JP3923628B2

JP3923628B2 - Transformer

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Publication number: JP3923628B2
Application number: JP32471597A
Authority: JP
Inventors: 安司松本
Original assignee: マッツ有限会社
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: JPH11162756A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などの電力負荷から電源ラインへ還流する雑音および電源高調波を抑止する機能を備えた、単相２線式または単相３線式の変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年に至り、スイッチング・レギュレ−タを備えた電子機器あるいは家庭用電気機器、またＥＭＩ（電磁気干渉）およびＲＦＩ（無線周波干渉）を生じさせる情報処理装置、さらには強力なスパイク性ノイズおよび電源高調波を発生させる電力装置、あるいはインバータを内蔵した電子機器または電力機器など、各種さまざまな機器・装置が一般的に且つ広範な分野で使用されるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電子機器あるいは情報処理機器の普及に伴って、これら機器の電源ラインには電源周波数（５０Ｈｚ，６０Ｈｚ）の整数倍の周波数を有する電源高調波が多く含まれるようになってきている。この電源高調波は、電子機器自体あるいは情報処理機器自体が原因となって基本電源周波数の負荷電流を歪ませることにより発生されるものであって、特に近年に至り、奇数次の電源高調波（すなわち、３次電源高調波、５次電源高調波、７次電源高調波など）が増加している。
【０００４】
これらの電源高調波が電源ラインに多く含まれるようになると、送電系統にとって不都合な発熱や破損などをもたらしかねないというマクロ的な問題に加えて、一般ユーザにとっても電源電圧波形が不正常なものとなるため、種々の機器トラブルを招来し得るという問題が生じる。
【０００５】
さらに、電子機器などから発生される各種のノイズが、他の電子機器あるいは通信機器などに対して上記の誘導妨害を与えることになるため、正常な機器動作を阻害する要因にもなっている。
【０００６】
また、ユーザ自身（工場あるいは事務処理現場も含む）にとっては、使用すべき機器の数が増加することによって、消費電力量の抑制を図ることも重要な課題のひとつになってきている。
【０００７】
このような問題に対して、通商産業省資源エネルギー庁公益事業部は「家電・汎用品高調波抑制対策ガイドライン」（平成６年９月）を刊行し、また、社団法人日本電子工業振興協会は「家電・汎用品高調波抑制対策ガイドラインの実行計画（案）」（平成７年２月１７日）を発表している。
【０００８】
しかしながら、このように半ば社会問題化している電源高調波・ノイズの問題に対しても、現実には、例えば、電源高調波の周波数に同調させた並列共振回路を電力負荷に直列接続することにより電源高調波成分を除去したり、高価なアクティブフィルタを利用して電源波形を補正する機器を用いたり、あるいは、電源内部の整流回路自体を工夫することにより急峻な負荷電流波形が生じないようにしているにすぎない。
【０００９】
さらに、電子機器あるいは電力機器の電力消費量を低減させるために、所謂「節電器」なる名称で省エネルギー・省電力消費を謳った製品が複数の製造業者から市販されているが、受電設備を備えた大型電力需要者などは別として、個人レベルのユーザにとってはコスト面からみて直接的には何ら関心の持てるものではないのが現状である。
【００１０】
よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、電子機器などの電力負荷から電源ラインへ還流する雑音および電源高調波を抑止する機能に加えて、その電力負荷の消費電力を低減させる節電機能をも併せ備えた変圧器を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、簡易かつ小型な単相２線式または単相３線式の巻線構成を有し、しかも、必要に応じて商用電源と電子機器などとの間の着脱が自在であるにも拘らず、電子機器などの電力負荷から電源ラインへ還流する雑音および電源高調波を効果的に抑止すると共に、併せて、その電力負荷の消費電力量も低減させることも可能とした変圧器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る変圧器は、下記の構成を備えている。
【００１３】
なお、以下に示すカッコ書きは、後に詳述する図面中に記載した符号あるいは番号との対応関係を例示したものである。
【００１４】
本発明の第１の形態は、図１に示すように、第１入力端子（１），第２入力端子（２）および第１出力端子（３），第２出力端子（４）を備えた単相２線式の変圧器において、
単相２線式交流電源に接続されている前記第１入力端子（１）および前記第２入力端子（２）を有する主巻線（Ｌ１Ａ）と、
前記主巻線（Ｌ１Ａ）と共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が前記第１入力端子（１）に接続されると共に、他方の端子が前記第１出力端子（３）に接続されている第１の副巻線（Ｌ１Ｂ）と、
前記主巻線（Ｌ１Ａ）と共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が前記第２入力端子（２）に接続されると共に、他方の端子が前記第２出力端子（４）に接続されており、かつ、前記第１の副巻線（Ｌ１Ｂ）とは逆相の起電力を生じさせる第２の副巻線（Ｌ１Ｃ）と、
前記第１の副巻線（Ｌ１Ｂ）および前記第２の副巻線（Ｌ１Ｃ）をそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材（５，６）と
を具備したものである。
【００１５】
本発明の第２の形態は、図１８に示すように、第１入力端子（２１），第２入力端子（２２）および第１出力端子（２３），第２出力端子（２４）を備えた単相２線式の変圧器において、
単相２線式交流電源に接続されている前記第１入力端子（２１）および前記第２入力端子（２２）を有する主巻線（Ｌ２Ａ）と、
前記主巻線（Ｌ２Ａ）と共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が前記第１入力端子（２１）に接続されると共に、他方の端子が前記第１出力端子（２３）に接続されている第１の副巻線（Ｌ２Ｂ）と、
前記主巻線（Ｌ２Ａ）と共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が前記第２入力端子（２２）に接続されると共に、他方の端子が前記第２出力端子（２４）に接続されている第２の副巻線（Ｌ２Ｃ）と、
前記第１の副巻線（Ｌ２Ｂ）および前記第２の副巻線（Ｌ２Ｃ）をそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材（２５，２６）と
を具備し、前記第１および前記第２の副巻線（Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃ）における起電力が共に前記主巻線（Ｌ２Ａ）の起電力と加極性になるよう結線（Ｅ（ＯＵＴ）＝Ｅ１＋Ｅ２）したものである。
【００１６】
ここで、上述した第１または第２の形態による変圧器（図１，図１８）において、前記第１の副巻線（Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂ）による起電力（Ｅ１）の大きさと、前記第２の副巻線（Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃ）による起電力（Ｅ２）の大きさとを等しく設定し、または、所定の大小関係をもって設定することが好適である。
【００１７】
本発明の第３の形態は、図２２に示すように、１次巻線（Ｌ３Ａ）と２次巻線（Ｌ３Ｂ）とを共通のコア（３７）上に巻回した単相２線式の変圧器において、
前記１次巻線（Ｌ３Ａ）の一方の端子である第１入力端子（３１）と、前記２次巻線（Ｌ３Ｂ）の中点（Ｍ）とを接続する結線手段（３８）と、
前記１次巻線（Ｌ３Ａ）の他方の端子である第２入力端子（３２）と、前記２次巻線（Ｌ３Ｂ）の端子である第１出力端子（３３）および第２出力端子（３４）との間にそれぞれ接続した第１のコンデンサ（Ｃ１）および第２のコンデンサ（Ｃ２）と、
前記１次巻線（Ｌ３Ａ）または前記２次巻線（Ｌ３Ｂ）のいずれか一方を静電的に遮蔽するシールド部材（３５）と
を具備したものである。
【００１８】
本発明の第４の形態は、図３５に示すように、１次巻線（Ｌ４Ａ）と２次巻線（Ｌ４Ｂ）とを共通のコア（４７）上に巻回することにより１次側と２次側とをアイソレートする単相２線式の変圧器において、
前記１次巻線（Ｌ４Ａ）の一方の端子である第１入力端子（４２）と、前記２次巻線（Ｌ４Ｂ）の中点（Ｍ）とを接続する結合コンデンサ（Ｃ３）と、
前記１次巻線（Ｌ４Ａ）の他方の端子である第２入力端子（４１）と、前記２次巻線（Ｌ４Ｂ）の端子である第１出力端子（４３）および第２出力端子（４４）との間にそれぞれ接続した第１のコンデンサ（Ｃ１）および第２のコンデンサ（Ｃ２）と、
前記１次巻線（Ｌ４Ａ）または前記２次巻線（Ｌ４Ｂ）のいずれか一方を静電的に遮蔽するシールド部材（４５）と
を具備したものである。
【００１９】
ここで、上述した第３または第４の形態による変圧器（図２２，図３５）において、前記２次巻線（Ｌ３Ｂ，Ｌ４Ｂ）の出力電圧（Ｅ（ＯＵＴ））を、前記１次巻線（Ｌ３Ａ，Ｌ４Ａ）の入力電圧（Ｅ（ＩＮ））と等しくするか、あるいは、該入力電圧（Ｅ（ＩＮ））より低く設定することが好適である。
【００２０】
本発明の第５の形態は、図３７に示すように、第１入力端子（５１），中性線入力端子（５２），第２入力端子（５３）および第１出力端子（５４），中性線出力端子（５５），第２出力端子（５６）を備えた単相３線式の変圧器において、
単相３線式交流電源に接続されている前記第１入力端子（５１），前記中性線入力端子（５２）および前記第２入力端子（５３）を有する第１の主巻線（ＬＬ５Ａ）と、
前記第１の主巻線（ＬＬ５Ａ）と共通の磁路を有する巻線であって、前記第１入力端子（５１），前記中性線入力端子（５２）および前記第２入力端子（５３）とそれぞれ並列に接続されている３つの入力端子を有する第２の主巻線（ＬＬ５Ｂ）と、
前記第１および前記第２の主巻線（ＬＬ５Ａ，ＬＬ５Ｂ）と共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が前記第１の主巻線（ＬＬ５Ａ）における前記第２入力端子（５３）に接続されると共に、他方の端子が前記第２出力端子（５６）に接続されている第１の副巻線（Ｌ５Ａ）と、
前記第１および前記第２の主巻線（ＬＬ５Ａ，ＬＬ５Ｂ）と共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が、前記第２の主巻線（ＬＬ５Ｂ）における前記第１入力端子（５１）側の端子に接続されると共に、他方の端子が前記第１出力端子（５４）に接続されている第２の副巻線（Ｌ５Ｂ）と、
前記第１の副巻線（Ｌ５Ａ）および前記第２の副巻線（Ｌ５Ｂ）をそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材（５８，５９）と、
前記中性線入力端子（５２）と前記中性線出力端子（５５）とを結合する接続線（ＮＬ）とを具備し、
前記中性線出力端子（５５）と前記第１出力端子（５４）との間における第１出力電圧（Ｅ２−ｅ２）、および、前記中性線出力端子（５５）と前記第２出力端子（５６）との間における第２出力電圧（Ｅ１−ｅ１）がそれぞれ前記３線式交流電源の線間電圧（Ｅ２，Ｅ１）より低くなるように結線したものである。
