JPH07115339A

JPH07115339A - ラインフィルタおよびラインフィルタのインピーダンス変化方法

Info

Publication number: JPH07115339A
Application number: JP5259919A
Authority: JP
Inventors: Takeo Senda; 竹男仙田
Original assignee: HANSHIN DENSEN KK
Current assignee: HANSHIN DENSEN KK
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】アースを用いることなく、特定の帯域幅や減
衰量を自由に設定することができるようなラインフィル
タおよびラインフィルタのインピーダンス変化方法を提
供する。【構成】単相電源コード１に内蔵されたラインフィル
タ１１は、商用電源に差し込まれるプラグ３，５に接続
されたライン線７，９を一次側コイルとして用いる第１
および第２変成器１３，１５と、第１変成器１３の二次
側コイルにピックアップされたノイズ電流を増幅する増
幅部１７と、増幅部１７に電力供給を行なう電源部１９
とを備え、増幅部１７で増幅された電流は、第２変成器
の二次側コイルに出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ラインフィルタおよ
びラインフィルタのインピーダンス変化方法に関し、特
に、１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ以上の広帯域周波数にわ
たりノイズまたは特定の周波数を極めて大きな減衰度で
減衰し、交流電源ライン、低周波ラインまたは直流ライ
ンに伝わる高周波ノイズ等によって起こる各種電子機器
の誤動作、およびこれらの機器の正常な動作が妨害され
ることを阻止するとともに、ラインへの有害な電磁波伝
送または輻射を防止することができ、バンドパスフィル
タ、低域または高域通過フィルタ、特定帯域周波数に対
する通過電力量調整フィルタとして応用され、様々なエ
レクトロニクス産業部門に貢献することができるような
ラインフィルタおよびラインフィルタのインピーダンス
変化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器のデジタル化が進
み、家庭を含む様々な分野でノイズを発生するノイズ源
は増加している。たとえば、ライン線から各種電子機器
に侵入してくるノイズにはノーマルモードノイズとコモ
ンモードノイズがあり、その発生メカニズム、伝達モー
ドともに異なる。このようなノイズが侵入すると、各種
電子機器は誤動作を生じる。また、各種電子機器内にお
いてもノイズが発生することもあるため、そのノイズが
電源に送り込まれれば、ノイズを発生した各種電子機器
は他の各種電子機器にとってノイズ源となってしまう。
そのため、ライン線を伝わるノイズを吸収することがで
きるものとしてラインフィルタが提案された。

【０００３】従来のコモンモードノイズに対するライン
フィルタは、たとえばフェライトやこれに類する磁性体
にライン線を貫通させるか、またはＮ回巻き付けて電磁
誘導を利用したものである。すなわち、巻数Ｎの二乗は
ラインフィルタのインピーダンスに比例し、そのインピ
ーダンスによる電流阻止効果はライン線を流れようとす
る電流により発生する逆起電力に起因する。したがっ
て、ラインフィルタを構成する巻数Ｎや磁性体によって
決定されたインピーダンスによって、目的周波数の阻止
が行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、国際無線障
害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）は、伝導ノイズ、つまりラ
イン線を伝わるノイズを３０ＭＨｚ以下としている。と
ころが実際には、ノイズが伝わるラインをアンテナとす
るアンテナ実効長は、３０ＭＨｚ電磁波長の１／４以下
の場合がある。また、ライン線に定在波が１／４波長の
整数倍でのった場合にも、３０ＭＨｚ以上のノイズがラ
イン線を伝わってしまう。したがって、ノイズの出口に
設けるラインフィルタは、有効周波数ができるだけ高い
周波数に対して及ぶことのできるものが現在望まれてい
る。

【０００５】しかし、従来のラインフィルタがノイズを
吸収する作用エネルギーは、主にインダクタンスに働く
ノイズ自身のエネルギーに依存する。そのため、トロイ
ダルコア等に巻かれたライン線の巻数が多いとストレー
トキャパシティが増大し、高域周波数がバイパスしてし
まうため、高域周波数に関してのフィルタ効果は薄れて
いた。

【０００６】一方、ノイズをより防止するために、ライ
ンフィルタを備える電源コードには、接地用のプラグと
交流電圧用のプラグによる３つのプラグが設けられてい
る場合がある。しかし、商用電源は、２つのプラグが差
し込まれるものがほとんどであり、２つのプラグしか設
けられていない電源コードであっても、ノイズを十分に
そのライン線から吸収できるラインフィルタを備えさせ
る必要がある。

