JP2000299615A - 低周波電源ノイズ防護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用電源から伝導する数十ｋＨｚ〜数百ｋＨ
ｚの低い周波数帯のコモンモードノイズおよびノーマル
モードノイズを低減することができ、小型軽量の低周波
電源ノイズ防護装置を提供する。 【解決手段】 商用電源が接続される入力端子１，３と
機器９が接続される出力端子５，７との間にコモンモー
ドチョークコイル（ＣＬ）１１およびノーマルモードチ
ョークコイル（ＮＬ）１３を直列に接続するとともに、
ノーマルモードチョークコイル（ＮＬ）１３の入出力端
側に第１および第２のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５，
１７を接続し、更に第１のコンデンサ（Ｃ１）１５に並
列に抵抗（Ｒ）１９を接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源と機器の
電源線との間に挿入され、商用電源からの伝導ノイズを
低減して機器を防護する低周波電源ノイズ防護装置に関
し、更に詳しくは、低周波帯域の伝導ノイズから通信機
器や電子機器などの機器を防護する低周波電源ノイズ防
護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エアコンや照明器具などインバー
タを使用した電気製品の普及に伴い、数十ｋＨｚ〜数百
ｋＨｚの低い周波数帯のノイズが商用電源へ流出し、こ
れが原因で通信機器や電子機器が故障するケースが年々
増加している。

【０００３】故障対策として、機器内の電源回路部ある
いは故障回路部でノイズ対策を実施する方法があるが、
対策部品の実装スペースや回路改造を伴うなどの問題が
あった。そこで、従来から図５に示すように商用電源コ
ンセントと機器電源線間に電源ノイズ防護トランスを挿
入し、前記のような低い周波数帯の電磁ノイズを低減す
る方法がとられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した電源ノイズ防
護トランスを使用する従来の方法では、防護トランスは
機器が必要とする電力を自ら負担しなければならないた
め、大きくて重いという欠点がある。このため、電力容
量が増加するに従い、防護トランスの取り付け場所に制
約を受け、取り付けが困難になるという問題がある。

【０００５】また、伝導ノイズには、コモンモードで伝
導してくるものとノーマルモードで伝導してくるものと
があり、防護トランスのアースを取らないと、コモンモ
ードの伝導ノイズに対して十分な阻止効果を期待できな
いという問題があるが、最近の住宅事情からアースをと
ることが困難な場合が多いという問題がある。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、商用電源から伝導する数十ｋ
Ｈｚ〜数百ｋＨｚの低い周波数帯のコモンモードノイズ
およびノーマルモードノイズを低減することができ、小
型軽量の低周波電源ノイズ防護装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、商用電源と機器の電源線
との間に挿入され、商用電源からの伝導ノイズに対して
機器を防護する低周波電源ノイズ防護装置であって、商
用電源の入力端子に接続され、低周波帯域のコモンモー
ド伝導ノイズを阻止するコモンモードチョークコイル
と、該コモンモードチョークコイルと前記機器との間に
接続され、低周波帯域のノーマルモード伝導ノイズを阻
止するノーマルモードチョークコイルと、該ノーマルモ
ードチョークコイルの入力側の線間に接続された第１の
コンデンサと、前記ノーマルモードチョークコイルの出
力側の線間に接続された第２のコンデンサと、前記第１
のコンデンサの両端に並列に接続された抵抗とを有する
ことを要旨とする。

【０００８】請求項１記載の本発明にあっては、商用電
源の入力端子に接続されたコモンモードチョークコイル
により低周波帯域のコモンモード伝導ノイズを効果的に
減衰させるとともに、ノーマルモードチョークコイルお
よびその入出力端に並列接続された第１および第２のコ
ンデンサとの組み合わせにより、両者を小型かつ経済的
に構成しながらノーマルモード伝導ノイズを効果的に減
衰させている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
低周波電源ノイズ防護装置の構成を示す回路図である。
同図に示す低周波電源ノイズ防護装置においては、商用
電源が供給される入力端子１，３と機器９が接続される
出力端子５，７との間にコモンモードチョークコイル
（ＣＬ）１１およびノーマルモードチョークコイル（Ｎ
Ｌ）１３が直列に接続され、ノーマルモードチョークコ
イル（ＮＬ）１３の両端に第１のコンデンサ（Ｃ１）１
５および第２のコンデンサ（Ｃ２）１７が並列に接続さ
れ、また第１のコンデンサ（Ｃ１）１５の両端に抵抗
（Ｒ）１９が並列に接続されている。

【００１０】コモンモードチョークコイル（ＣＬ）１１
は、自己インダクタンスおよび相互インダクタンスから
なるインダクタンスを大きく設定され、これにより低周
波帯域のコモンモード伝導ノイズを効果的に減衰させる
ように設計されている。