【００２１】
本発明の第６の形態は、図４０に示すように、第１入力端子（６３），中性線入力端子（６２），第２入力端子（６１）および第１出力端子（６６），中性線出力端子（６５），第２出力端子（６４）を備えた単相３線式の変圧器において、
単相３線式交流電源の中性線および一方の電圧線に接続されている前記中性線入力端子（６２）および前記第１入力端子（６３）を有する第１の主巻線（ＬＬ６Ａ）と、
前記単相３線式交流電源の前記中性線および他方の電圧線に接続されている前記中性線入力端子（６２）および前記第２入力端子（６１）を有する巻線であって、前記第１の主巻線（ＬＬ６Ａ）と共通の磁路を有する第２の主巻線（ＬＬ６Ｂ）と、
前記第１および前記第２の主巻線（ＬＬ６Ａ，ＬＬ６Ｂ）と共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が前記第１の主巻線（ＬＬ６Ａ）における前記第１入力端子（６３）に接続されると共に、他方の端子が前記第１出力端子（６６）に接続されている第１の副巻線（Ｌ６Ａ）と、
前記第１および前記第２の主巻線（ＬＬ６Ａ，ＬＬ６Ｂ）と共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が前記第２の主巻線（ＬＬ６Ｂ）における前記第２入力端子（６１）に接続されると共に、他方の端子が前記第２出力端子（６４）に接続されている第２の副巻線（Ｌ６Ｂ）と、
前記第１の副巻線（Ｌ６Ａ）および前記第２の副巻線（Ｌ６Ｂ）をそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材（６８，６９）と、
前記中性線入力端子（６２）と前記中性線出力端子（６５）とを結合する接続線（ＮＬ）とを具備し、
前記中性線出力端子（６５）と前記第１出力端子（６６）との間における第１出力電圧（Ｅ１−ｅ１）、および、前記中性線出力端子（６５）と前記第２出力端子（６４）との間における第２出力電圧（Ｅ２−ｅ２）がそれぞれ前記３線式交流電源の線間電圧（Ｅ１，Ｅ２）より低くなるように結線したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明を適用した第１の実施の形態による単相２線式変圧器を示す回路、図２は図１の等価回路を示す。これら両図において、Ｌ１Ａは主巻線、Ｌ１ＢおよびＬ１Ｃは副巻線、１ないし４は巻線端子、５および６は静電シールド部材、７はコアである。また、Ｅ（ＩＮ）は入力電圧であって、商用単相２線式電源に接続されている。副巻線Ｌ１Ｂ，Ｌ１Ｃに誘起される電圧Ｅ１，Ｅ２の大きさは、入力電圧Ｅ（ＩＮ）の約３０％であって、かつ、本実施の形態の場合はＥ１＝Ｅ２に設定してある。従って、図２に示した等価回路からも明らかなように、出力電圧Ｅ（ＯＵＴ）と入力電圧Ｅ（ＩＮ）は同じ大きさになる。
【００２３】
出力端子３，４の後段には、各種の電子機器あるいは電気機器（図示せず）が接続される。
【００２４】
すなわち、本発明の第１の実施の形態による変圧器は、図１に示すように、第１入力端子１，第２入力端子２および第１出力端子３，第２出力端子４を備えた単相２線式の変圧器である。この変圧器の主巻線Ｌ１Ａは、単相２線式交流電源に接続されている第１入力端子１および第２入力端子２を有する。また、第１の副巻線Ｌ１Ｂは、主巻線Ｌ１Ａと共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が第１入力端子１に接続されると共に、他方の端子が前記第１出力端子３に接続されている。さらに、第２の副巻線Ｌ１Ｃは、主巻線Ｌ１Ａと共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が第２入力端子２に接続されると共に、他方の端子が第２出力端子４に接続されており、かつ、第１の副巻線Ｌ１Ｂとは逆相の起電力を生じさせるものである。シールド部材５および６は、第１の副巻線Ｌ１Ｂおよび第２の副巻線Ｌ１Ｃをそれぞれ静電的に遮蔽している。
【００２５】
次に、本実施の形態の具体的な電気的特性について説明していく。
【００２６】
図３は、ある直巻モータを備えた電気ドリル自体が本来的に発生する電源端子妨害電圧を示す周波数特性図である。図３の測定値を得るために、ＣＩＳＰＲ（国際無線傷害特別委員会）のＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ１１（ｃｌａｓｓＡ）などに準拠した、図４２の（Ａ）に示す測定系を用いた。すなわち、ＥＵＴ（供試機器あるいは被測定物）１００である電気ドリルと、ＡＣ電源（５０ヘルツ，ＡＣ１００ボルト）１０２との間に、擬似電源回路網１０４を挿入してある。この擬似電源回路網１０４は、ＥＵＴ（供試機器）１００から電源線を介して放出される伝導妨害波の測定を標準化するために用いられる周知の装置であって、ＡＣ電源１０２あるいは外部電源のラインノイズを除去することにより不要な外来信号が供試機器１００に流入するのを回避すると共に、供試機器１００からＡＣ電源１０２を見たときのインピーダンスを一定にし、かつ、供試機器１００から放出されるノイズのみをスペクトルアナライザ１０６に導く機能を果たすものである。本実施の形態においては、擬似電源回路網１０４として、ＲＯＨＤＥ＆ＳＣＨＷＡＲＺ社製ＥＳＨ２−Ｚ５を用いた。また、スペクトルアナライザ１０６として、ＨＥＷＬＥＴＴＰＡＣＫＡＲＤ社製８５６６Ｂを用いた。図４２の１０８はデータ処理装置（ＣＰＵ）、１１０はプリンタである。
【００２７】
なお、以下の説明において、電源端子妨害電圧の測定は、すべて図４２の（Ａ）に示した測定系に従って行うものとする。
【００２８】
図４は、図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝３０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図３で述べた電気ドリルを接続したときに結果として得られる電源端子妨害電圧を示す特性図である。本図と図３とを比較すると明らかなように、図１に示したトランスのノイズ抑制効果は顕著なものとなっている。
【００２９】
図５は、あるスイッチング電源自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である。図４２の（Ｂ）は、この電源高調波電流を測定するために、ＥＮ６０５５５Ｐａｒｔ２などに準拠した測定系を示している。
【００３０】
図４２の（Ｂ）において、２００は供試機器であるスイッチング電源、２０２はＡＣ電源（５０ヘルツ，ＡＣ１００ボルト）、２０４は擬似電源回路網、２０６は電源高調波電流測定装置、２０８はデータ処理装置、２１０はプリンタである。本実施の形態においては、擬似電源回路網２０４として、菊水電子工業（株）社製のＬＩＮ３１−ＰＣＲを用いた。また、電源高調波電流測定装置２０６として、同社製のリモート・コントロール・オプション・カードＲＣＯ２−ＰＣＲ−Ｌ付きＰＣＲ−２０００Ｌを用いた。
【００３１】
なお、以下の説明において、電源高調波電流の測定は、すべて図４２の（Ｂ）に示した測定系に従って行うものとする。
【００３２】
図６は、図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝３０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図５で述べたスイッチング電源を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図と図５とを比較すると明らかなように、図１に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００３３】
図７は、あるインバータ蛍光灯自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である。
【００３４】
図８は、図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝３０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図７で述べたインバータ蛍光灯を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図と図７とを比較すると明らかなように、図１に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００３５】
図９は、ある直巻モータを備えた電気ドリル自体が本来的に発生する電源端子妨害電圧を示す周波数特性図である（図３と殆ど同じ特性を有している）。
【００３６】
図１０は、シールドなしの図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝３０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図９で述べた電気ドリルを接続したときの電源端子妨害電圧を示す特性図である。本図と図９とを比較すると明らかなように、シールド５，６を除去した場合にも、図１に示したトランスのノイズ抑制効果は顕著なものとなっている。
【００３７】
図１１は、シールド付きの図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝３０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図９で述べた電気ドリルを接続したときの電源端子妨害電圧を示す特性図である。本図と図９とを比較すると明らかなように、シールド５，６を付加した場合には、図１に示したトランスのノイズ抑制効果はより顕著なものとなっている。
【００３８】
図１２は、あるスイッチング電源自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である（図５と殆ど同じ特性を有している）。
【００３９】
図１３は、図１２の詳細なデータを示している。
【００４０】
図１４は、図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝３０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図１２で述べたスイッチング電源を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。図１５は、図１４の詳細なデータを示している。この図１４と図５とを比較すると明らかなように、図１に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００４１】
図１６は、図１に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝５０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３，４に、図１２で述べたスイッチング電源を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図はＥ１＝Ｅ２＝５０Ｖとした場合の測定値であるが、図５とを比較すると明らかなように、図１に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００４２】
図１７は、図１６の詳細なデータを示している。
【００４３】
なお、図１〜図１７を参照して上述した第１の形態による変圧器（図１）においては、第１の副巻線Ｌ１Ｂによる起電力（Ｅ１）の大きさと、第２の副巻線Ｌ１Ｃによる起電力（Ｅ２）の大きさとを等しく設定した場合について説明したが、所定の大小関係（すなわち、Ｅ１≠Ｅ２、たとえばＥ１＝３０ボルト、Ｅ２＝３５ボルト）に設定することにより、出力電圧Ｅ（ＯＵＴ）を１００ボルト以下（すなわち、Ｅ（ＩＮ）＞Ｅ（ＯＵＴ）、たとえば、Ｅ（ＯＵＴ）＝９５ボルト）にすることが可能である。このことにより、電気機器の電力負荷に対する節電効果をより高めることが可能になる。
