JP2008078844A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】電源品質を十分に高めることが可能なノイズフィルタを提供する。
【解決手段】一対の電源ライン間に接続されたＸコンデンサ１１０と、一対の電源ラインとグランド電位間にそれぞれ接続されたＹコンデンサ１２１，１２２と、一対の電源ラインに挿入されたコモンモードチョークコイル１３０と、コモンモードチョークコイル１３０とＸコンデンサ１１０及びＹコンデンサ１２１，１２２との間の磁気干渉を抑制する磁気シールド１４０とを備える。本発明によれば、ノイズフィルタの内部で生じる磁気干渉が磁気シールド１４０によって抑制されることから、フィルタリング後の電源品質を高めることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明はノイズフィルタに関し、特に、電子機器などの電力供給部に用いることが好適な電源用のノイズフィルタに関する。

家電製品やコンピュータなどの電子機器には、インレットと呼ばれる電力供給部が設けられている。インレットは、商用電源のアウトレット（コンセント）に接続するためのコネクタであり、インレットとアウトレットを接続することによって、電子機器に設けられている電源回路に電力が供給され、これにより内部回路を動作させることが可能となる。

しかしながら、外部から供給される電源には各種のノイズが重畳しており、また、当該電子機器自体も電源ノイズの発生源となることから、インレットの近傍にはノイズフィルタが設けられることが多い。インレットの近傍にはノイズフィルタが設ければ、電源回路に供給する電源の品質が高められることから、内部回路の誤動作などを抑制することが可能となる。また、他の電子機器の誤動作を抑制することも可能となる。

この種のノイズフィルタとしては、特許文献１〜３に記載されたノイズフィルタが知られている。これら特許文献１〜３に記載されたノイズフィルタは、いずれもＸコンデンサ、Ｙコンデンサ及びコモンモードチョークコイルによって構成されている。ここで、Ｘコンデンサとは、一対の電源ライン間に接続されるコンデンサであり、Ｙコンデンサとは、一対の電源ラインとグランド電位間にそれぞれ接続されるコンデンサである。また、コモンモードチョークコイルは、これら一対の電源ラインの所定の位置に挿入される。

このような構成を有するノイズフィルタは、各種電子機器によって発せられる外来ノイズの影響を受けることがある。外来ノイズの影響を受けると、フィルタリング後の電源品質が低下するおそれがあることから、ノイズフィルタ全体をシールドすることによって外来ノイズを遮断することが望ましい。
実開平５−５３２３３号公報 特開平７−２７２９４２号公報 特開平１０−４１１６５号公報

しかしながら、ノイズフィルタ全体をシールドするだけでは、フィルタリング後の電源品質を十分に高めることができないケースがあった。本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、電源用のノイズフィルタの性能を高めることを目的とする。

本発明らは、ノイズフィルタ全体をシールドするだけでは不十分である理由について鋭意研究を重ねた結果、ノイズフィルタを構成する電気部品間において磁気干渉が生じていることを突き止めた。

本発明は、このような技術的知見に基づきなされたものであって、本発明によるノイズフィルタは、一対の電源ラインと、前記一対の電源ライン間に接続されたＸコンデンサと、前記一対の電源ラインとグランド電位間にそれぞれ接続されたＹコンデンサと、前記一対の電源ラインに挿入されたコモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルと前記Ｘコンデンサ及び前記Ｙコンデンサの少なくとも一方との間の磁気干渉を抑制する磁気シールドとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ノイズフィルタの内部で生じる磁気干渉が磁気シールドによって抑制されることから、フィルタリング後の電源品質を高めることが可能となる。

磁気シールドは、Ｘコンデンサ及びＹコンデンサの少なくとも一方を収容することなく、コモンモードチョークコイルを収容するケース状部材であることが好ましい。さらに、磁気シールドは、Ｘコンデンサ及びＹコンデンサのいずれも収容することなく、コモンモードチョークコイルのみを収容するケース状部材であることがより好ましい。これによれば、Ｘコンデンサ及びＹコンデンサがコモンモードチョークコイルに与える影響を効果的に低減することが可能となる。

また、磁気シールドは、磁性材料を含有する樹脂によって構成されることが好ましい。このような材料は、金属に比べて電磁波を遮断する効果が高く、しかも金属よりも軽量であることから、ノイズフィルタの内部で生じる磁気干渉をより効果的に抑制することが可能となる。

本発明によるノイズフィルタは、Ｘコンデンサ、Ｙコンデンサ及びコモンモードチョークコイルを収容する金属ケースをさらに備えることが好ましい。これによれば、ノイズフィルタの内部で生じる磁気干渉だけでなく、外部から侵入するノイズについても遮断することが可能となる。

