JP2008245037A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】高周波成分に対するバイパス経路を確保しつつ、コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対する減衰特性を向上させる。
【解決手段】ノイズフィルタにはコモンモードリアクトルＣＬ１１を設けるとともに、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３とリアクトルＬ１４〜Ｌ１６とがそれぞれ直列接続された直列回路を設け、これらの直列回路は３相電圧を供給する電源供給線と接地間にそれぞれ接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明はノイズフィルタに関し、特に、電力変換回路に用いられるノイズフィルタに適用して好適なものである。

インバータを用いたモータ駆動システムなどでは、スイッチング動作に伴うノイズが電源側に流れ込み、同一系統に接続されている電気機器が誤動作するのを防止するため、インバータの前段にノイズフィルタを接続することが行われている。
図１１は、従来のノイズフィルタを含むインバータを用いたモータ駆動システムの概略構成を示す回路図である。

図１１において、モータ駆動システムには、３相電圧を供給する電源Ｇ、インバータＩＶおよびモータＭが設けられ、インバータＩＶの前段にはノイズフィルタＦ１１１が接続されるとともに、３相電圧を供給する電源供給線の間には、デルタ結線された線間コンデンサＣ１１１〜Ｃ１１３がそれぞれ接続されている。また、インバータＩＶには、３相電圧を整流する整流器１４１が設けられるとともに、整流器１４１からの出力をスイッチング動作を行い交流電圧に変換するスイッチング素子１４２が設けられている。
ここで、ノイズフィルタＦ１１１には、３相電圧を供給する電源供給線をそれぞれ接地するコンデンサＣ１１４〜Ｃ１１６およびコモンモードリアクトルＣＬ１１１が設けられている。

そして、電源Ｇから供給された３相電圧はノイズフィルタＦ１１１を介してインバータＩＶに供給され、整流器１４１にて整流が行われた後、スイッチング素子１４２にて所望の周波数と振幅を持つ電圧に変換され、モータＭに供給される。そして、スイッチング素子１４２のスイッチング動作に伴って、高周波電流が各部の浮遊容量を通して３相電圧を供給する電源供給線やアース線ＡＬに流れ込む。
ここで、３相電圧を供給する電源供給線を通して電源Ｇ側に流れ込む高周波電流については、線間コンデンサＣ１１１〜Ｃ１１３にてバイパス経路を形成するとともに、コモンモードリアクトルＣＬ１１１の漏れインダクタンス成分にて電源Ｇ側のインピーダンスを増大させることにより、電源Ｇ側への流出を防止することができる。

また、アース線ＡＬを通して電源Ｇ側に流れ込む高周波電流については、コンデンサＣ１１４〜Ｃ１１６にてバイパス経路を形成するとともに、コモンモードリアクトルＣＬ１１１にて電源Ｇ側のインピーダンスを増大させることにより、電源Ｇ側への流出を防止することができる。
また、ノイズフィルタの減衰量を大きくするために、線間コンデンサＣ１１１〜Ｃ１１３とコモンモードリアクトルＣＬ１１１との多段構成を用いることもある（特許文献１）。

図１２は、図１１のノイズフィルタの３段構成を示す回路図である。
図１２において、ノイズフィルタには、３相入力端子Ｔ１〜Ｔ３および３相出力端子Ｔ４〜Ｔ６が設けられ、３つのコイルＬ１〜Ｌ３、Ｌ４〜Ｌ６、Ｌ７〜Ｌ９でそれぞれ構成されるコモンモードリアクトルと線間コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ７〜Ｃ９との３段接続にてノイズフィルタが構成されている。また、３相電圧を供給する電源供給線はコンデンサＣ１２１〜Ｃ１２３にてそれぞれ接地されている。

そして、３相電圧を供給する電源供給線を通して電源側に流れ込む高周波電流については、線間コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ７〜Ｃ９にてバイパス経路を形成するとともに、コモンモードリアクトルの漏れインダクタンス成分にて電源側のインピーダンスを増大させることにより、電源側への流出を防止することができる。
また、アース線を通して電源側に流れ込む高周波電流については、コンデンサＣ１２１〜Ｃ１２３にてバイパス経路を形成するとともに、コイルＬ１〜Ｌ３、Ｌ４〜Ｌ６、Ｌ７〜Ｌ９にて電源側のインピーダンスを増大させることにより、電源側への流出を防止することができる。