【００４４】
（実施の形態２）
図１８は本発明を適用した第２の実施の形態を示す回路、図１９は図１８の等価回路を示す。ここで説明する実施の形態は、基本的には先に説明した第１の実施の形態と同様であるが、図１のトランスにおいて、Ｅ１，Ｅ２が共に加極性接続されている（すなわち、出力電圧Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ＋５０Ｖ＋５０Ｖ：Ｅ１＝Ｅ２＝５０Ｖ）点が異なっている。
【００４５】
より具体的に述べると、本発明の第２の実施の形態は、図１８に示すように、第１入力端子２１，第２入力端子２２および第１出力端子２３，第２出力端子２４を備えた単相２線式の変圧器であって、（１）単相２線式交流電源に接続されている第１入力端子２１および第２入力端子２２を有する主巻線Ｌ２Ａと、（２）主巻線Ｌ２Ａと共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が第１入力端子２１に接続されると共に、他方の端子が第１出力端子２３に接続されている第１の副巻線Ｌ２Ｂと、（３）主巻線Ｌ２Ａと共通の磁路を有する巻線であって、一方の端子が第２入力端子２２に接続されると共に、他方の端子が第２出力端子２４に接続されている第２の副巻線Ｌ２Ｃと、（４）第１の副巻線Ｌ２Ｂおよび第２の副巻線Ｌ２Ｃをそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材２５，２６とを具備し、第１および第２の副巻線Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃにおける起電力が共に主巻線Ｌ２Ａの起電力と加極性になるよう結線した（Ｅ（ＯＵＴ）＝Ｅ１＋Ｅ２となる）ものである。
【００４６】
図２０は、あるスイッチング電源自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である（図５と殆ど同じ特性を有している）。
【００４７】
図２１は、図１８に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝５０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝２００Ｖ）の出力端子２３，２４に、降圧器（２００Ｖ→１００Ｖ）を介して、図２０で述べたスイッチング電源を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図と図２０とを比較すると明らかなように、図１８に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。特に、非直線負荷から発生する高次高調波がかなり減少するという効果が得られる。
【００４８】
なお、上述したは第２の実施の形態による変圧器（図１８）においては、第１の副巻線Ｌ２Ｂによる起電力（Ｅ１）の大きさと、第２の副巻線Ｌ２Ｃによる起電力（Ｅ２）の大きさとを等しく設定するだけではなく、所定の大小関係をもって設定することも可能である。
【００４９】
（実施の形態３）
図２２は本発明を適用した第３の実施の形態を示す回路、図２３は図２２の等価回路を示す。
【００５０】
図２２に示したトランスは、１次側・２次側間のアイソレーションが無いブリッジ構成のトランスである。すなわち、１次巻線Ｌ３Ａと２次巻線Ｌ３Ｂとを共通のコア３７上に巻回した単相２線式の変圧器において、
（１）１次巻線Ｌ３Ａの一方の端子である第１入力端子３１と、２次巻線Ｌ３Ｂの中点Ｍとを接続する結線３８と、
（２）１次巻線Ｌ３Ａの他方の端子である第２入力端子３２と、２次巻線Ｌ３Ｂの端子である第１出力端子３３および第２出力端子３４との間にそれぞれ接続した第１のコンデンサＣ１および第２のコンデンサＣ２と、
（３）１次巻線Ｌ３Ａまたは２次巻線Ｌ３Ｂのいずれか一方を静電的に遮蔽するシールド部材３５とを具備したものである。
【００５１】
ここで、上述した第３の実施の形態による変圧器（図２２）において、２次巻線Ｌ３Ｂの出力電圧（Ｅ（ＯＵＴ））を、１次巻線Ｌ３Ａの入力電圧（Ｅ（ＩＮ））と等しくするか、あるいは、負荷の節電機能を目的として該入力電圧（Ｅ（ＩＮ））より低く設定することが可能である。
【００５２】
図２４は、ある直巻モータを備えた電気ドリル自体が本来的に発生する電源端子妨害電圧を示す周波数特性図である（図３と殆ど同じ特性を有している）。
【００５３】
図２５は、図２２に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝５０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３３，３４に、図２４で述べた電気ドリルを接続したときの電源端子妨害電圧を示す特性図である。本図と図２４とを比較すると明らかなように、図２２に示したトランスのノイズ抑制効果は顕著なものとなっている。特に、図２２に示したトランスでは、国際規格で規制されていない１５０ｋＨZ 以下に有効であって、一般のノイズ・カット・トランスではこの領域のノイズを下げることは困難である。
【００５４】
図２６は、あるインバータ蛍光灯自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である（図７と殆ど同じ特性を有している）。
【００５５】
図２７は、図２２に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝５０Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３３，３４に、図２６で述べたインバータ蛍光灯を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。図２８は、図２７の詳細なデータを示している。図２７と図２６とを比較すると明らかなように、図２２に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００５６】
より具体的に述べると、図２６（トランスなし）の場合における力率は０．５９であったものが、図２７では０．８０に改善されている。また、消費電力についてみると、図２６（トランスなし）の場合には５７．６Ｗであったものが、図２７の場合には４９．３Ｗに減少している。
【００５７】
このように、図２２に示したトランスを付加することによって、
▲１▼雑音
▲２▼電源高調波
▲３▼力率
▲４▼消費電力
の４項目について改善がみられる。
【００５８】
なお、出力側の２つの巻線は、できるだけ対称となる構造の巻線とするのが好ましい。
【００５９】
図２９は、あるスイッチング電源自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である（図５と殆ど同じ特性を有している）。
【００６０】
図３０は、図２２に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝５Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝１００Ｖ）の出力端子３３，３４に、図２９で述べたスイッチング電源を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図と図２９とを比較すると明らかなように、図２２に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００６１】
図３１は、あるスイッチング電源自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である（図５と殆ど同じ特性を有している）。
【００６２】
図３２は、図２２に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝１５Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝３０Ｖ）の出力端子３３，３４に、１００ボルトへの昇圧器（ステップアップトランス）を介して（図示せず）、図３１で述べたスイッチング電源を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図と図３１とを比較すると明らかなように、図２２に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００６３】
図３３は、あるインバータ蛍光灯自体が本来的に発生する電源高調波電流を示した特性図である（図７と殆ど同じ特性を有している）。
【００６４】
図３４は、図２２に示したトランス（Ｅ（ＩＮ）＝１００Ｖ，Ｅ１＝Ｅ２＝１５Ｖ，Ｅ（ＯＵＴ）＝３０Ｖ）の出力端子３３，３４に、１００ボルトへの昇圧器を介して（図示せず）、図３３で述べたインバータ蛍光灯を接続したときの電源高調波電流を示す特性図である。本図と図３３とを比較すると明らかなように、図２２に示したトランスの電源高調波電流の除去効果は顕著なものとなっている。
【００６５】
（実施の形態４）
図３５は本発明を適用した第４の実施の形態を示す回路、図３６は図３５の等価回路を示す。
【００６６】
図３５に示したトランスは、１次側・２次側間のアイソレーションを行うためにコンデンサＣ３を挿入したブリッジ構成のトランスである。すなわち、１次巻線Ｌ４Ａと２次巻線Ｌ４Ｂとを共通のコア４７上に巻回することにより１次側と２次側とをアイソレートする単相２線式の変圧器において、
（１）１次巻線Ｌ４Ａの一方の端子である第１入力端子４２と、２次巻線Ｌ４Ｂの中点Ｍとを接続する結合コンデンサＣ３と、
（２）１次巻線Ｌ４Ａの他方の端子である第２入力端子４１と、２次巻線Ｌ４Ｂの端子である第１出力端子４３および第２出力端子４４との間にそれぞれ接続した第１のコンデンサＣ１および第２のコンデンサＣ２と、
（３）１次巻線Ｌ４Ａまたは２次巻線Ｌ４Ｂのいずれか一方を静電的に遮蔽するシールド部材４５とを具備したものである。
【００６７】
ここで、上述した第４の実施の形態による変圧器（図３５）において、２次巻線Ｌ４Ｂの出力電圧（Ｅ（ＯＵＴ））を、１次巻線Ｌ４Ａの入力電圧（Ｅ（ＩＮ））と等しくするか、あるいは、負荷の節電機能を目的として該入力電圧（Ｅ（ＩＮ））より低く設定することが可能である。
【００６８】
（実施の形態５）
図３７は本発明を適用した第５の実施の形態を示す回路、図３８は図３７の等価回路を示す。
【００６９】
図３７に示したトランスは、第１入力端子５１，中性線入力端子５２，第２入力端子５３および第１出力端子５４，中性線出力端子５５，第２出力端子５６を備えた単相３線式の変圧器において、
（１）単相３線式交流電源に接続されている第１入力端子５１，中性線入力端子５２および第２入力端子５３を有する第１の主巻線ＬＬ５Ａと、
（２）第１の主巻線ＬＬ５Ａと共通の磁路を有する巻線であって、第１入力端子５１，中性線入力端子５２および第２入力端子５３とそれぞれ並列に接続されている３つの入力端子を有する第２の主巻線ＬＬ５Ｂと、
（３）第１および第２の主巻線ＬＬ５Ａ，ＬＬ５Ｂと共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が第１の主巻線ＬＬ５Ａにおける第２入力端子５３に接続されると共に、他方の端子が第２出力端子５６に接続されている第１の副巻線Ｌ５Ａと、
（４）第１および第２の主巻線ＬＬ５Ａ，ＬＬ５Ｂと共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が、第２の主巻線ＬＬ５Ｂにおける第１入力端子５１側の端子に接続されると共に、他方の端子が第１出力端子５４に接続されている第２の副巻線Ｌ５Ｂと、
