生される漏れインダクタンスによって、前記第2の位置と第3の位置の間において第1および第2の導電線を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減され、
前記ノーマルモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第2の位置よりも第3の位置に近い位置にある場合には、前記ノーマルモード注入信号伝送路によって、前記第3の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記ノーマルモード注入信号が生成され、このノーマルモード注入信号は前記第5の巻線に供給され、前記第5の巻線は、第3の巻線を介して、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第4の巻線を介して、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入し、
前記ノーマルモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第3の位置よりも第2の位置に近い位置にある場合には、前記第5の巻線によって、前記第2の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記ノーマルモード注入信号が生成され、前記ノーマルモード注入信号伝送路は、前記第3の位置において、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第3の位置に対応する位置において、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入することを特徴とするノイズ抑制回路。Normal mode noise suppression means that suppresses normal mode noise that is transmitted by the first and second conductive lines and causes a potential difference between these conductive lines and the first and second conductive lines propagate in the same phase. A common mode noise suppression means for suppressing common mode noise,
The common mode noise suppression means is inserted into the second conductive line at a position corresponding to the first winding and the first winding inserted into the first conductive line at a predetermined first position. And a second winding coupled to the first winding to generate leakage inductance, and cooperating with the first winding to suppress common mode noise,
The normal mode noise suppression means is inserted into the first conductive line at a second position different from the first position, and a third winding for suppressing normal mode noise on the first conductive line; A fourth winding inserted into the second conductive line at a position corresponding to the second position and suppressing normal mode noise on the second conductive line, and coupled to the third and fourth windings A fifth winding, connected to the fifth winding, connected to the first conductive line at a third position different from the first and second positions, and further corresponding to the third position And a normal mode injection signal transmission line for transmitting a normal mode injection signal injected into the first and second conductive lines to be connected to the second conductive line at a position to suppress normal mode noise. ,
The first position is disposed between the second position and the third position, whereby the second position and the third position are caused by leakage inductance generated by the first and second windings. The peak value of normal mode noise passing through the first and second conductive lines between the positions is reduced,
When the source of the normal mode noise is at a position closer to the third position than the second position except for the position between the second position and the third position, the normal mode injection signal The transmission path generates the normal mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the third position and a position corresponding to the third position, and the normal mode injection signal is the first mode injection signal. 5 is supplied to the fifth winding, and the fifth winding transmits the normal mode injection signal through the third winding so as to be in reverse phase with respect to the normal mode noise on the first conductive line. And injecting the normal mode injection signal into the second conductive line through the fourth winding so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line. ,
If the source of the normal mode noise is at a position closer to the second position than the third position, except for the position between the second position and the third position, the fifth winding The normal mode injection signal is generated by a line based on signals detected from the first and second conductive lines at the second position and a position corresponding to the second position, and the normal mode injection signal transmission path is: In the third position, the normal mode injection signal is injected into the first conductive line so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the first conductive line, and at a position corresponding to the third position. A noise suppression circuit, wherein the normal mode injection signal is injected into the second conductive line so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line.
前記コモンモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第1の位置よりも第4の位置に近い位置にある場合には、前記コモンモード注入信号伝送路によって、前記第4の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記コモンモード注入信号が生成され、このコモンモード注入信号は前記第6の巻線に供給され、前記第6の巻線は、前記第1および第2の巻線を介して、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるように前記コモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入し、
前記コモンモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第4の位置よりも第1の位置に近い位置にある場合には、前記第6の巻線によって、前記第1の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記コモンモード注入信号が生成され、前記コモンモード注入信号伝送路は、前記第4の位置およびこれに対応する位置において、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるように前記コモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入することを特徴とする請求項1または2記載のノイズ抑制回路。The common mode noise suppression means further includes a sixth winding coupled to the first and second windings and a fourth winding connected to the sixth winding and different from the first position. Connected to the first conductive line at a position of the second conductive line and further connected to the second conductive line at a position corresponding to the fourth position, and connected to the first and second conductive lines to suppress common mode noise. A common mode injection signal transmission path for transmitting the injected common mode injection signal, and a seventh winding inserted into the first conductive line at a fifth position between the first position and the fourth position; And inserted into the second conductive line at a position corresponding to the fifth position and coupled to the seventh winding, and cooperates with the seventh winding to suppress common mode noise. 8 windings, and the seventh and eighth windings are the first windings. Reducing the peak value of common mode noise passing through the first and second conductive lines between the position and the fourth position,