【０００７】ゆえに、この発明は、上記のような問題を
解決し、ライン線を伝わる高周波数のノイズを十分に吸
収し、２つのプラグしか差し込むことのできない商用電
源で用いられる電源コードであっても、接地線を必要と
せず、ノイズを十分にライン線から吸収することのでき
るようなラインフィルタおよびラインフィルタのインピ
ーダンス変化方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るラ
インフィルタのインピーダンス変化方法は、第１のコア
と、第２のコアと、第１および第２のコアにまたがって
巻かれた第１のコイルと、第１のコイルに電磁結合され
た第２のコイルとを備えたラインフィルタにおいて、第
１のコイルに流れる電流を検出して増幅し、第２のコイ
ルに増幅された電流を流すことによって、第１のコイル
のインピーダンスを変化させる。

【０００９】請求項２の発明に係るラインフィルタは、
ノイズ電流を吸収するラインフィルタであって、一次側
コイルと二次側コイルとを含む第１のトランスと、一次
側コイルと二次側コイルとを含む第２のトランスと、第
１のトランスの一次側コイルにノイズ電流が流れること
によって第１のトランスの二次側コイルに電磁誘導され
たノイズ電流を増幅する増幅手段とを備え、増幅手段で
増幅されたノイズ電流を第２のトランスの二次側コイル
に流し、第２のトランスの一次側コイルのインピーダン
スを変化させる。

【００１０】請求項３では、請求項２の第１のトランス
の一次側コイルと第２のトランスの一次側コイルは接続
されて、第１のコアと第２のコアにまたがって巻かれ
る。

【００１１】請求項４では、請求項３の第１および第２
のコアは、異なる固有電気振動周波数帯を有する複数の
コアを含む。

【００１２】請求項５では、請求項２の増幅手段は増幅
器を含み、増幅器に対する電源電圧，バイアス電圧，出
力位相および増幅度を調整して、第２のトランスの一次
側コイルのインピーダンスを変化させる。

【００１３】

【作用】この発明に係るラインフィルタおよびラインフ
ィルタのインピーダンス変化方法は、２つのトランスを
用い、第１のトランスの一次側コイルからノイズ電流を
二次側コイルにピックアップし、ピックアップされたノ
イズ電流を増幅して第２のトランスの二次側コイルに流
すことで、第１のトランスの一次側コイルに直列で接続
された第２のトランスの一次側コイルのインピーダンス
を変化させることができる。

【００１４】

【実施例】図１は、この発明の一実施例によるラインフ
ィルタを内蔵した単相電源コードの斜視図である。図１
を参照して、ラインフィルタの構成の概略を説明する。

【００１５】単相電源コード１は、接地用のプラグを備
えてなく、商用電源に入力されるプラグ３，５を備え、
ラインフィルタ１１を内蔵する。ラインフィルタ１１
は、第１変成器（図面ではＴ₁と表わす。）１３，第２
変成器（図面ではＴ₂と表わす。）１５，第１変成器１
３によってピックアップされるノイズを増幅する増幅部
１７および増幅部１７に電力を供給する電源部１９を含
む。プラグ３，５は、第１変成器１３および第２変成器
１５を介して、それぞれライン線７，９に接続される。

【００１６】図２は、この発明の一実施例によるライン
フィルタによってコモンモードノイズを吸収する方法の
原理を説明するための図であり、図３は、図２に示すラ
インフィルタの要部等価回路図である。

【００１７】図１に示した単相電源コードが内蔵するラ
インフィルタについて、図２および図３を用いて詳細に
説明する。なお、三相、直流、低周波信号等に関しての
ラインフィルタも以下に示すような原理を用いればよ
い。

【００１８】まず、図２を参照して、ライン線７，９に
おけるプラグ側に接続されるライン端をライン端Ａ，Ｂ
とし、各種電子機器側に接続されるライン端をライン端
Ｃ，Ｄとする。ライン線７，９は、第１変成器１３のコ
アに巻かれた第１巻線２７および第２変成器１５のコア
に巻かれた一次巻線２９でもあり、電源電流による磁束
が第１および第２変成器１３，１５に影響しないように
平行に配線される。なお、図示していないがライン端Ｃ
とライン端Ｄは、各種電子機器を介して直列に接続され
る。また、第１変成器１３のコアには二次巻線２３が巻
かれ、第２変成器１５のコアには二次巻線２５が巻かれ
る。ただし、一次巻線２７，２９は、巻数が少なく、二
次巻線２３，２５は、位相を遅らせる程度は巻かれてい
る。第１変成器１３の二次巻線２３は、一方を増幅部１
７の大きいスルーレートの位相反転増幅器（図面ではＡ
ＮＰで表わす。）２１に接続され、他方を接続点Ｅで位
相反転増幅器２１に接続され、さらに、接地された接続
点Ｆを介して、第２変成器１５の二次巻線２５の一端に
接続される。第２変成器１５の二次巻線２５の他方は位
相反転増幅器２１に接続される。第１変成器１３の二次
巻線２３を流れた電流は、位相反転増幅器２１で位相を
反転されかつ増幅されて、第２変成器１５の二次巻線２
５を流れる。