【００１１】また、ノーマルモードチョークコイル（Ｎ
Ｌ）１３およびその両端に並列に接続されている第１お
よび第２のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５，１７は、ノ
ーマルモードの伝導ノイズを減衰させるものであり、ノ
ーマルモードチョークコイル（ＮＬ）１３のみまたは第
１または第２のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５または１
７のみでは低周波帯域のノイズを効果的に減衰させるの
は困難であるため、ノーマルモードチョークコイル（Ｎ
Ｌ）１３と第１および第２のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）
１５，１７とを組み合わせて構成しているものである。

【００１２】なお、ノーマルモードチョークコイル（Ｎ
Ｌ）１３の両端に並列に第１および第２のコンデンサ
（Ｃ１，Ｃ２）１５，１７を接続するのは、機器９側か
ら流出するノイズをも効果的に減衰させるためである。

【００１３】ノーマルモードチョークコイル（ＮＬ）１
３は、コモンモードチョークコイル（ＣＬ）１１のよう
に相互インダクタンスの作用がないため、自己インダク
タンスのみで低周波数のノイズを減衰させなければなら
ない。自己インダクタンスを大きくするには、コイルの
巻線数を増やせばよいが、コイルの巻線数を増大する
と、巻線抵抗が増加し、この増加に伴い出力端子５，７
における商用電源電圧が巻線抵抗の電圧降下により低下
するため、巻線数は制約され、低周波帯域での十分なノ
イズ阻止効果を期待することはできない。例えば、ノー
マルモードチョークコイル（ＮＬ）１３の巻線抵抗が１
０００ｍΩであり、出力端子５，７に消費電流５Ａの機
器が接続されたとすると、商用電源電圧はノーマルモー
ドチョークコイル（ＮＬ）１３で５Ｖ低下してしまうと
いう問題がある。従って、ノーマルモードチョークコイ
ル（ＮＬ）１３の巻線数をあまり増やすことはできな
い。

【００１４】そこで、制約された巻線数において、ノー
マルモードチョークコイル（ＮＬ）１３の自己インダク
タンスを大きくするには、コアのサイズを大きくする方
法や高透磁率のコア材を使用する方法などがあるが、前
者はコイルの小型化に適さず、また後者は高価であり、
経済化に適さないという問題がある。

【００１５】従って、本実施形態のようにノーマルモー
ドチョークコイル（ＮＬ）１３に第１および第２のコン
デンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５，１７を組み合わせることに
より、低周波帯域でのノイズ阻止効果を高めるととも
に、コイルの小型化および経済化を図ることができる。

【００１６】一方、コンデンサのみで低周波帯域のノイ
ズを減衰させようとすると、コンデンサの容量を大きく
すればよいが、これに伴い商用電源周波数帯域（５０／
６０Ｈｚ）においてもコンデンサに電流が流れ込むよう
になり、コンデンサにおいて余計な電力が消費されると
いう問題がある。例えば、周波数２０ｋＨｚのノイズを
２０ｄＢ以上減衰させようとすると、１２μＦ程度の容
量のコンデンサが必要であり、この結果コンデンサにお
いて４５ＶＡ（６０Ｈｚ）程度の電力消費を招くことに
なってしまう。このような問題を回避するために、コン
デンサの容量は制約され、低周波帯域での十分なノイズ
阻止効果は期待できない。

【００１７】従って、本実施形態では、ノーマルモード
チョークコイル（ＮＬ）１３と第１および第２のコンデ
ンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５，１７を組み合わせることによ
り、両者の小型化および経済化を図るとともに、コモン
モードチョークコイル（ＣＬ）１１、ノーマルモードチ
ョークコイル（ＮＬ）１３、および第１および第２のコ
ンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５，１７からなるフィルタ回
路により商用電源からの低周波帯域のコモンモード伝導
ノイズとノーマルモード伝導ノイズを効果的に減衰させ
ることができるようになっている。

【００１８】なお、第１のコンデンサ（Ｃ１）１５に並
列に接続されている抵抗（Ｒ）１９は、例えば電源プラ
グなどからなる入力端子１，３を商用電源から引き抜い
た時に第１および第２のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）１
５，１７に充電させていた電圧を放電させ、これにより
電源プラグの端子に接触して感電することを防止してい
るものである。

【００１９】図２は、図１に示す低周波電源ノイズ防護
装置の構造を示す分解斜視図である。同図に示すよう
に、前記コモンモードチョークコイル（ＣＬ）１１、第
１のコンデンサ（Ｃ１）１５および抵抗（Ｒ）１９はプ
リント板２５上に実装され、配線作業の効率化が図られ
ている。また、このプリント板２５上に実装されたコモ
ンモードチョークコイル（ＣＬ）１１の入力側は電源コ
ード３１を介して電源プラグ２７の入力端子１，３に接
続され、この電源プラグ２７を介して商用電源に接続さ
れるようになっている。更に、第２のコンデンサ（Ｃ
２）１７の出力側はコンセント２６の出力端子５，７に
接続され、このコンセント２６を介して機器９に接続さ
れるようになっている。このように構成される電気部品
は上ケース２３と下ケース２４の間に挟まれて収納され
ている。