When the source of the common mode noise is at a position closer to the fourth position than the first position except for a position between the first position and the fourth position, the common mode injection signal The transmission path generates the common mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the fourth position and the corresponding position, and the common mode injection signal is 6 so that the sixth winding is in reverse phase with respect to the common mode noise on the first and second conductive lines via the first and second windings. Injecting the common mode injection signal into the first and second conductive lines;
If the source of the common mode noise is at a position closer to the first position than the fourth position except for the position between the first position and the fourth position, the sixth winding The common mode injection signal is generated by a line based on signals detected from the first and second conductive lines at the first position and a position corresponding thereto, and the common mode injection signal transmission line is Injecting the common mode injection signal into the first and second conductive lines at the fourth position and the corresponding position so as to be in opposite phase to the common mode noise on the first and second conductive lines. The noise suppression circuit according to claim 1 or 2, wherein:
前記第5の位置は前記第2の位置と第3の位置の間に配置され、これにより、前記第1および第2の巻線によって発生される漏れインダクタンスに加え、前記第7および第8の巻線によって発生される漏れインダクタンスによっても、前記第2の位置と第3の位置の間において第1および第2の導電線を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減されることを特徴とする請求項3記載のノイズ抑制回路。The seventh winding and the eighth winding are coupled to generate a leakage inductance,
The fifth position is disposed between the second position and the third position, so that in addition to the leakage inductance generated by the first and second windings, the seventh and eighth positions The peak value of normal mode noise passing through the first and second conductive lines between the second position and the third position is also reduced by the leakage inductance generated by the winding. The noise suppression circuit according to claim 3.
前記ノーマルモードノイズ抑制手段は、所定の第1の位置において第1の導電線に挿入され、第1の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第1の巻線と、前記第1の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に、漏れインダクタンスが発生するように前記第1の巻線に結合され、第2の導電線上のノーマルモードノイズを抑制する第2の巻線とを有し、
前記コモンモードノイズ抑制手段は、前記第1の位置とは異なる第2の位置において第1の導電線に挿入された第3の巻線と、前記第2の位置に対応する位置において第2の導電線に挿入されると共に前記第3の巻線に結合され、前記第3の巻線と協働して前記コモンモードノイズを抑制する第4の巻線と、前記第3および第4の巻線に結合された第5の巻線と、前記第5の巻線に接続され、前記第1および第2の位置とは異なる第3の位置において第1の導電線に接続され、更に前記第3の位置に対応する位置において第2の導電線に接続され、コモンモードノイズを抑制するために前記第1および第2の導電線に注入されるコモンモード注入信号を伝送するコモンモード注入信号伝送路とを有し、
前記第1の位置は前記第2の位置と第3の位置の間に配置され、これにより、前記第1および第2の巻線によって発生される漏れインダクタンスによって、前記第2の位置と第3の位置の間において第1および第2の導電線を通過するコモンモードノイズの波高値が低減され、
前記コモンモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第2の位置よりも第3の位置に近い位置にある場合には、前記コモンモード注入信号伝送路によって、前記第3の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記コモンモード注入信号が生成され、このコモンモード注入信号は前記第5の巻線に供給され、前記第5の巻線は、前記第3および第4の巻線を介して、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるように前記コモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入し、
前記コモンモードノイズの発生源が、第2の位置と第3の位置の間の位置を除いて、第3の位置よりも第2の位置に近い位置にある場合には、前記第5の巻線によって、前記第2の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記コモンモード注入信号が生成され、前記コモンモード注入信号伝送路は、前記第3の位置およびこれに対応する位置において、第1および第2の導電線上のコモンモードノイズに対して逆相となるように前記コモンモード注入信号を第1および第2の導電線に注入することを特徴とするノイズ抑制回路。Normal mode noise suppression means that suppresses normal mode noise that is transmitted by the first and second conductive lines and causes a potential difference between these conductive lines and the first and second conductive lines propagate in the same phase. A common mode noise suppression means for suppressing common mode noise,
The normal mode noise suppression means is inserted into the first conductive line at a predetermined first position, and corresponds to the first winding for suppressing normal mode noise on the first conductive line, and the first position. And a second winding that is inserted into the second conductive line at a position where it is coupled to the first winding so as to generate a leakage inductance and suppresses normal mode noise on the second conductive line. Have
The common mode noise suppression means includes a third winding inserted into the first conductive line at a second position different from the first position, and a second winding at a position corresponding to the second position. A fourth winding inserted into a conductive wire and coupled to the third winding to suppress the common mode noise in cooperation with the third winding; and the third and fourth turns A fifth winding coupled to a line; connected to the fifth winding; connected to a first conductive line at a third position different from the first and second positions; and The common mode injection signal transmission is connected to the second conductive line at a position corresponding to position 3, and transmits a common mode injection signal injected into the first and second conductive lines to suppress common mode noise. Road and