【００１９】ライン線７，９の第２変成器１５とライン
端Ｃ，Ｄの間には、ライン線７に対して接続点Ｇが設け
られ、ライン線９に対して接続点Ｈが設けられる。ライ
ン線７は、接続点Ｇで第２バイパスコンデンサ（図面で
はＣ₂と表わす。）３３に接続され、ライン線９は、接
続点Ｈで第１バイパスコンデンサ（図面ではＣ₁と表わ
す。）３１に接続される。第１および第２バイパスコン
デンサ３１，３３は、ともに接地された整流器（図面で
はＤで表わす。）３５に接続され、これにより、整流器
３５は、電力を受けることとなり、その出力を増幅部１
７の位相反転増幅器２１に入力する。なお、ラインが直
流ラインや信号ラインである場合に、位相反転増幅器２
１が比較的大きな直流電源を必要とするときには他の方
法を用いなくてはならない。

【００２０】次に、動作について原理を含め、図２の第
１変成器１３，第２変成器１５および増幅部１７の等価
回路図である図３を用いて説明する。ノイズがライン線
７，９のライン端Ａ，Ｂまたはライン端Ｃ，Ｄのどちら
か側から入ってもノイズは吸収されるのであるが、説明
を簡単にするために、ライン端Ａ，Ｂからノイズが侵入
してきたものとする。また、図３に示すように、図２に
おける第１変成器１３の一次巻線２７を抵抗値Ｒ₁の第
１抵抗４５と自己インダクタンスＬ₁の第１コイル３
７、二次巻線２３を抵抗値Ｒ₂の第２抵抗４７と自己イ
ンダクタンスＬ₂の第２コイル３９、第２変成器１５の
一次巻線２９を抵抗値Ｒ₃の第３抵抗４９と自己インダ
クタンスＬ₃の第３コイル４１、二次巻線２５を抵抗値
Ｒ₄の第４抵抗と自己インダクタンスＬ₄の第４コイル
４３に変換する。さらに、第１変成器１３における第１
コイル３７と第２コイル３９に対する相互インダクタン
スはＭ₁であり、第２変成器１５における第３コイル４
１と第４コイル４３に対する相互インダクタンスはＭ₂
である。

【００２１】これらの仮定によって、第１変成器１３に
おける一次巻線２７のインピーダンスＺ₁，二次巻線２
３のインピーダンスＺ₂，第２変成器１５における一次
巻線２９のインピーダンスＺ₃および二次巻線２５のイ
ンピーダンスＺ₄は、第（１）式のように表わされる。
次に、第１変成器１３の一次巻線２７に電流Ｉ₁が流
れ、第２変成器１５の一次巻線１５に電流Ｉ₃が流れた
とすると、第１変成器１３の二次巻線２３および第２変
成器１５の二次巻線２５にはそれぞれ誘導起電力ｅ₂，
ｅ₄が発生する。その誘導起電力ｅ₂，ｅ₄は、フェラ
イトコア自体の抵抗が無視されれば、それぞれ第（２）
式および第（３）式のように表わされる。同様に、第１
変成器１３の二次巻線２９に電流Ｉ₂が流れ、第２変成
器１５の二次巻線４３に電流Ｉ₄が流れたとすると、第
１変成器１３の一次巻線２７および第２変成器１５の一
次巻線２９に発生する誘導起電力ｅ₁，ｅ₃はそれぞれ
第（４）式および第（５）式のように表わされる。

【００２２】さらに、第１変成器１３の一次巻線２７に
おける電位差がＥ₁であるとすれば、第１変成器１３に
対してキルヒホッフの法則が適用され、その関係は第
（６）式のように表わされる。第（６）式を計算して電
流Ｉ₁，Ｉ₂を導くと、第（７）式のように表わすこと
ができ、電流Ｉ₂は第２コイル３９を流れたことにより
電流Ｉ₁に対して位相を９０°遅らせていることがわか
る。電流Ｉ₂は、位相反転増幅器２１を通過すると、増
幅され、第（８）式に示すような電流Ｉ₁に対して２７
０°遅らせた電流Ｉ₅となる。電流Ｉ₅が第４コイル４
３を流れれば、電流Ｉ₄は第（９）式に示されるように
電流Ｉ₁に対して同位相の電流となる。ただし、これ
は、第１および第２変成器１３，１５の一次巻線，二次
巻線２３，２５，２７，２９のインピーダンスＺ₁，Ｚ
₂，Ｚ₃，Ｚ₄のリアクタンス分が同じ程度であった場
合である。