図１３は、従来のノイズフィルタのその他の例を示す回路図である。
図１３において、ノイズフィルタにはコモンモードリアクトルＣＬ１３１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ１３１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ１３１〜Ｌ１３３が設けられている。また、３相電圧を供給する電源供給線には、スター結線された線間コンデンサＣ１３１〜Ｃ１３３がそれぞれ接続され、その中性点と接地間には接地コンデンサＣ１３４が接続されている。

そして、３相電圧を供給する電源供給線を通して電源側に流れ込む高周波電流については、線間コンデンサＣ１３１〜Ｃ１３３にてバイパス経路を形成するとともに、コモンモードリアクトルＣＬ１３１の漏れインダクタンス成分にて電源側のインピーダンスを増大させることにより、電源側への流出を防止することができる。
また、アース線を通して電源側に流れ込む高周波電流については、コンデンサＣ１３４にてバイパス経路を形成するとともに、コモンモードリアクトルＣＬ１３１にて電源側のインピーダンスを増大させることにより、電源側への流出を防止することができる。

そして、スター結線された線間コンデンサＣ１３１〜Ｃ１３３の中性点と接地間に接地コンデンサＣ１３４を接続することにより、接地コンデンサＣ１３４の容量がばらつくのを防止するとともに、３相電圧を供給する電源供給線を通して電源側に流れ込む高周波電流のバイパス経路として機能させることができる。
ここで、図１４に示すように、低周波（１５０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度）対策に用いられるコモンモードリアクトルの自己共振周波数は、コンデンサの自己共振周波数により低い帯域に設定される。このため、ノイズフィルタにおいて設定どおりの減衰特性が得られるのは、コモンモードリアクトルの自己共振周波数以下の領域となる。
特許第２６８５１４１号公報

しかしながら、コンデンサは自己共振周波数以上では容量成分として作用しないため、それ以上の周波数ではバイパス効果が低減する。一方、コモンモードリアクトルも自己共振周波数以上では誘導成分として作用しないため、それ以上の周波数では高周波電流が電源側に流出する。
このため、特許文献１に開示された方法では、ノイズの周波数スペクトルの共振ピークがコモンモードリアクトルの自己共振周波数以上の帯域にある場合、このノイズのピークを規制値以下に抑制することが困難であるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、高周波成分に対するバイパス経路を確保しつつ、コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対する減衰特性を向上させることが可能なノイズフィルタを提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載のノイズフィルタによれば、電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１組のコンデンサとリアクトルからなる直列回路とを備え、前記直列回路の共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定されることを特徴とする。

また、請求項２記載のノイズフィルタによれば、電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１組の第１コンデンサとリアクトルからなる直列回路と、前記直列回路に並列接続された第２コンデンサとを備え、前記直列回路の共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とする。

また、請求項３記載のノイズフィルタによれば、電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、前記電源供給線と接地間の少なくとも１相に接続された少なくとも１組の第１コンデンサとリアクトルからなる直列回路と、前記電源供給線と接地間の残りの少なくとも１相に接続された第２コンデンサとを備え、前記直列回路の共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とする。

また、請求項４記載のノイズフィルタによれば、電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１つのコンデンサとを備え、前記コンデンサの自己共振周波数は前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上に設定されることを特徴とする。

また、請求項５記載のノイズフィルタによれば、電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１つの第１コンデンサと、前記第１コンデンサに並列接続された第２コンデンサとを備え、前記第１コンデンサの自己共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とする。

また、請求項６記載のノイズフィルタによれば、電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、前記電源供給線と接地間の少なくとも１相に接続された少なくとも１つの第１コンデンサと、前記電源供給線と接地間の残りの少なくとも１相に接続された第２コンデンサとを備え、前記第１コンデンサの自己共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、コモンモードリアクトルが誘導成分として作用しない帯域においても、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係るノイズフィルタについて図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図１において、ノイズフィルタには、コモンモードリアクトルＣＬ１１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ１１には、３相電圧を供給する電源供給線にそれぞれ直列接続されたコイルＬ１１〜Ｌ１３が設けられている。また、ノイズフィルタには、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３とリアクトルＬ１４〜Ｌ１６とがそれぞれ直列接続された直列回路が設けられ、これらの直列回路は３相電圧を供給する電源供給線と接地間にそれぞれ接続されている。

ここで、これらの直列回路の共振周波数ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））がコモンモードリアクトルＣＬ１１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３の容量ＣとリアクトルＬ１４〜Ｌ１６のインダクタンスＬを設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ１１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、これらの直列回路の共振周波数ｆを設定することが好ましい。