（５）第１の副巻線Ｌ５Ａおよび第２の副巻線Ｌ５Ｂをそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材５８，５９と、
（６）中性線入力端子５２と中性線出力端子５５とを結合する接続線ＮＬとを具備し、
（７）中性線出力端子５５と第１出力端子５４との間における第１出力電圧（Ｅ２−ｅ２）、および、中性線出力端子５５と第２出力端子５６との間における第２出力電圧（Ｅ１−ｅ１）がそれぞれ３線式交流電源の線間電圧（Ｅ２，Ｅ１）より低くなるように結線したものである。
【００７０】
図３９は、図３７に示したトランス（Ｅ１＝Ｅ２＝１００Ｖ，ｅ１＝ｅ２＝５Ｖ）の出力端子５４，５５，５６に、先に図３で述べた電気ドリルを接続したときの電源端子妨害電圧を示す特性図である。本図と図３とを比較すると明らかなように、図３７に示したトランスのノイズ抑制効果は顕著なものとなっている。
（実施の形態６）
図４０は本発明を適用した第６の実施の形態を示す回路、図４１は図４０の等価回路を示す。
【００７１】
図４０に示したトランスは、第１入力端子６３，中性線入力端子６２，第２入力端子６１および第１出力端子６６，中性線出力端子６５，第２出力端子６４を備えた単相３線式の変圧器において、
（１）単相３線式交流電源の中性線および一方の電圧線に接続されている中性線入力端子６２および第１入力端子６３を有する第１の主巻線ＬＬ６Ａと、
（２）単相３線式交流電源の中性線および他方の電圧線に接続されている中性線入力端子６２および第２入力端子６１を有する巻線であって、第１の主巻線ＬＬ６Ａと共通の磁路を有する第２の主巻線ＬＬ６Ｂと、
（３）第１および第２の主巻線ＬＬ６Ａ，ＬＬ６Ｂと共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が第１の主巻線ＬＬ６Ａにおける第１入力端子６３に接続されると共に、他方の端子が第１出力端子６６に接続されている第１の副巻線Ｌ６Ａと、
（４）第１および第２の主巻線ＬＬ６Ａ，ＬＬ６Ｂと共通の磁路を有する２端子付き巻線であって、該２端子のうち一方の端子が第２の主巻線ＬＬ６Ｂにおける第２入力端子６１に接続されると共に、他方の端子が第２出力端子６４に接続されている第２の副巻線Ｌ６Ｂと、
（５）第１の副巻線Ｌ６Ａおよび第２の副巻線Ｌ６Ｂをそれぞれ静電的に遮蔽するシールド部材６８，６９と、
（６）中性線入力端子６２と中性線出力端子６５とを結合する接続線ＮＬとを具備し、
（７）中性線出力端子６５と第１出力端子６６との間における第１出力電圧（Ｅ１−ｅ１）、および、中性線出力端子６５と第２出力端子６４との間における第２出力電圧（Ｅ２−ｅ２）がそれぞれ３線式交流電源の線間電圧（Ｅ１，Ｅ２）より低くなるように結線したものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、電子機器などの電力負荷から電源ラインへ還流する雑音および電源高調波を効果的に抑止することができる。しかも、その電力負荷の消費電力を低減させる節電機能も併せ持つことができる。
【００７３】
さらに加えて、本発明によれば、簡易かつ小型な単相２線式または単相３線式の巻線構成を有し、必要に応じて商用電源と電子機器などとの間の着脱が自在であるにも拘らず、電子機器などの電力負荷から電源ラインへ還流する電源端子妨害電圧あるいは電源高調波電流を極めて効果的に抑止すると共に、その電力負荷の消費電力量も低減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す図である。
【図２】図１の等価回路図である。
【図３】直巻モータを備えた電気ドリルの電源端子妨害電圧を示す図である。
【図４】実施の形態１として示した図１のトランスと、図３に示した電気ドリルとの組み合わせによって得られた電源端子妨害電圧を示す図である。
【図５】スイッチング電源の電源高調波電流を示す図である。
【図６】実施の形態１として示した図１のトランスと、図５に示したスイッチング電源との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図７】インバータ蛍光灯の電源高調波電流を示す図である。
【図８】実施の形態１として示した図１のトランスと、図７に示したインバータ蛍光灯との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図９】直巻モータを備えた電気ドリルの電源端子妨害電圧（図３と殆ど同じ）を示す図である。
【図１０】実施の形態１として示した図１のトランスからシールドを除去したトランスと、図９に示した電気ドリルとの組み合わせによって得られた電源端子妨害電圧を示す図である。
【図１１】実施の形態１として図１に示したシールド有りの図１のトランスと、図９に示した電気ドリルとの組み合わせによって得られた電源端子妨害電圧を示す図である。
【図１２】スイッチング電源の電源高調波電流（図５と殆ど同じ）を示す図である。
【図１３】図１２の詳細なデータを示す図である。
【図１４】実施の形態１として示した図１のトランスと、図１２に示したスイッチング電源との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図１５】図１４の詳細なデータを示す図である。
【図１６】実施の形態１として示した図１のトランスと、図１２に示したスイッチング電源との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図１７】図１６の詳細なデータを示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態２として、図１のトランスにおけるＥ１，Ｅ２を共に加極性接続（出力電圧＝１００Ｖ＋５０Ｖ＋５０Ｖ：Ｅ１＝Ｅ２＝５０Ｖ）したトランスを示す図である。
【図１９】図１８の等価回路図である。
【図２０】スイッチング電源の電源高調波電流（図５と殆ど同じ）を示す図である。
【図２１】実施の形態２として示した図１８のトランスと、図２０に示したスイッチング電源との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態３として、ブリッジ構成のトランス（１次側・２次側のアイソレーション無し）を示す図である。
【図２３】図２２の等価回路図である。
【図２４】直巻モータを備えた電気ドリルの電源端子妨害電圧（図３と殆ど同じ）を示す図である。
【図２５】実施の形態３として示したアイソレーション無しの図２２のトランスと、図２４に示した電気ドリルとの組み合わせによって得られた電源端子妨害電圧を示す図である。
【図２６】インバータ蛍光灯の電源高調波電流（図７と殆ど同じ）を示す図である。
【図２７】実施の形態３として示した図２２のトランスと、図２６に示したインバータ蛍光灯との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図２８】図２７の詳細なデータを示す図である。
【図２９】スイッチング電源の電源高調波電流（図５と殆ど同じ）を示す図である。
【図３０】実施の形態３として示した図２２のトランスと、図２９に示したスイッチング電源との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図３１】スイッチング電源の電源高調波電流（図５と殆ど同じ）を示す図である。
【図３２】実施の形態３として示した図２２のトランスと、図３１に示したスイッチング電源との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図３３】インバータ蛍光灯の電源高調波電流（図７と殆ど同じ）を示す図である。
【図３４】実施の形態３として示した図２２のトランスと、図３４に示したインバータ蛍光灯との組み合わせによって得られた電源高調波電流を示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態４として、他のブリッジ構成のトランス（１次側・２次側のアイソレーション有り）を示す図である。
【図３６】図３５の等価回路図である。
【図３７】本発明の実施の形態５による単相３線式トランスを示す図である。
【図３８】図３７の等価回路図である。
【図３９】実施の形態５として図３７に示した単相３線式のトランスと、図３に示した電気ドリルとの組み合わせによって得られた電源端子妨害電圧を示す図である。
【図４０】本発明の実施の形態６による他の単相３線式トランスを示す図である。
【図４１】図４０の等価回路図である。
【図４２】供試機器の電源端子妨害電圧および電源高調波電流を測定するための回路図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-phase, two-wire or single-phase, three-wire transformer having a function of suppressing noise and power harmonics returning from a power load such as an electronic device to a power supply line.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices or home electrical devices with switching regulators, information processing devices that generate EMI (electromagnetic interference) and RFI (radio frequency interference), and powerful spike noise and power harmonics Various devices and devices such as power devices that generate waves, electronic devices or power devices with built-in inverters, and the like have come to be used in general and in a wide range of fields.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, with the widespread use of electronic devices or information processing devices, power supply lines of these devices are increasingly including power supply harmonics having a frequency that is an integral multiple of the power supply frequency (50 Hz, 60 Hz). . This power supply harmonic is generated by distorting the load current of the basic power supply frequency due to the electronic device itself or the information processing device itself. Especially, in recent years, odd-numbered power supply harmonics ( That is, the third power supply harmonic, the fifth power supply harmonic, the seventh power supply harmonic, etc.) are increasing.