【００２３】したがって、第１変成器１３の一次巻線２
７および第２変成器１５の一次巻線２９の巻数が少な
く、位相のずれが少なければ、電流Ｉ₁と電流Ｉ₃が略
同位相であるため、電流Ｉ₃と電流Ｉ₄も同位相とな
る。さらに、第３コイル４１と第４コイル４３は、第２
変成器１５のフェライトコアに同心上に巻かれており、
増幅された電流Ｉ₄が電流Ｉ₃に比べて大きな電流であ
ることから、電流Ｉ₄が第４コイル４３に流れることで
第３コイル４１に生じる第（５）式に示されるような誘
導起電力ｅ₃は、電流Ｉ₃が第３コイル４１に流れるこ
とで生じる逆起電力に比べて大きい。

【００２４】したがって、あたかも第２変成器１５の第
３コイル４１の自己インダクタンスＬ₃が増大したよう
に見える。すなわち、仮に第３コイル４１に等価逆起電
力ｅＬ₃が起こったとすれば、自己インダクタンスＬ_3e
との間に第（１０）式に示されるような関係が成り立
つ。なお、ｉ₃は第３コイル４１に流れる偏位電流であ
り、ｉ₄は第４コイルに流れる偏位電流である。さら
に、自己インダクタンスＬ _3eは、第（１１）式に示され
るような関係をもち、第３抵抗４９の実効抵抗値をＲ_3e
とすれば、実効インピーダンスＺ_3eはＲ_3e＋ｊωＬ_3eで
表わされ、ｉ₃≪ｉ ₄であるため、Ｚ_3e≫Ｚ₃という関
係が成り立つ。したがって、極めて大きなインピーダン
スがライン線７または９に押し入れられたことに等しい
結果が生じるので、そのインピーダンスを調整すれば、
目的周波数は阻止される。なお、図２に示した整流器３
５は、位相反転増幅器２１の電源として働くが、整流器
３５のインピーダンスは、第１および第２バイパスコン
デンサ３１，３３のインピーダンスに比べて極めて小さ
くしておく。これによって、ライン線７，９に伝わるノ
ーマルモードノイズはバイパスすることになる。

【００２５】

【数１】

【００２６】図４は、この発明の一実施例によるライン
フィルタの第１および第２の変成器，ライン線，ライン
線からノイズをピックアップするピックアップ線および
ライン線に増幅されたノイズを出力する出力線の状態を
示す図である。図５は、この発明の一実施例のラインフ
ィルタの実際の回路図であり、図６は、図５の等価回路
図である。図７は、この発明の他の実施例のラインフィ
ルタの実際の回路図であり、図８は、図７の等価回路図
である。

【００２７】図４を参照して、ライン線５３は、第１変
成器１３および第２変成器１５のそれぞれが異なる材質
の２つのフェライトコアで構成されたコアに貫通して巻
かれ、第１変成器１３に巻かれた部分が一次巻線２７で
あり、第２変成器１５に巻かれた部分が二次巻線２９で
ある。一方、第１変成器１３の二次巻線２３は、ライン
線５３を伝わるノイズ電流をピックアップするピックア
ップ線５５でもあり、第２変成器１５の二次巻線２５
は、ライン線５３に増幅されたノイズ電流を出力する出
力線５７でもある。このように複数の異なる材質のコア
が組合わされることで、ピックアップ線５５でピックア
ップされるノイズサンプルと出力線５７から出力される
増幅されたノイズサンプルとの関係が様々となり、フィ
ルタ効果として広帯域性が現われる。なお、変成器のコ
アの組合せは、２個に限定されるものでない。さらに、
ピックアップ線５５によってピックアップされたノイズ
サンプルを増幅し出力線５７に流すためには、図５また
は図７に示すような回路を用いればよい。

【００２８】図５を参照して、図５は、図２に示した回
路をさらに具体的にしたものであり、図２と特に異なる
部分は、増幅器としてトランジスタ５９を用いているこ
とである。それに伴い、第１変成器１３の二次巻線２３
はトランジスタ５９のベース（図面ではＢで表わす。）
端子に一方を接続され、他方を＋ＢＩＡＳに接続される
とともにコンデンサ６４を介して接地される。第２変成
器１５の二次巻線２５は、トランジスタ５９のコレクタ
（図面ではＣで表わす。）端子に接続され、他方を＋Ｅ
ＣＣに接続される。さらにトランジスタ５９のエミッタ
（図面ではＥで表わす。）端子は、並列につながれた抵
抗６１とコンデンサ６３を介して接地される。