【００２０】図３（ａ），（ｂ）は、図１、図２に示し
た低周波電源ノイズ防護装置を図２に示した上ケース２
３と下ケース２４の間に収納させた場合の内部構造を示
す図であり、図３（ａ）は下ケース２４を取り除いた場
合の内部構造を下ケース２４側から見た図であり、図３
（ｂ）は上ケース２３と下ケース２４の間に各電気部品
を収納して両ケース２３，２４を合わせて固定した状態
の内部構造を示す図である。

【００２１】なお、このような構造において、ノーマル
モードチョークコイル（ＮＬ）１３は両ケース２３，２
４に設けられたリブにより取り付け金具などを省略して
直接固定するようにしている。

【００２２】図３に示すように構成される低周波電源ノ
イズ防護装置は、外形が５５ｍｍ×１５７ｍｍ×４０ｍ
ｍの大きさ、重量が４５０ｇで実現可能であり、従来の
電源ノイズ防護トランスに比べて、大きさおよび重量と
も１／１０以下と小型化および軽量化を図ることができ
る。

【００２３】図４は、図１に示した低周波電源ノイズ防
護装置の周波数に対するノイズ減衰量を示す特性図であ
る。同図に示すノイズ減衰特性図では、２０ｋＨｚ〜１
０００ｋＨｚの低周波ノイズに対してコモンモードノイ
ズを３０ｄＢ以上、ノーマルモードノイズを２０ｄＢ以
上減衰させることができ、優れたノイズ抑圧特性を得る
ことができることがわかる。これは、低周波帯域のコモ
ンモードノイズを効果的に減衰させるように設計したコ
モンモードチョークコイル（ＣＬ）１１と低周波帯域の
ノーマルモードノイズを効果的に減衰させるためにノー
マルモードチョークコイル（ＮＬ）１３と第１および第
２のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）１５，１７とを組み合わ
せて構成したフィルタ回路によって達成されているもの
である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
商用電源と機器との間にコモンモードチョークコイルお
よびノーマルモードチョークコイルを直列に接続すると
ともに、ノーマルモードチョークコイルの入出力端に第
１および第２のコンデンサを並列に接続しているので、
コモンモードチョークコイルにより低周波帯域のコモン
モード伝導ノイズを効果的に減衰させるとともに、ノー
マルモードチョークコイルおよびその入出力端に並列接
続された第１および第２のコンデンサとの組み合わせに
より、両者を小型かつ経済的に構成しながらノーマルモ
ード伝導ノイズを効果的に減衰させることができ、小型
化、軽量化、経済化を図って、設置場所の制約も受けず
に優れたノイズ抑制特性を実現している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る低周波電源ノイズ防
護装置の構成を示す回路図である。

【図２】図１に示す低周波電源ノイズ防護装置の構造を
示す分解斜視図である。

【図３】図１、図２に示した低周波電源ノイズ防護装置
を上ケースと下ケースの間に収納させた場合の内部構造
を示す図である。

【図４】図１に示した低周波電源ノイズ防護装置の周波
数に対するノイズ減衰量を示す特性図である。

【図５】従来の電源ノイズ防護トランスを用いた低周波
電源ノイズ防護装置の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１１ コモンモードチョークコイル（ＣＬ） １３ ノーマルモードチョークコイル（ＮＬ） １５ 第１のコンデンサ（Ｃ１） １７ 第２のコンデンサ（Ｃ２） １９ 抵抗（Ｒ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 一実 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 服部 光男 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5J024 AA01 BA14 BA18 DA01 DA26 DA27 DA32 EA09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源と機器の電源線との間に挿入さ
   れ、商用電源からの伝導ノイズに対して機器を防護する
   低周波電源ノイズ防護装置であって、 商用電源の入力端子に接続され、低周波帯域のコモンモ
   ード伝導ノイズを阻止するコモンモードチョークコイル
   と、 該コモンモードチョークコイルと前記機器との間に接続
   され、低周波帯域のノーマルモード伝導ノイズを阻止す
   るノーマルモードチョークコイルと、 該ノーマルモードチョークコイルの入力側の線間に接続
   された第１のコンデンサと、 前記ノーマルモードチョークコイルの出力側の線間に接
   続された第２のコンデンサと、 前記第１のコンデンサの両端に並列に接続された抵抗と
   を有することを特徴とする低周波電源ノイズ防護装置。