[0004]
When many of these power supply harmonics are included in the power supply line, in addition to macro problems that may cause inconvenient heat generation and damage to the power transmission system, the power supply voltage waveform is also abnormal for general users. Therefore, there arises a problem that various equipment troubles may be caused.
[0005]
Furthermore, various noises generated from electronic devices or the like cause the above-described inductive interference to other electronic devices or communication devices, which is a factor that hinders normal device operation.
[0006]
In addition, for users themselves (including factories and office work sites), increasing the number of devices to be used has become one of the important issues to reduce power consumption.
[0007]
In response to these problems, the Ministry of International Trade and Industry's Agency for Natural Resources and Energy published the “Guidelines for Suppressing Harmonics for Home Appliances and General-Purpose Products” (September 1994). Announcement of “Execution plan (draft) for guidelines on measures to suppress harmonics of home appliances and general-purpose products” (February 17, 1995).
[0008]
However, to solve the problem of power supply harmonics and noise that has become a social problem in the middle of this, in reality, for example, by connecting a parallel resonant circuit tuned to the frequency of the power supply harmonics in series with the power load. Remove the power harmonic components, use a device that corrects the power waveform using an expensive active filter, or devise the rectifier circuit inside the power supply so that a steep load current waveform does not occur. It ’s just that.
[0009]
In addition, in order to reduce the power consumption of electronic equipment or power equipment, products that save energy and power consumption under the name of so-called “power savers” are commercially available from multiple manufacturers, but they are equipped with power receiving equipment. Aside from large power consumers, there is currently no direct interest for users at the individual level from a cost standpoint.
[0010]
Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to provide a power saving function for reducing power consumption of the power load in addition to a function of suppressing noise and power harmonics flowing back from the power load such as an electronic device to the power line. The purpose is to provide a transformer equipped with the above.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a simple and small single-phase two-wire type or single-phase three-wire type winding configuration, and freely attach and detach between a commercial power source and an electronic device as required. Despite this, it is possible to effectively suppress noise and power harmonics that circulate from power loads such as electronic equipment to the power supply line, and also reduce the power consumption of the power load. It is to provide a transformer.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a transformer according to the present invention has the following configuration.
[0013]
The parentheses shown below exemplify the correspondence with the reference numerals or numbers described in the drawings described in detail later.
[0014]
As shown in FIG. 1, the first embodiment of the present invention includes a first input terminal (1), a second input terminal (2), a first output terminal (3), and a second output terminal (4). In a single-phase two-wire transformer,
A main winding (L1A) having the first input terminal (1) and the second input terminal (2) connected to a single-phase two-wire AC power source;
A winding having a common magnetic path with the main winding (L1A), one terminal being connected to the first input terminal (1) and the other terminal being the first output terminal (3). A first auxiliary winding (L1B) connected to
A winding having a common magnetic path with the main winding (L1A), one terminal being connected to the second input terminal (2) and the other terminal being the second output terminal (4). And a second auxiliary winding (L1C) that generates an electromotive force having a phase opposite to that of the first auxiliary winding (L1B),
Shield members (5, 6) for electrostatically shielding the first auxiliary winding (L1B) and the second auxiliary winding (L1C), respectively
Is provided.
[0015]
As shown in FIG. 18, the second embodiment of the present invention includes a first input terminal (21), a second input terminal (22), a first output terminal (23), and a second output terminal (24). In a single-phase two-wire transformer,
A main winding (L2A) having the first input terminal (21) and the second input terminal (22) connected to a single-phase two-wire AC power source;
A winding having a common magnetic path with the main winding (L2A), one terminal being connected to the first input terminal (21) and the other terminal being the first output terminal (23). A first auxiliary winding (L2B) connected to
A winding having a common magnetic path with the main winding (L2A), one terminal being connected to the second input terminal (22) and the other terminal being the second output terminal (24). A second auxiliary winding (L2C) connected to
Shield members (25, 26) for electrostatically shielding the first auxiliary winding (L2B) and the second auxiliary winding (L2C), respectively;
And connected so that the electromotive force in the first and second auxiliary windings (L2B, L2C) is the same as the electromotive force of the main winding (L2A) (E (OUT) = E1 + E2) It is a thing.
[0016]
Here, in the transformer according to the first or second embodiment described above (FIGS. 1 and 18), the magnitude of the electromotive force (E1) by the first auxiliary winding (L1B, L2B) and the second It is preferable to set the magnitude of the electromotive force (E2) by the auxiliary windings (L1C, L2C) to be equal or set with a predetermined magnitude relationship.
[0017]
As shown in FIG. 22, the third embodiment of the present invention is a single-phase two-wire system in which a primary winding (L3A) and a secondary winding (L3B) are wound on a common core (37). In the transformer,
A connection means (38) for connecting a first input terminal (31) which is one terminal of the primary winding (L3A) and a midpoint (M) of the secondary winding (L3B);
A second input terminal (32) which is the other terminal of the primary winding (L3A), a first output terminal (33) and a second output terminal (34) which are terminals of the secondary winding (L3B). A first capacitor (C1) and a second capacitor (C2) respectively connected between
A shield member (35) for electrostatically shielding either the primary winding (L3A) or the secondary winding (L3B);
Is provided.
[0018]
As shown in FIG. 35, the fourth embodiment of the present invention is configured by winding the primary winding (L4A) and the secondary winding (L4B) on a common core (47), In a single-phase two-wire transformer that isolates the secondary side,
A coupling capacitor (C3) connecting the first input terminal (42), which is one terminal of the primary winding (L4A), and the midpoint (M) of the secondary winding (L4B);
A second input terminal (41) which is the other terminal of the primary winding (L4A), a first output terminal (43) and a second output terminal (44) which are terminals of the secondary winding (L4B). A first capacitor (C1) and a second capacitor (C2) respectively connected between
A shield member (45) for electrostatically shielding either the primary winding (L4A) or the secondary winding (L4B);
Is provided.
[0019]
Here, in the transformer according to the third or fourth embodiment (FIGS. 22 and 35), the output voltage (E (OUT)) of the secondary winding (L3B, L4B) is used as the primary winding. It is preferable that the input voltage (E (IN)) of (L3A, L4A) is equal to or lower than the input voltage (E (IN)).
[0020]
As shown in FIG. 37, the fifth embodiment of the present invention includes a first input terminal (51), a neutral wire input terminal (52), a second input terminal (53) and a first output terminal (54), In a single-phase three-wire transformer provided with a sex wire output terminal (55) and a second output terminal (56),
A first main winding (LL5A) having the first input terminal (51), the neutral wire input terminal (52), and the second input terminal (53) connected to a single-phase three-wire AC power source When,
A winding having a common magnetic path with the first main winding (LL5A), the first input terminal (51), the neutral wire input terminal (52), and the second input terminal (53) A second main winding (LL5B) having three input terminals connected in parallel with each other;
A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings (LL5A, LL5B), one of the two terminals being the first main winding (LL5A) ) In the first sub-winding (L5A) connected to the second input terminal (53) and the other terminal connected to the second output terminal (56);
A winding with two terminals having a common magnetic path with the first and second main windings (LL5A, LL5B), and one of the two terminals is connected to the second main winding ( LL5B) is connected to the terminal on the first input terminal (51) side, and the other terminal is connected to the first output terminal (54), the second auxiliary winding (L5B),
Shield members (58, 59) for electrostatically shielding the first auxiliary winding (L5A) and the second auxiliary winding (L5B), respectively;
A connection line (NL) for coupling the neutral wire input terminal (52) and the neutral wire output terminal (55);
The first output voltage (E2-e2) between the neutral wire output terminal (55) and the first output terminal (54), and the neutral wire output terminal (55) and the second output terminal ( 56), the second output voltage (E1-e1) is connected to be lower than the line voltage (E2, E1) of the three-wire AC power source.