これにより、コモンモードリアクトルＣＬ１１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズピーク成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、コモンモードリアクトルＣＬ１１が誘導成分として作用しない帯域においても、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。この結果、インバータのスイッチング動作に伴うノイズ成分を広帯域に渡って減衰させることが可能となり、インバータのスイッチング動作に伴うノイズ成分が電源側に流れ込み、同一系統に接続されている電気機器が誤動作するのを防止することができる。

なお、上述した実施形態では、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３とリアクトルＬ１４〜Ｌ１６とがそれぞれ直列接続された直列回路をコモンモードリアクトルＣＬ１１の後段に設ける方法について示したが、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３とリアクトルＬ１４〜Ｌ１６とがそれぞれ直列接続された直列回路をコモンモードリアクトルＣＬ１１の前段に設けるようにしてもよい。

図２は、本発明の第２実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図２において、ノイズフィルタＦ２１には、コモンモードリアクトルＣＬ２１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ２１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ２１〜Ｌ２３が設けられている。また、ノイズフィルタＦ２１には、コンデンサＣ２４とリアクトルＬ２４とが直列接続された直列回路が設けられ、この直列回路は３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間に接続されている。また、３相電圧を供給する電源供給線の間には、デルタ結線された線間コンデンサＣ２１〜Ｃ２３がそれぞれ接続されている。

また、ノイズフィルタＦ２１の後段には、３相電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ２１および直流中間コンデンサＣ２５が設けられ、ダイオードブリッジＤＢ２１には、ダイオードＤ２１〜Ｄ２６が設けられている。
なお、図２の例では、線間コンデンサＣ２１〜Ｃ２３をデルタ結線する方法について示したが、線間コンデンサＣ２１〜Ｃ２３はデルタ結線またはスター結線のどちらでもよい。また、図２の例では、線間コンデンサＣ２１〜Ｃ２３および直流中間コンデンサＣ２５の双方を設ける方法について示したが、線間コンデンサＣ２１〜Ｃ２３および直流中間コンデンサＣ２５のいずれかを設ければよい。また、上述した実施形態では、コンデンサＣ２４とリアクトルＬ２４とが直列接続された直列回路をコモンモードリアクトルＣＬ２１の後段に設ける方法について示したが、コンデンサＣ２４とリアクトルＬ２４とが直列接続された直列回路をコモンモードリアクトルＣＬ２１の前段に設けるようにしてもよい。

ここで、コンデンサＣ２４とリアクトルＬ２４とからなる直列回路の共振周波数ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））がコモンモードリアクトルＣＬ２１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ２４の容量ＣとリアクトルＬ２４のインダクタンスＬを設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ２１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、この直列回路の共振周波数ｆを設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ２１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

また、３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間にコンデンサＣ２４とリアクトルＬ２４とからなる直列回路を接続することにより、電源供給線と接地間の構成がアンバランス化された場合においても、線間コンデンサＣ２１〜Ｃ２３または直流中間コンデンサＣ２５にて３相がバランスするように電流が分配され、図１の構成と同様の効果を得ることができる。

図３は、本発明の第３実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図３において、ノイズフィルタには、コモンモードリアクトルＣＬ３１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ３１には、３相電圧を供給する電源供給線にそれぞれ直列接続されたコイルＬ３１〜Ｌ３３が設けられている。また、ノイズフィルタには、コンデンサＣ３１、Ｃ３３、Ｃ３５とリアクトルＬ３４〜Ｌ３６とがそれぞれ直列接続された直列回路が設けられ、これらの直列回路は３相電圧を供給する電源供給線と接地間にそれぞれ接続されるとともに、これらの直列回路にはコンデンサＣ３２、Ｃ３４、Ｃ３６がそれぞれ並列接続されている。

ここで、これらの直列回路の共振周波数ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））がコモンモードリアクトルＣＬ３１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ３１、Ｃ３３、Ｃ３５の容量ＣとリアクトルＬ３４〜Ｌ３６のインダクタンスＬを設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ３１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、これらの直列回路の共振周波数ｆを設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ３１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。
また、コンデンサＣ３２、Ｃ３４、Ｃ３６は、高周波帯域においても容量成分を持つように周波数特性を設定することができる。これにより、高周波帯域においてもノイズフィルタの減衰効果を維持することができ、電源側に流出するノイズスペクトルを規格内に抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、コンデンサＣ３１、Ｃ３３、Ｃ３５とリアクトルＬ３４〜Ｌ３６とがそれぞれ直列接続された直列回路およびこれらの直列回路にそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ３２、Ｃ３４、Ｃ３６をコモンモードリアクトルＣＬ３１の後段に設ける方法について示したが、コンデンサＣ３１、Ｃ３３、Ｃ３５とリアクトルＬ３４〜Ｌ３６とがそれぞれ直列接続された直列回路およびコンデンサＣ３１、Ｃ３３、Ｃ３５にそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ３２、Ｃ３４、Ｃ３６をコモンモードリアクトルＣＬ３１の前段に設けるようにしてもよい。