【００２９】以下、図５に示した回路の等価回路図であ
る図６を用いて、図２に示したラインフィルタの原理を
説明するうえで省略したノイズが各種電子機器側から侵
入してきた場合をも含めて動作を簡単に説明する。

【００３０】まず、たとえばライン線５３の電源側であ
る上方から第１コイル３７に電流Ｉ ₁＝１０μＡが入力
されたとする。第１コイル３７に電流が流れたことで、
＋ＢＩＡＳから第２コイル３９に電流が流れ、その電流
は位相反転増幅器２１でたとえば１０００倍されて、電
流Ｉ₅＝１００００μＡとなる。電流Ｉ₅は第４コイル
４３を流れて電流Ｉ₄になることで、第３コイル４１に
流れる電流Ｉ₃を１０／１００１０に絞ることとなる。
したがって、電流Ｉ₃として第３コイル４１から出力さ
れる電流は、０．０１μＡということとなり、これに伴
って第１コイル３７を流れる電流Ｉ₁も０．０１μＡと
なる。それゆえに次の瞬間には、電流Ｉ ₅は０．０１×
１０００＝１０μＡしか流れないため、今度は電流Ｉ₃
を０．０１／１０．０１に絞り込むと思われるが、第４
コイル４３に流れた電流Ｉ₄が１０μＡと小さいため実
際には絞り込めず、第１コイル３７を流れる電流Ｉ₁は
急に増大してしまう。このような繰返しが行なわれるこ
とで第３コイル４１を流れる電流Ｉ₃の偏位電流ｉ₃と
第４コイル４３を流れる電流Ｉ₄の偏位電流ｉ₄の比で
あるｉ₄／ｉ₃はある値に落ち着き、第（１１）式を満
たすこととなる。

【００３１】一方、たとえばライン線５３の各種電子機
器側である下方から第３コイル４１に電流Ｉ₃が１０μ
Ａ入力されたとする。この電流Ｉ₃はそのまま電流Ｉ₁
となり、第１コイル３７も流れる。第１コイル３７に電
流が流れたことで＋ＢＩＡＳから第２コイル３９に電流
Ｉ₁が流れ、その電流は位相反転増幅器で１０００倍さ
れて電流Ｉ₅＝１００００μＡとなる。この電流Ｉ₅が
第４コイル４３を流れることで第３コイル４１を流れる
電流Ｉ₃はやはり１０／１００１０倍に絞られ、電流Ｉ
₃は０．０１μＡとなる。これにより、第１コイル３７
を流れる電流Ｉ ₁も０．０１μＡとなり、次の瞬間には
電流Ｉ₅は０．０１×１０００＝１０μＡとなる。第３
コイル４１には、下方から１０μＡの電流が流れ込もう
としているので、電流Ｉ₃は１０／２０＝２分の１に絞
られ、０．５μＡになる。この０．５μＡの電流Ｉ₃は
電流Ｉ₁として第１コイル３７を流れるため、今度は再
び大きな絞りを生み出すこととなる。このような繰返し
により、この場合にも第３コイル４１を流れる偏位電流
ｉ₃と第４コイル４３を流れる電流Ｉ₄の偏位電流ｉ₄
の比であるｉ₄／ｉ₃はある値に落ち着き、第（１１）
式を満たすこととなる。

【００３２】なお、もし上方から第１コイル３７に流れ
込む電流Ｉ₁が絞り込みが１００％になることで０アン
ペアとなった場合には電流Ｉ₂も０アンペアとなるた
め、第（１１）式に示したｉ₄／ｉ₃は無限大となら
ず、一定の値に落ち着くはずであり、下方から第３コイ
ル４１に流れ込む電流が絞り込まれて電流Ｉ₁が０アン
ペアとなった場合にも同様にｉ₄／ｉ₃は無限大となら
ず一定の値に落ち着くはずである。

【００３３】ところで、図５に示した実施例において、
位相反転増幅器が１つしか用いられてなく、省スペース
のラインフィルタを省電力で動作させることができる
が、第２コイル３９に誘起されたサンプルノイズのうち
高域周波数の一部を接地に落ち込ませるという欠点や上
記したようにノイズがライン線５３の各種電子機器側か
らきた場合の阻止能力が電源側からきた場合の阻止能力
よりも小さいという欠点がある。これらの欠点を補うた
めには図７に示すような回路のラインフィルタを用いれ
ばよい。