[0021]
As shown in FIG. 40, the sixth embodiment of the present invention includes a first input terminal (63), a neutral wire input terminal (62), a second input terminal (61) and a first output terminal (66), In a single-phase three-wire transformer having a sex wire output terminal (65) and a second output terminal (64),
A first main winding (LL6A) having the neutral wire input terminal (62) and the first input terminal (63) connected to a neutral wire and one voltage wire of a single-phase three-wire AC power supply When,
A winding having the neutral wire input terminal (62) and the second input terminal (61) connected to the neutral wire and the other voltage wire of the single-phase three-wire AC power source, A second main winding (LL6B) having a common magnetic path with the first main winding (LL6A);
A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings (LL6A, LL6B), one of the two terminals being the first main winding (LL6A) ), The first auxiliary winding (L6A) connected to the first input terminal (63) and the other terminal connected to the first output terminal (66),
A winding with two terminals having a common magnetic path with the first and second main windings (LL6A, LL6B), and one of the two terminals is the second main winding (LL6B). ) In the second sub-winding (L6B) connected to the second input terminal (61) and the other terminal connected to the second output terminal (64),
Shield members (68, 69) that electrostatically shield the first sub-winding (L6A) and the second sub-winding (L6B), respectively;
A connection line (NL) for coupling the neutral wire input terminal (62) and the neutral wire output terminal (65);
The first output voltage (E1-e1) between the neutral wire output terminal (65) and the first output terminal (66), and the neutral wire output terminal (65) and the second output terminal ( 64) are connected so that the second output voltage (E2-e2) between them is lower than the line voltages (E1, E2) of the three-wire AC power supply.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit showing a single-phase two-wire transformer according to a first embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows an equivalent circuit of FIG. In these figures, L1A is a main winding, L1B and L1C are sub-windings, 1 to 4 are winding terminals, 5 and 6 are electrostatic shield members, and 7 is a core. E (IN) is an input voltage and is connected to a commercial single-phase two-wire power source. The magnitudes of the voltages E1 and E2 induced in the auxiliary windings L1B and L1C are about 30% of the input voltage E (IN), and in the present embodiment, E1 = E2. . Therefore, as apparent from the equivalent circuit shown in FIG. 2, the output voltage E (OUT) and the input voltage E (IN) have the same magnitude.
[0023]
Various electronic devices or electrical devices (not shown) are connected to the subsequent stage of the output terminals 3 and 4.
[0024]
That is, the transformer according to the first embodiment of the present invention includes a single input terminal 1, a second input terminal 2, a first output terminal 3, and a second output terminal 4, as shown in FIG. This is a phase 2-wire transformer. The main winding L1A of this transformer has a first input terminal 1 and a second input terminal 2 connected to a single-phase two-wire AC power source. The first sub-winding L1B is a winding having a common magnetic path with the main winding L1A, and one terminal is connected to the first input terminal 1 and the other terminal is the first terminal. It is connected to the output terminal 3. Further, the second auxiliary winding L1C is a winding having a common magnetic path with the main winding L1A, and one terminal is connected to the second input terminal 2 and the other terminal is the second output. It is connected to the terminal 4 and generates an electromotive force having a phase opposite to that of the first auxiliary winding L1B. The shield members 5 and 6 electrostatically shield the first auxiliary winding L1B and the second auxiliary winding L1C, respectively.
[0025]
Next, specific electrical characteristics of the present embodiment will be described.
[0026]
FIG. 3 is a frequency characteristic diagram showing a power supply terminal disturbance voltage that is inherently generated by an electric drill having a series motor. In order to obtain the measurement values of FIG. 3, a measurement system shown in FIG. 42A based on Publication 11 (class A) of CISPR (International Radio Injury Special Committee) was used. That is, a pseudo power supply network 104 is inserted between an electric drill which is an EUT (test equipment or device under test) 100 and an AC power supply (50 Hz, AC100 volts) 102. This pseudo power supply network 104 is a well-known device used to standardize the measurement of conducted interference waves emitted from the EUT (test equipment) 100 via the power supply line, and is used for the AC power supply 102 or the external power supply. By eliminating line noise, unnecessary external signals are prevented from flowing into the EUT 100, the impedance when the AC power source 102 is viewed from the EUT 100 is made constant, and the EUT 100 is Only the emitted noise is guided to the spectrum analyzer 106. In this embodiment, ESH2-Z5 manufactured by ROHDE & SCHWARZ is used as the pseudo power supply network 104. Further, as the spectrum analyzer 106, 8566B manufactured by HEWLETT PACKARD was used. In FIG. 42, 108 is a data processing device (CPU), and 110 is a printer.
[0027]
In the following description, the measurement of the power supply terminal disturbance voltage is all performed according to the measurement system shown in FIG.
[0028]
4 shows a case where the electric drill described in FIG. 3 is connected to the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 30V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power supply terminal disturbance voltage obtained as a result. As is clear from comparison between this figure and FIG. 3, the noise suppression effect of the transformer shown in FIG. 1 is remarkable.
[0029]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain switching power supply itself. FIG. 42 (B) shows a measurement system based on EN 60 555 Part 2 or the like in order to measure the power supply harmonic current.
[0030]
In FIG. 42B, reference numeral 200 denotes a switching power source as a test device, 202 denotes an AC power source (50 Hz, AC 100 volts), 204 denotes a pseudo power source network, 206 denotes a power source harmonic current measuring device, and 208 denotes data processing. An apparatus 210 is a printer. In the present embodiment, LIN31-PCR manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd. was used as the pseudo power supply network 204. Further, as the power supply harmonic current measuring device 206, a PCR-2000L with a remote control option card RCO2-PCR-L manufactured by the same company was used.
[0031]
In the following description, all measurements of the power supply harmonic current are performed according to the measurement system shown in FIG.
[0032]
6 shows a case where the switching power supply described in FIG. 5 is connected to the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 30V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power source harmonic current of. As is clear from comparison between FIG. 5 and FIG. 5, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 1 is remarkable.
[0033]
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain inverter fluorescent lamp itself.
[0034]
In FIG. 8, the inverter fluorescent lamp described in FIG. 7 is connected to the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 30V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power supply harmonic current at the time. As is clear from comparison between FIG. 7 and FIG. 7, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 1 is remarkable.
[0035]
FIG. 9 is a frequency characteristic diagram showing the power supply terminal disturbance voltage that is inherently generated by an electric drill itself having a certain series-wound motor (having almost the same characteristics as FIG. 3).
[0036]
FIG. 10 shows the electric drill described in FIG. 9 applied to the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 30V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power supply terminal disturbance voltage when it connects. As is clear from comparison between FIG. 9 and FIG. 9, even when the shields 5 and 6 are removed, the noise suppression effect of the transformer shown in FIG. 1 is remarkable.
[0037]
11 shows the electric drill described in FIG. 9 at the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 30V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power supply terminal disturbance voltage when it connects. As is clear from comparison between this figure and FIG. 9, when the shields 5 and 6 are added, the noise suppression effect of the transformer shown in FIG. 1 becomes more remarkable.
[0038]
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain switching power supply itself (having almost the same characteristics as FIG. 5).
[0039]
FIG. 13 shows detailed data of FIG.
[0040]
14 shows a case where the switching power supply described in FIG. 12 is connected to the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 30V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power source harmonic current of. FIG. 15 shows detailed data of FIG. As is clear from comparison between FIG. 14 and FIG. 5, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 1 is remarkable.
[0041]
16 shows a case where the switching power supply described in FIG. 12 is connected to the output terminals 3 and 4 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 50V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power source harmonic current of. This figure shows measured values when E1 = E2 = 50V. As is clear from comparison with FIG. 5, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. Yes.
[0042]
FIG. 17 shows detailed data of FIG.
[0043]
In the transformer according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 17 (FIG. 1), the magnitude of the electromotive force (E1) by the first auxiliary winding L1B and the second auxiliary winding Although the case where the magnitude of the electromotive force (E2) by L1C is set equal is described, the output voltage can be set by setting a predetermined magnitude relationship (that is, E1 ≠ E2, for example, E1 = 30 volts, E2 = 35 volts). E (OUT) can be 100 volts or less (ie, E (IN)> E (OUT), eg, E (OUT) = 95 volts). This makes it possible to further enhance the power saving effect on the power load of the electric device.
[0044]
(Embodiment 2)
18 shows a circuit according to a second embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 19 shows an equivalent circuit of FIG. The embodiment described here is basically the same as the first embodiment described above, but in the transformer of FIG. 1, both E1 and E2 are connected in a positive polarity (that is, output). Voltage E (OUT) = 100V + 50V + 50V: E1 = E2 = 50V) is different.
[0045]
More specifically, the second embodiment of the present invention includes a first input terminal 21, a second input terminal 22, a first output terminal 23, and a second output terminal 24 as shown in FIG. (1) a main winding L2A having a first input terminal 21 and a second input terminal 22 connected to a single-phase two-wire AC power source; A winding having a common magnetic path with the main winding L2A, one terminal connected to the first input terminal 21 and the other terminal connected to the first output terminal 23 Winding L2B and (3) a winding having a common magnetic path with the main winding L2A, one terminal connected to the second input terminal 22 and the other terminal to the second output terminal 24 The connected second sub-coil L2C and (4) the first sub-coil L2B and the second sub-coil L2C Shield members 25 and 26 that electrostatically shield each, and are connected so that the electromotive force in the first and second auxiliary windings L2B and L2C is the same as that of the main winding L2A. (E (OUT) = E1 + E2).
[0046]
FIG. 20 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain switching power supply itself (having almost the same characteristics as FIG. 5).
[0047]
21 is connected to the output terminals 23 and 24 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 50V, E (OUT) = 200V) shown in FIG. 18 via a step-down device (200V → 100V). It is a characteristic view which shows a power supply harmonic current when the switching power supply described in FIG. 20 is connected. As is apparent from a comparison between this figure and FIG. 20, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 18 is remarkable. In particular, the effect of significantly reducing high-order harmonics generated from non-linear loads can be obtained.
[0048]
In the transformer according to the second embodiment (FIG. 18) described above, the magnitude of the electromotive force (E1) by the first sub-coil L2B and the electromotive force (E2) by the second sub-coil L2C are described. ) Are set equal to each other, and can be set with a predetermined magnitude relationship.