The first position is disposed between the second position and the third position, whereby the second position and the third position are caused by leakage inductance generated by the first and second windings. The peak value of the common mode noise passing through the first and second conductive lines between the positions is reduced,
When the source of the common mode noise is at a position closer to the third position than the second position except for a position between the second position and the third position, the common mode injection signal The transmission path generates the common mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the third position and a position corresponding thereto, and the common mode injection signal is 5, and the fifth winding is in reverse phase with respect to the common mode noise on the first and second conductive lines via the third and fourth windings. Injecting the common mode injection signal into the first and second conductive lines;
If the source of the common mode noise is at a position closer to the second position than the third position, except for the position between the second position and the third position, the fifth winding The common mode injection signal is generated by a line based on signals detected from the first and second conductive lines at the second position and a position corresponding thereto, and the common mode injection signal transmission line includes: Injecting the common mode injection signal into the first and second conductive lines at the third position and the corresponding position so as to be in opposite phase to the common mode noise on the first and second conductive lines. A noise suppression circuit characterized by:
前記第2の位置は前記第1の位置と第4の位置の間に配置され、これにより、前記第3および第4の巻線によって発生される漏れインダクタンスによって、前記第1の位置と第4の位置の間において第1および第2の導電線を通過するノーマルモードノイズの波高値が低減され、
前記ノーマルモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第1の位置よりも第4の位置に近い位置にある場合には、前記ノーマルモード注入信号伝送路によって、前記第4の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記ノーマルモード注入信号が生成され、このノーマルモード注入信号は前記第6の巻線に供給され、前記第6の巻線は、第1の巻線を介して、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第2の巻線を介して、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入し、
前記ノーマルモードノイズの発生源が、第1の位置と第4の位置の間の位置を除いて、第4の位置よりも第1の位置に近い位置にある場合には、前記第6の巻線によって、前記第1の位置およびこれに対応する位置において前記第1および第2の導電線より検出される信号に基づいて前記ノーマルモード注入信号が生成され、前記ノーマルモード注入信号伝送路は、前記第4の位置において、第1の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第1の導電線に注入すると共に、第4の位置に対応する位置において、第2の導電線上のノーマルモードノイズに対して逆相となるように前記ノーマルモード注入信号を第2の導電線に注入することを特徴とする請求項6または7記載のノイズ抑制回路。The normal mode noise suppression means further includes a sixth winding coupled to the first and second windings and a fourth winding connected to the sixth winding and different from the first position. Is connected to the first conductive line at a position of the first conductive line, and is further connected to the second conductive line at a position corresponding to the fourth position, and is connected to the first and second conductive lines to suppress normal mode noise. A normal mode injection signal transmission path for transmitting a normal mode injection signal to be injected;
The second position is disposed between the first position and the fourth position, whereby the first position and the fourth position are caused by a leakage inductance generated by the third and fourth windings. The peak value of normal mode noise passing through the first and second conductive lines between the positions of
When the source of the normal mode noise is at a position closer to the fourth position than the first position except for a position between the first position and the fourth position, the normal mode injection signal The transmission path generates the normal mode injection signal based on signals detected from the first and second conductive lines at the fourth position and a position corresponding thereto, and the normal mode injection signal is the first mode injection signal. 6, and the sixth winding transmits the normal mode injection signal through the first winding so that the normal mode injection signal is in reverse phase with respect to the normal mode noise on the first conductive line. And injecting the normal mode injection signal into the second conductive line through the second winding so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line. ,
If the source of the normal mode noise is at a position closer to the first position than the fourth position, except for the position between the first position and the fourth position, the sixth winding The normal mode injection signal is generated by a line based on signals detected from the first and second conductive lines at the first position and a position corresponding to the first position, and the normal mode injection signal transmission path is: In the fourth position, the normal mode injection signal is injected into the first conductive line so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the first conductive line, and at a position corresponding to the fourth position. 8. The noise suppression circuit according to claim 6, wherein the normal mode injection signal is injected into the second conductive line so as to be in opposite phase to the normal mode noise on the second conductive line.
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