【００３４】図７を参照して、この実施例では増幅器と
して２つのトランジスタを用いる。これに伴い第１変成
器１３の二次巻線２３は、一方をトランジスタ６５のベ
ース端子に接続され、他方をトランジスタ６６のベース
端子に接続され、途中から＋ＢＩＡＳに接続される。第
２変成器１５の二次巻線２５は、一方をトランジスタ６
５のコレクタ端子に接続され、他方をトランジスタ６６
のコレクタ端子に接続され、途中から＋ＥＣＣに接続さ
れる。トランジスタ６６，６５のエミッタ端子は接地さ
れた簡易定電流源用抵抗６８に接続される。なお、抵抗
６８のかわりに定電流源を用いてもよい。このように構
成された回路の等価回路図である図８を参照して、トラ
ンジスタ６５，６６として表わした位相反転増幅器２
１，２２についての対称性があることがわかる。したが
って、ノイズ電流が、電源側から第１コイル３７に流れ
てもまた各種電子機器側から第３コイル４１に流れても
同等の増幅が行なわれ、目的周波数の阻止が行なわれ
る。

【００３５】以上のことをまとめると、電流を絞り込む
ことができるのは、ノイズ波形が極めて短時間に鋭く変
化するにもかかわらず、たとえば１ＭＨｚの場合におけ
る１００００００分の数ヘルツの間の位相や波形を同位
相、同波形と考えてよいことに依存している。しかし、
このことのみでは絞り込みは可能でなく、さらに条件と
して、第１変成器１３および第２変成器１５を流れる電
流は電流量がずれた電流であり、第１変成器１３および
第２変成器１５のそれぞれのコアの固有電気振動に共振
していなければならない。このことはすなわち、第１変
成器１３と第２変成器１５とを１つにまとめてしまうと
電流Ｉ₄が１つの変成器に対して影響を与えることとな
り、位相反転増幅器２１に１００パーセントに近い負帰
還を与えてしまうことであり、これでは、ラインフィル
タのフィルタ効果は行なわれない。したがって、第１変
成器１３と第２変成器１５に対して巻線は、図４に示し
たように部分的に貫通させるかまたはそれぞれを分けて
巻かなければならない。

【００３６】なお、増幅器として用いたトランジスタに
対する電源電圧、バイアス電圧、出力位相および増幅度
を調整すれば、第２変成器のインピーダンスを変化させ
ることができるため、目的周波数の阻止は容易に行なわ
れる。

【００３７】図９は、実験に用いたラインフィルタの一
具体例の構成を説明するための図であり、図１０は、図
９に示すようなラインフィルタを用いて、ＡＣラインア
ース間コモンモードノイズに対しての減衰特性を実験し
た装置の概略を示した図であり、図１１は、その実験結
果を示したグラフである。特に、図１１においては、ラ
イン線の巻線を変えた場合の縦軸を減衰特性デジベルと
し、横軸をそれに対して片対数をとった周波数としてい
る。

【００３８】図９を参照して、内径８ｍｍ，外径１４ｍ
ｍおよび高さ６．５ｍｍのコア７０を２つ、同じ内径、
外径で高さ４．５ｍｍのコア７１を２つ用意し、それを
直列に並べてコンプレックスコアとする。そして、径
１．０ｍｍのライン線７，９がペアでコンプレックスコ
アを貫通して５回巻かれ、径０．３ｍｍの巻線が２つの
コア７０に７回巻かれてピックアップ線５５になり、径
０．３ｍｍの巻線が２つのコア７１に５回巻かれて出力
線５７になる。また、ピックアップ線５５の出力は、増
幅器（ＡＭＰ）２１に入力され、増幅器２１の出力は出
力線５７に入力される。ピックアップ線５５と出力線５
７の巻線回数は相関関係にあり、一方の巻線数を増やす
ときは一方を減らす。合計巻線回数はトロイダルコアに
より決まりほぼ一定である。なお、実験ではライン線の
巻数を３回，５回，９回，１３回，１７回と変化させた
が、巻数３回，９回，１３回の場合のライン線の径は、
０．６ｍｍで行なった。