[0049]
(Embodiment 3)
FIG. 22 shows a circuit showing a third embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 23 shows an equivalent circuit of FIG.
[0050]
The transformer shown in FIG. 22 is a bridge-type transformer without isolation between the primary side and the secondary side. That is, in a single-phase two-wire transformer in which a primary winding L3A and a secondary winding L3B are wound on a common core 37,
(1) a connection 38 that connects the first input terminal 31 that is one terminal of the primary winding L3A and the midpoint M of the secondary winding L3B;
(2) First connected between the second input terminal 32, which is the other terminal of the primary winding L3A, and the first output terminal 33 and the second output terminal 34, which are terminals of the secondary winding L3B. A capacitor C1 and a second capacitor C2,
(3) A shield member 35 that electrostatically shields either the primary winding L3A or the secondary winding L3B is provided.
[0051]
Here, in the transformer (FIG. 22) according to the third embodiment described above, the output voltage (E (OUT)) of the secondary winding L3B is changed to the input voltage (E (IN)) of the primary winding L3A. Or lower than the input voltage (E (IN)) for the purpose of power saving function of the load.
[0052]
FIG. 24 is a frequency characteristic diagram showing a power supply terminal disturbance voltage that is inherently generated by an electric drill itself having a certain series-wound motor (having almost the same characteristics as FIG. 3).
[0053]
25 shows a case where the electric drill described in FIG. 24 is connected to the output terminals 33 and 34 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 50V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power supply terminal disturbance voltage. As is clear from comparison between this figure and FIG. 24, the noise suppression effect of the transformer shown in FIG. 22 is remarkable. In particular, the transformer shown in FIG. 22 is effective at 150 kHz or less, which is not regulated by international standards, and it is difficult to reduce the noise in this region with a general noise cut transformer.
[0054]
FIG. 26 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain inverter fluorescent lamp itself (having almost the same characteristics as FIG. 7).
[0055]
27, the inverter fluorescent lamp described in FIG. 26 is connected to the output terminals 33 and 34 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 50V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power supply harmonic current at the time. FIG. 28 shows detailed data of FIG. As is clear from a comparison between FIG. 27 and FIG. 26, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 22 is remarkable.
[0056]
More specifically, the power factor in the case of FIG. 26 (without a transformer) was 0.59, but is improved to 0.80 in FIG. In terms of power consumption, the power consumption was 57.6 W in the case of FIG. 26 (no transformer), but decreased to 49.3 W in the case of FIG.
[0057]
In this way, by adding the transformer shown in FIG.
▲ 1 ▼ Noise
(2) Power harmonics
(3) Power factor
(4) Power consumption
There are improvements in the four items.
[0058]
The two windings on the output side are preferably windings having a structure that is as symmetric as possible.
[0059]
FIG. 29 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain switching power supply itself (having almost the same characteristics as FIG. 5).
[0060]
30 shows a case where the switching power supply described in FIG. 29 is connected to the output terminals 33 and 34 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 5V, E (OUT) = 100V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows the power source harmonic current of. As is clear from comparison between FIG. 29 and FIG. 29, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 22 is remarkable.
[0061]
FIG. 31 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain switching power supply itself (having almost the same characteristics as FIG. 5).
[0062]
FIG. 32 shows a booster (step-up transformer) to 100 volts at the output terminals 33 and 34 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 15V, E (OUT) = 30V) shown in FIG. FIG. 32 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current when the switching power supply described in FIG. 31 is connected via (not shown). As is clear from comparison between FIG. 31 and FIG. 31, the effect of removing the power source harmonic current of the transformer shown in FIG. 22 is remarkable.
[0063]
FIG. 33 is a characteristic diagram showing a power supply harmonic current inherently generated by a certain inverter fluorescent lamp itself (having almost the same characteristics as FIG. 7).
[0064]
34 is connected to the output terminals 33 and 34 of the transformer (E (IN) = 100V, E1 = E2 = 15V, E (OUT) = 30V) shown in FIG. FIG. 34 is a characteristic diagram showing a power harmonic current when the inverter fluorescent lamp described in FIG. 33 is connected. As is clear from comparison between FIG. 33 and FIG. 33, the effect of removing the power supply harmonic current of the transformer shown in FIG. 22 is remarkable.
[0065]
(Embodiment 4)
FIG. 35 shows a circuit showing a fourth embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 36 shows an equivalent circuit of FIG.
[0066]
The transformer shown in FIG. 35 is a bridge-type transformer in which a capacitor C3 is inserted for isolation between the primary side and the secondary side. That is, in a single-phase two-wire transformer that isolates the primary side and the secondary side by winding the primary winding L4A and the secondary winding L4B on a common core 47,
(1) a coupling capacitor C3 that connects the first input terminal 42, which is one terminal of the primary winding L4A, and the midpoint M of the secondary winding L4B;
(2) First connected between the second input terminal 41, which is the other terminal of the primary winding L4A, and the first output terminal 43 and the second output terminal 44, which are terminals of the secondary winding L4B. A capacitor C1 and a second capacitor C2,
(3) A shield member 45 that electrostatically shields either the primary winding L4A or the secondary winding L4B is provided.
[0067]
Here, in the transformer (FIG. 35) according to the fourth embodiment described above, the output voltage (E (OUT)) of the secondary winding L4B is changed to the input voltage (E (IN)) of the primary winding L4A. Or lower than the input voltage (E (IN)) for the purpose of power saving function of the load.
[0068]
(Embodiment 5)
FIG. 37 shows a circuit showing a fifth embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 38 shows an equivalent circuit of FIG.
[0069]
The transformer shown in FIG. 37 is a single phase comprising a first input terminal 51, a neutral wire input terminal 52, a second input terminal 53 and a first output terminal 54, a neutral wire output terminal 55, and a second output terminal 56. In the 3-wire transformer,
(1) a first main winding LL5A having a first input terminal 51, a neutral wire input terminal 52, and a second input terminal 53 connected to a single-phase three-wire AC power source;
(2) A winding having a common magnetic path with the first main winding LL5A and connected in parallel to the first input terminal 51, the neutral wire input terminal 52, and the second input terminal 53, respectively. A second main winding LL5B having two input terminals;
(3) A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings LL5A and LL5B, one of the two terminals being the second in the first main winding LL5A A first auxiliary winding L5A connected to the input terminal 53 and having the other terminal connected to the second output terminal 56;
(4) A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings LL5A and LL5B, one of the two terminals being the second main winding LL5B A second auxiliary winding L5B connected to the terminal on the first input terminal 51 side and the other terminal connected to the first output terminal 54;
(5) shield members 58 and 59 for electrostatically shielding the first sub-winding L5A and the second sub-winding L5B, respectively;
(6) comprising a connection line NL that couples the neutral wire input terminal 52 and the neutral wire output terminal 55;
(7) The first output voltage (E2-e2) between the neutral wire output terminal 55 and the first output terminal 54, and the second output between the neutral wire output terminal 55 and the second output terminal 56 The wires (E1-e1) are connected so as to be lower than the line voltages (E2, E1) of the 3-wire AC power supply.
[0070]
FIG. 39 shows the power supply terminal obstruction when the electric drill previously described in FIG. 3 is connected to the output terminals 54, 55, 56 of the transformer (E1 = E2 = 100V, e1 = e2 = 5V) shown in FIG. It is a characteristic view which shows a voltage. As is clear from comparison between this figure and FIG. 3, the noise suppression effect of the transformer shown in FIG. 37 is remarkable.
(Embodiment 6)
FIG. 40 shows a circuit of a sixth embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 41 shows an equivalent circuit of FIG.
[0071]
The transformer shown in FIG. 40 is a single phase comprising a first input terminal 63, a neutral wire input terminal 62, a second input terminal 61 and a first output terminal 66, a neutral wire output terminal 65, and a second output terminal 64. In the 3-wire transformer,
(1) a first main winding LL6A having a neutral wire input terminal 62 and a first input terminal 63 connected to a neutral wire of the single-phase three-wire AC power supply and one voltage wire;
(2) A winding having a neutral wire input terminal 62 and a second input terminal 61 connected to the neutral wire of the single-phase three-wire AC power supply and the other voltage wire, the first main winding A second main winding LL6B having a common magnetic path with LL6A;
(3) A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings LL6A, LL6B, one of the two terminals being the first in the first main winding LL6A A first auxiliary winding L6A connected to the input terminal 63 and having the other terminal connected to the first output terminal 66;
(4) A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings LL6A and LL6B, one of the two terminals being the second in the second main winding LL6B A second auxiliary winding L6B connected to the input terminal 61 and having the other terminal connected to the second output terminal 64;
(5) shield members 68 and 69 that electrostatically shield the first sub-winding L6A and the second sub-winding L6B, respectively;
(6) comprising a connection line NL for coupling the neutral wire input terminal 62 and the neutral wire output terminal 65;
(7) The first output voltage (E1-e1) between the neutral wire output terminal 65 and the first output terminal 66, and the second output between the neutral wire output terminal 65 and the second output terminal 64 The wires (E2-e2) are connected so as to be lower than the line voltages (E1, E2) of the 3-wire AC power supply.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to effectively suppress noise and power harmonics that circulate from a power load such as an electronic device to a power supply line. In addition, it can also have a power saving function for reducing the power consumption of the power load.