図４は、本発明の第４実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図４において、ノイズフィルタにはコモンモードリアクトルＣＬ４１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ４１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ４１〜Ｌ４３が設けられている。また、３相電圧を供給する電源供給線には、スター結線された線間コンデンサＣ４１〜Ｃ４３がそれぞれ接続され、その中性点と接地間には、コンデンサＣ４４とリアクトルＬ４４とが直列接続された直列回路が設けられるとともに、この直列回路にはコンデンサＣ４５が並列接続されている。

ここで、これらの直列回路の共振周波数ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））がコモンモードリアクトルＣＬ４１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ４４の容量ＣとリアクトルＬ４４のインダクタンスＬを設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ４１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、この直列回路の共振周波数ｆを設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ４１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

また、コンデンサＣ４５は、高周波帯域においても容量成分を持つように周波数特性を設定することができる。これにより、高周波帯域においてもノイズフィルタの減衰効果を維持することができ、電源側に流出するノイズスペクトルを規格内に抑制することができる。
さらに、スター結線された線間コンデンサＣ４１〜Ｃ４３の中性点と接地間にコンデンサＣ４４とリアクトルＬ４４とが直列接続された直列回路を設けることにより、コンデンサとリアクトルの部品点数を削減することができ、低コスト化および小型軽量化を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、スター結線された線間コンデンサＣ４１〜Ｃ４３、コンデンサＣ４４とリアクトルＬ４４とが直列接続された直列回路およびこれらの直列回路にそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ４５をコモンモードリアクトルＣＬ４１の後段に設ける方法について示したが、スター結線された線間コンデンサＣ４１〜Ｃ４３、コンデンサＣ４４とリアクトルＬ４４とが直列接続された直列回路およびこれらの直列回路にそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ４５をコモンモードリアクトルＣＬ４１の前段に設けるようにしてもよい。

図５は、本発明の第５実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図５において、ノイズフィルタＦ５１には、コモンモードリアクトルＣＬ５１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ５１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ５１〜Ｌ５３が設けられている。また、ノイズフィルタＦ５１には、コンデンサＣ５４とリアクトルＬ５４とが直列接続された直列回路が設けられ、この直列回路は３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間に接続されている。さらに、ノイズフィルタＦ５１には、３相電圧を供給する電源供給線の他の１相分と接地間に接続されたコンデンサＣ５５が接続されている。また、３相電圧を供給する電源供給線の間には、デルタ結線された線間コンデンサＣ５１〜Ｃ５３がそれぞれ接続されている。
また、ノイズフィルタＦ５１の後段には、３相電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ５１および直流中間コンデンサＣ５６が設けられ、ダイオードブリッジＤＢ５１には、ダイオードＤ５１〜Ｄ５６が設けられている。

なお、図５の例では、線間コンデンサＣ５１〜Ｃ５３をデルタ結線する方法について示したが、線間コンデンサＣ５１〜Ｃ５３はデルタ結線またはスター結線のどちらでもよい。また、図５の例では、線間コンデンサＣ５１〜Ｃ５３および直流中間コンデンサＣ５６の双方を設ける方法について示したが、線間コンデンサＣ５１〜Ｃ５３および直流中間コンデンサＣ５６のいずれかを設ければよい。また、上述した実施形態では、コンデンサＣ５４とリアクトルＬ５４とが直列接続された直列回路およびコンデンサＣ５５をコモンモードリアクトルＣＬ５１の後段に設ける方法について示したが、コンデンサＣ５４とリアクトルＬ５４とが直列接続された直列回路およびコンデンサＣ５５をコモンモードリアクトルＣＬ５１の前段に設けるようにしてもよい。

ここで、コンデンサＣ５４とリアクトルＬ５４とからなる直列回路の共振周波数ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））がコモンモードリアクトルＣＬ５１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ５４の容量ＣとリアクトルＬ５４のインダクタンスＬを設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ５１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、この直列回路の共振周波数ｆを設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ５１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