【００３９】このような構成のラインフィルタを図１０
に示すような実験装置として用いたネットワークアナラ
イザに装着させる。ネットワークアナライザは、ライン
フィルタのライン線のそれぞれを端子Ｌ間および端子Ｎ
間に接続する装着部７４と、装着部７４に４ｄＢＭの出
力を発振する内部抵抗５０Ωの発振器を含む出力部７５
と、装着部７４からの出力が入力される５０Ωの内部抵
抗をもつ入力部７６とを備える。そして、装着部７４の
端子には、ライン線がその間に接続される端子Ｌ，Ｎの
他に端子Ｅが設けられており、端子Ｌの一方と端子Ｎの
一方はともに接続されて、出力部７５に接続され、端子
Ｅの一方は接地される。また、端子Ｌの他方は、入力部
７６に接続され、端子Ｎの他方は５０Ωの抵抗に接続さ
れて接地され、端子Ｅの他方も接地される。このような
装着部７３に装着されたライン線からピックアップ線５
５を介してピックアップしたノイズを増幅器２１に入力
して増幅し、それを出力線５７に出力すると、図１１に
示すような結果が得られた。

【００４０】図１１を参照して、オペアンプに利得帯域
幅積（ＧＢＷ）があるように、減衰器に対して減衰帯域
幅積という考え方を適用すると、０ｄＢのラインと各線
とで囲まれた総面積の広さが減衰特性を表わすとみなせ
る。したがって、減衰器をＯＮの状態にしなくても、同
じ径０．６ｍｍのライン線で巻数を３回，９回，１３
回，１７回と変化させていくと、この図における低周波
数帯域では減衰効果が巻数を大きくすればするほど良く
なっていることが各破線からわかる。しかし、高周波数
帯域では逆に巻数を大きくすればするほど減衰効果が悪
くなっている。そこで、径１．０ｍｍで巻数５回のライ
ン線に対して、増幅器をＯＮ状態またはＯＦＦ状態にし
て、減衰特性を比較してみる。増幅器がＯＮの状態にな
ったことを示す実線がＯＦＦ状態を示す破線に比べてほ
とんどの周波数域において減衰特性を顕著に表わしてい
るので、この発明の効果がいかに大きいかがわかる。

【００４１】以上のように、コモンモードノイズに対し
ての減衰効果がこの発明によっていかに大きいかを示し
たが、次に、ノーマルモードノイズに対しての減衰効果
についても説明する。

【００４２】図１２は、図９に示すようなラインフィル
タを用いて、ＡＣラインアース間ノーマルモードノイズ
に対しての減衰特性を実験した装置の概略を示した図で
あり、図１３は、図１２の増幅器用電源を説明するため
の図であり、図１４は、実験結果を示したグラフであ
る。

【００４３】図１２ないし図１４を参照して、コモンモ
ードノイズに対しての実験を示した図９ないし図１１と
異なることについて説明する。

【００４４】図１２において、異なることは、ノーマル
モードノイズについての実験であるため、装着部７４の
端子Ｎの一方は、出力部７５の出力が入力されるのでな
く、５０Ωの抵抗に接続されて接地されている。

【００４５】また、図１３に示すように、ライン線に相
当するＡＣライン７８，７９のそれぞれが１．２μＦの
バイパスコンデンサ３１，３３に接続され、バイパスコ
ンデンサ３１，３３はツェナーダイオードを含む整流器
３５に接続されている。整流器３５の一方は、コンデン
サ８０とダイオード８１，８２に接続される。ツェナー
ダイオード８２の他方は、抵抗８４，８３を介して整流
器３５の他方に接続され、ツェナーダイオード８１の他
方は抵抗８３を介して整流器３５の他方に接続され、コ
ンデンサ８４の他方は整流器３５の他方に接続される。
ツェナーダイオード８１と抵抗８３，８４との接続点か
ら電源電圧ＶＣＣが増幅器２１に入力され、ツェナーダ
イオード８２と抵抗８４との接続点から基板電圧ＶＢＢ
が増幅器２１に入力される。

【００４６】このようにして、実際に使用する状態と同
条件の増幅器２１に対する電源が用いられ、図１２に示
すネットワークアナライザ７３にラインフィルタが装着
されて図１４に示すような実験結果が得られた。

【００４７】図１４を参照して、図１１で示したコモン
モードノイズの減衰特性と同様に増幅器がＯＮ状態でな
く、ライン線の巻数が３回、９回、１３回、１７回と変
化させていくと、各破線で示されるように図における比
較的低周波数帯域では巻数が巻かれるごとに減衰特性が
良くなっている。

【００４８】しかし、約１ＭＨｚ以上になると、巻数を
変えても減衰特性に変化がなくなっている。そこで、
１．０ｍｍで巻数５回のライン線に対して、増幅器をＯ
Ｎ状態またはＯＦＦ状態にして減衰特性を比較してみ
る。増幅器がＯＮ状態になったことを示す実線がＯＦＦ
状態を示す破線に比べて減衰特性が顕著に表わされてい
ることがわかる。