[0073]
In addition, according to the present invention, a simple and small single-phase two-wire type or single-phase three-wire type winding configuration can be attached / detached between a commercial power source and an electronic device as required. In spite of this, it is possible to extremely effectively suppress the power supply terminal disturbance voltage or power supply harmonic current flowing back from the power load such as an electronic device to the power supply line, and also reduce the power consumption of the power load. become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a power terminal disturbance voltage of an electric drill provided with a series motor.
4 is a diagram showing a power supply terminal disturbance voltage obtained by a combination of the transformer of FIG. 1 shown as the first embodiment and the electric drill shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a power supply harmonic current of a switching power supply.
6 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 1 shown as the first embodiment and the switching power supply shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing a power supply harmonic current of an inverter fluorescent lamp.
8 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 1 shown as the first embodiment and the inverter fluorescent lamp shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing a power terminal disturbance voltage (almost the same as FIG. 3) of an electric drill equipped with a series motor.
10 is a diagram showing a power supply terminal disturbance voltage obtained by a combination of the transformer in which the shield is removed from the transformer of FIG. 1 shown as the first embodiment and the electric drill shown in FIG. 9;
11 is a diagram showing a power supply terminal disturbance voltage obtained by combining the shielded transformer shown in FIG. 1 shown in FIG. 1 as the first embodiment and the electric drill shown in FIG. 9;
12 is a diagram showing a power supply harmonic current of the switching power supply (almost the same as FIG. 5).
13 is a diagram showing detailed data of FIG.
14 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 1 shown as the first embodiment and the switching power supply shown in FIG.
FIG. 15 is a diagram showing detailed data of FIG. 14;
16 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 1 shown as the first embodiment and the switching power supply shown in FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating detailed data of FIG. 16;
18 is a diagram showing a transformer in which E1 and E2 in the transformer of FIG.
FIG. 19 is an equivalent circuit diagram of FIG.
20 is a diagram showing a power supply harmonic current of the switching power supply (almost the same as FIG. 5).
21 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 18 shown as the second embodiment and the switching power supply shown in FIG.
FIG. 22 is a diagram showing a bridge-structure transformer (no isolation on the primary side and the secondary side) as a third embodiment of the present invention.
FIG. 23 is an equivalent circuit diagram of FIG. 22;
24 is a diagram showing a power terminal disturbance voltage (almost the same as FIG. 3) of an electric drill equipped with a series motor.
25 is a diagram showing a power supply terminal disturbance voltage obtained by combining the transformer of FIG. 22 without isolation shown as the third embodiment and the electric drill shown in FIG. 24. FIG.
FIG. 26 is a diagram showing the power supply harmonic current (almost the same as FIG. 7) of the inverter fluorescent lamp.
27 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 22 shown as the third embodiment and the inverter fluorescent lamp shown in FIG.
28 is a diagram showing detailed data of FIG. 27. FIG.
FIG. 29 is a diagram showing a power supply harmonic current (almost the same as FIG. 5) of the switching power supply.
30 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 22 shown as the third embodiment and the switching power supply shown in FIG. 29. FIG.
FIG. 31 is a diagram showing a power supply harmonic current (almost the same as FIG. 5) of the switching power supply.
32 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 22 shown as the third embodiment and the switching power supply shown in FIG. 31;
FIG. 33 is a diagram showing a power supply harmonic current (almost the same as FIG. 7) of the inverter fluorescent lamp.
34 is a diagram showing a power supply harmonic current obtained by a combination of the transformer of FIG. 22 shown as the third embodiment and the inverter fluorescent lamp shown in FIG. 34.
FIG. 35 is a diagram showing a transformer having another bridge configuration (with isolation on the primary side and the secondary side) as Embodiment 4 of the present invention.
36 is an equivalent circuit diagram of FIG. 35. FIG.
FIG. 37 is a diagram showing a single-phase three-wire transformer according to a fifth embodiment of the present invention.
38 is an equivalent circuit diagram of FIG. 37. FIG.
FIG. 39 is a diagram showing a power supply terminal disturbance voltage obtained by combining the single-phase three-wire transformer shown in FIG. 37 as the fifth embodiment and the electric drill shown in FIG. 3;
FIG. 40 is a diagram showing another single-phase three-wire transformer according to the sixth embodiment of the present invention.
41 is an equivalent circuit diagram of FIG. 40. FIG.
FIG. 42 is a circuit diagram for measuring the power supply terminal disturbance voltage and the power supply harmonic current of the EUT.

Claims

In a single-phase two-wire transformer having a first input terminal, a second input terminal, a first output terminal, and a second output terminal,
A main winding having the first input terminal and the second input terminal connected to a single-phase two-wire AC power source;
A winding having a common magnetic path with the main winding, wherein one terminal is connected to the first input terminal and the other terminal is connected to the first output terminal. Windings,
A winding having a common magnetic path with the main winding, wherein one terminal is connected to the second input terminal, the other terminal is connected to the second output terminal, and A second subwinding that generates an electromotive force in a phase opposite to that of the first subwinding;
A transformer comprising a shield member that electrostatically shields each of the first sub-winding and the second sub-winding.

In a single-phase two-wire transformer having a first input terminal, a second input terminal, a first output terminal, and a second output terminal,
A main winding having the first input terminal and the second input terminal connected to a single-phase two-wire AC power source;
A winding having a common magnetic path with the main winding, wherein one terminal is connected to the first input terminal and the other terminal is connected to the first output terminal. Windings,
A winding having a magnetic path in common with the main winding, wherein one terminal is connected to the second input terminal and the other terminal is connected to the second output terminal Windings,
A shield member that electrostatically shields each of the first sub-winding and the second sub-winding, and both the electromotive forces in the first and second sub-windings are the main winding. Transformer characterized in that it is wired so as to have a positive polarity with the electromotive force.

The transformer according to claim 1 or 2,
The transformer characterized in that the magnitude of the electromotive force due to the first sub-winding and the magnitude of the electromotive force due to the second sub-winding are set equal to each other or with a predetermined magnitude relationship.

In a single-phase two-wire transformer in which a primary winding and a secondary winding are wound on a common core,
A connection means for connecting a first input terminal, which is one terminal of the primary winding, and a midpoint of the secondary winding;
A first capacitor and a second capacitor connected between a second input terminal, which is the other terminal of the primary winding, and a first output terminal and a second output terminal, which are terminals of the secondary winding, respectively. A capacitor,
A transformer comprising: a shield member that electrostatically shields either the primary winding or the secondary winding.

In a single-phase two-wire transformer that isolates the primary side and the secondary side by winding the primary winding and the secondary winding on a common core,
A coupling capacitor that connects a first input terminal, which is one terminal of the primary winding, and a midpoint of the secondary winding;
A first capacitor and a second capacitor connected between a second input terminal, which is the other terminal of the primary winding, and a first output terminal and a second output terminal, which are terminals of the secondary winding, respectively. A capacitor,
A transformer comprising: a shield member that electrostatically shields either the primary winding or the secondary winding.

The transformer according to claim 4 or 5,
The transformer characterized in that the output voltage of the secondary winding is set equal to or lower than the input voltage of the primary winding.

In a single-phase three-wire transformer having a first input terminal, a neutral wire input terminal, a second input terminal and a first output terminal, a neutral wire output terminal, a second output terminal,
A first main winding having the first input terminal, the neutral wire input terminal and the second input terminal connected to a single-phase three-wire AC power source;
Three input terminals having a common magnetic path with the first main winding and connected in parallel with the first input terminal, the neutral wire input terminal, and the second input terminal, respectively. A second main winding having
A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings, wherein one of the two terminals is connected to the second input terminal of the first main winding. A first sub-winding that is connected and whose other terminal is connected to the second output terminal;
A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings, wherein one of the two terminals is the first input terminal of the second main winding. A second sub-winding connected to the first terminal and having the other terminal connected to the first output terminal;
A shield member that electrostatically shields each of the first sub-winding and the second sub-winding;
A connection line for coupling the neutral wire input terminal and the neutral wire output terminal;
The first output voltage between the neutral wire output terminal and the first output terminal, and the second output voltage between the neutral wire output terminal and the second output terminal are respectively the three-wire AC. A transformer characterized in that it is wired so that it is lower than the line voltage of the power supply.

In a single-phase three-wire transformer having a first input terminal, a neutral wire input terminal, a second input terminal and a first output terminal, a neutral wire output terminal, a second output terminal,
A first main winding having a neutral wire input terminal and the first input terminal connected to a neutral wire of the single-phase three-wire AC power supply and one voltage wire;
A winding having the neutral wire input terminal and the second input terminal connected to the neutral wire and the other voltage wire of the single-phase three-wire AC power source, wherein the first main winding And a second main winding having a common magnetic path,
A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings, wherein one of the two terminals serves as the first input terminal of the first main winding. A first sub-winding connected and having the other terminal connected to the first output terminal;
A two-terminal winding having a common magnetic path with the first and second main windings, wherein one of the two terminals serves as the second input terminal in the second main winding. A second auxiliary winding connected to the second output terminal with the other terminal connected to the second output terminal;
A shield member that electrostatically shields each of the first sub-winding and the second sub-winding;
A connection line for coupling the neutral wire input terminal and the neutral wire output terminal;
The first output voltage between the neutral wire output terminal and the first output terminal, and the second output voltage between the neutral wire output terminal and the second output terminal are respectively the three-wire AC. A transformer characterized in that it is wired so that it is lower than the line voltage of the power supply.