また、３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間にコンデンサＣ５４とリアクトルＬ５４とからなる直列回路を接続することにより、電源供給線と接地間の構成がアンバランス化された場合においても、線間コンデンサＣ５１〜Ｃ５３または直流中間コンデンサＣ５６にて３相がバランスするように電流が分配され、図１の構成と同様の効果を得ることができる。
また、コンデンサＣ５５は、高周波帯域においても容量成分を持つように周波数特性を設定することができる。これにより、高周波帯域においてもノイズフィルタの減衰効果を維持することができ、電源側に流出するノイズスペクトルを規格内に抑制することができる。

図６は、本発明の第６実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図６において、ノイズフィルタには、コモンモードリアクトルＣＬ６１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ６１には、３相電圧を供給する電源供給線にそれぞれ直列接続されたコイルＬ６１〜Ｌ６３が設けられている。また、ノイズフィルタには、３相電圧を供給する電源供給線と接地間にそれぞれ接続されたコンデンサＣ６１〜Ｃ６３が設けられている。

ここで、コモンモードリアクトルＣＬ６１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ６１〜Ｃ６３の自己共振周波数を設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ６１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、コンデンサＣ６１〜Ｃ６３の自己共振周波数を設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ６１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

なお、コモンモードリアクトルＣＬ６１とコンデンサＣ６１〜Ｃ６３との接続は前後してもよい。また、コンデンサの自己共振周波数は、リード線長またはプリントパターン長によっても調整することができ、リード線長またはプリントパターン長の影響が含まれるようにしてコンデンサの自己共振周波数を設定するようにしてもよい。

図７は、本発明の第７実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図７において、ノイズフィルタＦ７１には、コモンモードリアクトルＣＬ７１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ７１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ７１〜Ｌ７３が設けられている。また、ノイズフィルタＦ７１には、３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間に接続されたコンデンサＣ７４が設けられている。また、３相電圧を供給する電源供給線の間には、デルタ結線された線間コンデンサＣ７１〜Ｃ７３がそれぞれ接続されている。

また、ノイズフィルタＦ７１の後段には、３相電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ７１および直流中間コンデンサＣ７５が設けられ、ダイオードブリッジＤＢ７１には、ダイオードＤ７１〜Ｄ７６が設けられている。
なお、図７の例では、線間コンデンサＣ７１〜Ｃ７３をデルタ結線する方法について示したが、線間コンデンサＣ７１〜Ｃ７３はデルタ結線またはスター結線のどちらでもよい。また、図７の例では、線間コンデンサＣ７１〜Ｃ７３および直流中間コンデンサＣ７５の双方を設ける方法について示したが、線間コンデンサＣ７１〜Ｃ７３および直流中間コンデンサＣ７５のいずれかを設ければよい。

ここで、コモンモードリアクトルＣＬ７１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ７４の自己共振周波数を設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ７１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、コンデンサＣ７４の自己共振周波数を設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ７１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。
なお、コモンモードリアクトルＣＬ７１とコンデンサＣ７４との接続は前後してもよい。また、コンデンサの自己共振周波数は、リード線長またはプリントパターン長によっても調整することができ、リード線長またはプリントパターン長の影響が含まれるようにしてコンデンサの自己共振周波数を設定するようにしてもよい。

図８は、本発明の第８実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図８において、ノイズフィルタには、コモンモードリアクトルＣＬ８１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ８１には、３相電圧を供給する電源供給線にそれぞれ直列接続されたコイルＬ８１〜Ｌ８３が設けられている。また、ノイズフィルタには、３相電圧を供給する電源供給線と接地間にそれぞれ接続されたコンデンサＣ８１、Ｃ８３、Ｃ８５が設けられるとともに、これらのコンデンサＣ８１、Ｃ８３、Ｃ８５にはコンデンサＣ８２、Ｃ８４、Ｃ８６がそれぞれ並列接続されている。

ここで、コモンモードリアクトルＣＬ８１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ８１、Ｃ８３、Ｃ８５の自己共振周波数を設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ８１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、コンデンサＣ８１、Ｃ８３、Ｃ８５の自己共振周波数を設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ８１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

また、コンデンサＣ８２、Ｃ８４、Ｃ８６は、高周波帯域においても容量成分を持つように周波数特性を設定することができる。これにより、高周波帯域においてもノイズフィルタの減衰効果を維持することができ、電源側に流出するノイズスペクトルを規格内に抑制することができる。
なお、コモンモードリアクトルＣＬ８１とコンデンサＣ８１〜Ｃ８６との接続は前後してもよい。また、コンデンサの自己共振周波数は、リード線長またはプリントパターン長によっても調整することができ、リード線長またはプリントパターン長の影響が含まれるようにしてコンデンサの自己共振周波数を設定するようにしてもよい。