このように、本発明によれば、ノイズフィルタの内部で生じる磁気干渉が磁気シールドによって抑制されることから、フィルタリング後の電源品質を高めることが可能となる。したがって、本発明によるノイズフィルタを電子機器のインレットに使用すれば、電子機器の誤動作などを防止することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１及び図２は、それぞれ本発明の好ましい第１の実施形態によるノイズフィルタ１００の構成を示す略平面図及び略斜視図であり、図１及び図２とも、（ａ）は磁気シールドの蓋を装着した状態、（ｂ）は磁気シールドの蓋を外した状態を示している。

図１及び図２に示すように、本実施形態によるノイズフィルタ１００は、Ｘコンデンサ１１０、Ｙコンデンサ１２１，１２２及びコモンモードチョークコイル１３０を有し、これらが金属ケース１９０に収容された構造を有している。本実施形態では、金属ケース１９０内にケース状の磁気シールド１４０が設けられており、この磁気シールド１４０内にコモンモードチョークコイル１３０のみが収容されている。つまり、磁気シールド１４０は、Ｘコンデンサ１１０及びＹコンデンサ１２１，１２２をいずれも収容することなく、コモンモードチョークコイル１３０のみを収容している。

磁気シールド１４０の材料については、シールド効果を有する材料であれば特に限定されないが、フェライトなどの磁性材料を含有する樹脂又は金属を用いることが好ましい。高いシールド効果を得るためには、フェライトなどの磁性材料を含有する樹脂を用いることがより好ましい。また、フェライトなどの磁性材料を含有する樹脂は絶縁性を有していることから、部品間の絶縁が確保され、ショート不良の発生を防止することも可能となる。

図３は、本実施形態によるノイズフィルタ１００の回路図である。

図３に示すように、本実施形態によるノイズフィルタ１００は、３つの入力端子１５１〜１５３と、２つの出力端子１６１，１６２を有している。一対の入力端子１５１，１５２はアウトレットに接続され、一対の出力端子１６１，１６２は、当該ノイズフィルタ１００を使用する電子機器の電源回路又は内部回路に接続される。つまり、本実施形態によるノイズフィルタ１００はインレットを兼用しており、図２に示すキャビティ部１５４に電源プラグを差し込むことによって電力供給を行うことができる。尚、３つ目の入力端子１５３にはグランド電位が供給される。

ここで、入力端子１５１及び出力端子１６１を接続する配線と、入力端子１５２及び出力端子１６２を接続する配線とは、一対の電源ラインを構成する。そして、このような一対の電源ライン間にＸコンデンサ１１０が接続され、一対の電源ラインと入力端子１５３との間にＹコンデンサ１２１，１２２がそれぞれ接続される。また、コモンモードチョークコイル１３０は、一対の電源ラインに挿入される。

このような回路構成を有するノイズフィルタ１００は、図１及び図２に示すように、全体が金属ケース１９０に収容されるとともに、コモンモードチョークコイル１３０だけがさらに磁気シールド１４０に収容される。つまり、コモンモードチョークコイル１３０については、２重の磁気シールドがされた状態となっている。尚、図１及び図２に示すように、本実施形態によるノイズフィルタ１００では、トロイダル型のコモンモードチョークコイル１３０を用いているが、コモンモードチョークコイル１３０の構造がこれに限定されるものではない。

以上が本実施形態によるノイズフィルタ１００の構造である。このように、本実施形態によるノイズフィルタ１００では、コモンモードチョークコイル１３０が磁気シールド１４０に収容されていることから、コモンモードチョークコイル１３０とＸコンデンサ１１０及びＹコンデンサ１２１，１２２との間の磁気干渉が抑制される。つまり、外来ノイズのみならず、ノイズフィルタ１００を構成する電気部品間における干渉が抑制されることから、フィルタリング後の電源品質を高めることが可能となる。したがって、本実施形態によるノイズフィルタ１００を電子機器のインレットに使用すれば、電子機器の誤動作などを防止することが可能となる。

次に本発明の好ましい第２の実施形態について説明する。

図４は、本発明の好ましい第２の実施形態によるノイズフィルタ２００の構成を示す略平面図であり、（ａ）は磁気シールドの蓋を装着した状態、（ｂ）は磁気シールドの蓋を外した状態を示している。また、図５は、本実施形態によるノイズフィルタ２００の回路図である。

本実施形態によるノイズフィルタ２００は、磁気シールド２４０内にコモンモードチョークコイル１３０のみならず、Ｘコンデンサ１１０もまとめて収容されている点において、上記実施形態によるノイズフィルタ１００と相違する。その他の点については上記実施形態によるノイズフィルタ１００と同一であることから、同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態によるノイズフィルタ２００では、磁気シールド２４０がＸコンデンサ１１０とコモンモードチョークコイル１３０の両方を収容していることから、これらの間の磁気干渉を抑制する効果は得られないが、外部から見てＸコンデンサ１１０が２重にシールドされることになるため、外来ノイズに対する高いシールド効果を得ることが可能となる。また、スペース上の問題でコモンモードチョークコイル１３０のみを収容する磁気シールドを配置できない場合にも、本実施形態は有効である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、本発明によるノイズフィルタを電子機器などの電力供給部に適用した例について説明したが、本発明によるノイズフィルタの適用範囲についてはこれに限定されるものではない。したがって、例えば、本発明によるノイズフィルタを商用電源のアウトレット側に使用することも可能である。