【００４９】以上のように、この発明によるラインフィ
ルタがノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズ
に対しても広い周波数帯域に対して減衰効果があること
がわかるとともに、高周波数帯域に関しては特にノーマ
ルモードノイズに対して大きな減衰効果があることがわ
かった。

【００５０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ノイズ
電流を第１変成器の一次側コイルから二次側コイルにピ
ックアップして増幅し、第１変成器の一次側コイルに直
列で接続された一次側コイルを備える第２変成器の二次
側コイルに流すことで、フィルタ効果としての減衰量お
よび帯域幅を変えることができる。さらに、変成器を構
成するコアを異なる固有電気振動特性のもので組合わせ
ることで、非常に広帯域なまたは帯域幅のフィルタ効果
を作り出すことができる。さらに、第１および第２変成
器の一次側コイルの巻数を少なくすることもできるので
ストレートキャパシティを抑えることができ高域の減衰
効果を増加させることもできる。さらに、第１および第
２変成器を構成するコイルの自己インダクタンス，相互
インダクタンスおよび増幅器の増幅度を調整することに
よってフィルタ効果としての帯域幅および減衰量を自由
に選択できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるラインフィルタを内
蔵した単相電源コードの斜視図である。

【図２】この発明に一実施例によるラインフィルタによ
ってコモンモードノイズを吸収する方法の原理を説明す
るための図である。

【図３】図２に示すラインフィルタの要部等価回路図で
ある。

【図４】この発明の一実施例によるラインフィルタの第
１および第２変成器、ライン線、ライン線からノイズを
ピックアップするピックアップ線およびライン線に増幅
されたノイズを出力する出力線の状態を示す図である。

【図５】この発明の一実施例によるラインフィルタの具
体的な回路図である。

【図６】図５の等価回路図である。

【図７】この発明の他の実施例のラインフィルタの具体
的な回路図である。

【図８】図７の等価回路図である。

【図９】実験で用いたラインフィルタの一具体例の構成
を説明するための図である。

【図１０】ＡＣラインアース間コモンモードノイズに対
しての減衰特性を実験した装置の概略を示した図であ
る。

【図１１】図１０に示した実験装置によって得られた実
験結果のグラフである。

【図１２】ＡＣラインアース間ノーマルモードノイズに
対しての減衰特性を実験した装置の概略を示した図であ
る。

【図１３】図１２の増幅器用電源を説明するための図で
ある。

【図１４】図１２に示した実験装置で得られた実験結果
のグラフである。

【符号の説明】

７，９，５３ライン線１３第１変成器１５第２変成器２３，２５二次巻線２７，２９一次巻線３７第１コイル３９第２コイル４１第３コイル４３第４コイル５５ピックアップ線５７出力線７０，７１コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のコアと、第２のコアと、前記第１
および第２のコアにまたがって巻かれた第１のコイル
と、前記第１のコイルに電磁結合された第２のコイルと
を備えたラインフィルタにおいて、前記第１のコイルに流れる電流を検出して増幅し、前記
第２のコイルに増幅された電流を流すことによって、前
記第１のコイルのインピーダンスを変化させるラインフ
ィルタのインピーダンス変化方法。
【請求項２】ノイズ電流を吸収するラインフィルタで
あって、一次側コイルと二次側コイルを含む第１のトランスと、一次側コイルと二次側コイルを含む第２のトランスと、前記第１のトランスの一次側コイルにノイズ電流が流れ
ることによって前記第１のトランスの二次側コイルに電
磁誘導されたノイズ電流を増幅する増幅手段とを備え、前記増幅手段で増幅されたノイズ電流を前記第２のトラ
ンスの二次側コイルに流し、前記第２のトランスの一次
側コイルのインピーダンスを変化させることを特徴とす
る、ラインフィルタ。
【請求項３】前記第１のトランスの一次側コイルと前
記第２のトランスの一次側コイルは接続されるととも
に、第１のコアと第２のコアにまたがって巻かれること
を特徴とする、請求項２記載のラインフィルタ。
【請求項４】前記第１および第２のコアは、異なる固
有電気振動周波数帯を有する複数のコアを含む、請求項
３記載のラインフィルタ。
【請求項５】前記増幅手段は増幅器を含み、前記増幅
器に対する電源電圧，バイアス電圧，出力位相および増
幅度を調整して、前記第２のトランスの一次側コイルの
インピーダンスを変化させることを特徴とする、請求項
２記載のラインフィルタ。