また、上記実施形態では、磁気シールドとしてケース状部材を用いているが、本発明がこれに限定されるものではなく、例えば、磁性材料を含むモールド樹脂を磁気シールドとして用いても構わない。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

まず、図１〜図３に示したノイズフィルタ１００と同じ構成を有する実施例１のノイズフィルタを作製した。Ｘコンデンサの容量については０．４７μＦに設定し、２つのＹコンデンサの容量についてはいずれも４７０ｐＦに設定した。また、コモンモードチョークコイルのインダクタンスについては３ｍＨに設定した。磁気シールドの材料としては、フェライトを含有する樹脂を用いた。

また、図４及び図５に示したノイズフィルタ２００と同じ構成を有する実施例２のノイズフィルタを作製した。Ｘコンデンサ及びＹコンデンサの容量や、コモンモードチョークコイルのインダクタンスについては、実施例１と同じ値に設定した。磁気シールドの材料についても、実施例１と同様、フェライトを含有する樹脂を用いた。

さらに、磁気シールドの材料として金属を用いた他は、実施例２と同じ構成を有する実施例３のノイズフィルタを作製した。

さらに、磁気シールドを削除した他は、実施例１〜３と同じ構成を有する比較例のノイズフィルタを作製した。

次に、実施例１〜３及び比較例のノイズフィルタを商用電源のアウトレットと電子機器との間に接続し、電波暗室内で１５０ＫＨｚ〜３０ＭＨｚ帯の電源ノイズを測定した。電子機器としてはプラズマディスプレイを用いた。実施例１〜３及び比較例についての測定結果をそれぞれ図６〜図９に示す。

図６〜図９に示すように、比較例のノイズフィルタを用いた場合に比べ、実施例１〜３のノイズフィルタを用いた場合、電源のノイズレベルが低くなることが確認された。その効果は、実施例１のノイズフィルタにおいて最も顕著であり、特に低周波帯におけるノイズレベルの改善が顕著であった。

本発明の好ましい第１の実施形態によるノイズフィルタ１００の構成を示す略平面図であり、（ａ）は磁気シールドの蓋を装着した状態、（ｂ）は磁気シールドの蓋を外した状態を示している。 本発明の好ましい第１の実施形態によるノイズフィルタ１００の構成を示す略斜視図であり、（ａ）は磁気シールドの蓋を装着した状態、（ｂ）は磁気シールドの蓋を外した状態を示している。 ノイズフィルタ１００の回路図である。 本発明の好ましい第２の実施形態によるノイズフィルタ２００の構成を示す略平面図であり、（ａ）は磁気シールドの蓋を装着した状態、（ｂ）は磁気シールドの蓋を外した状態を示している。 ノイズフィルタ２００の回路図である。 実施例１のノイズフィルタについての電源ノイズの測定結果を示すグラフである。 実施例２のノイズフィルタについての電源ノイズの測定結果を示すグラフである。 実施例３のノイズフィルタについての電源ノイズの測定結果を示すグラフである。 比較例のノイズフィルタについての電源ノイズの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１００，２００ ノイズフィルタ
１１０ Ｘコンデンサ
１２１，１２２ Ｙコンデンサ
１３０ コモンモードチョークコイル
１４０，２４０ 磁気シールド
１５１〜１５３ 入力端子
１５４ キャビティ部
１６１，１６２ 出力端子
１９０ 金属ケース

Claims (5)

1. 一対の電源ラインと、前記一対の電源ライン間に接続されたＸコンデンサと、前記一対の電源ラインとグランド電位間にそれぞれ接続されたＹコンデンサと、前記一対の電源ラインに挿入されたコモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルと前記Ｘコンデンサ及び前記Ｙコンデンサの少なくとも一方との間の磁気干渉を抑制する磁気シールドとを備えることを特徴とするノイズフィルタ。
2. 前記磁気シールドは、前記Ｘコンデンサ及び前記Ｙコンデンサの少なくとも一方を収容することなく、前記コモンモードチョークコイルを収容するケース状部材であることを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ。
3. 前記磁気シールドは、前記Ｘコンデンサ及び前記Ｙコンデンサのいずれも収容することなく、前記コモンモードチョークコイルのみを収容するケース状部材であることを特徴とする請求項２に記載のノイズフィルタ。
4. 前記磁気シールドは、磁性材料を含有する樹脂によって構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のノイズフィルタ。
5. 前記Ｘコンデンサ、前記Ｙコンデンサ及び前記コモンモードチョークコイルを収容する金属ケースをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のノイズフィルタ。

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