図９は、本発明の第９実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図９において、ノイズフィルタにはコモンモードリアクトルＣＬ９１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ９１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ９１〜Ｌ９３が設けられている。また、３相電圧を供給する電源供給線には、スター結線された線間コンデンサＣ９１〜Ｃ９３がそれぞれ接続され、その中性点と接地間には、コンデンサＣ９４が接続されるとともに、このコンデンサＣ９４にはコンデンサＣ９５が並列接続されている。

ここで、コモンモードリアクトルＣＬ９１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ９４の自己共振周波数を設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ９１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、コンデンサＣ９４の自己共振周波数を設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ９１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

また、コンデンサＣ９５は、高周波帯域においても容量成分を持つように周波数特性を設定することができる。これにより、高周波帯域においてもノイズフィルタの減衰効果を維持することができ、電源側に流出するノイズスペクトルを規格内に抑制することができる。
なお、コモンモードリアクトルＣＬ９１とコンデンサＣ９１〜Ｃ９５との接続は前後してもよい。また、コンデンサの自己共振周波数は、リード線長またはプリントパターン長によっても調整することができ、リード線長またはプリントパターン長の影響が含まれるようにしてコンデンサの自己共振周波数を設定するようにしてもよい。

図１０は、本発明の第１０実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。
図１０において、ノイズフィルタＦ１０１には、コモンモードリアクトルＣＬ１０１が設けられ、コモンモードリアクトルＣＬ１０１には、３相電圧を供給する電源供給線に直列接続されたコイルＬ１０１〜Ｌ１０３が設けられている。また、ノイズフィルタＦ１０１には、３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間に接続されたコンデンサＣ１０４が設けられている。さらに、ノイズフィルタＦ１０１には、３相電圧を供給する電源供給線の他の１相分と接地間に接続されたコンデンサＣ１０５が接続されている。また、３相電圧を供給する電源供給線の間には、デルタ結線された線間コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０３がそれぞれ接続されている。

また、ノイズフィルタＦ１０１の後段には、３相電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ１０１および直流中間コンデンサＣ１０６が設けられ、ダイオードブリッジＤＢ１０１には、ダイオードＤ１０１〜Ｄ１０６が設けられている。
なお、図１０の例では、線間コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０３をデルタ結線する方法について示したが、線間コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０３はデルタ結線またはスター結線のどちらでもよい。また、図１０の例では、線間コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０３および直流中間コンデンサＣ１０６の双方を設ける方法について示したが、線間コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０３および直流中間コンデンサＣ１０６のいずれかを設ければよい。

ここで、コモンモードリアクトルＣＬ１０１の自己共振周波数以上になるように、コンデンサＣ１０４の自己共振周波数を設定することができ、コモンモードリアクトルＣＬ１０１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズスペクトルのピーク周波数の近傍に、コンデンサＣ１０４の自己共振周波数を設定することが好ましい。これにより、コモンモードリアクトルＣＬ１０１の自己共振周波数以上の帯域にあるノイズ成分に対してバイパス経路を形成することが可能となり、ノイズ成分を有効に減衰させることが可能となる。

また、３相電圧を供給する電源供給線の１相分と接地間にコンデンサＣ１０４を接続することにより、電源供給線と接地間の構成がアンバランス化された場合においても、線間コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０３または直流中間コンデンサＣ１０６にて３相がバランスするように電流が分配され、図１の構成と同様の効果を得ることができる。
また、コンデンサＣ１０５は、高周波帯域においても容量成分を持つように周波数特性を設定することができる。これにより、高周波帯域においてもノイズフィルタの減衰効果を維持することができ、電源側に流出するノイズスペクトルを規格内に抑制することができる。

なお、コモンモードリアクトルＣＬ１０１とコンデンサＣ１０４、Ｃ１０５との接続は前後してもよい。また、コンデンサの自己共振周波数は、リード線長またはプリントパターン長によっても調整することができ、リード線長またはプリントパターン長の影響が含まれるようにしてコンデンサの自己共振周波数を設定するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第２実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第３実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第４実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第５実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第６実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第７実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第８実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第９実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 本発明の第１０実施形態に係るノイズフィルタの概略構成を示す回路図である。 従来のノイズフィルタを含むインバータを用いたモータ駆動システムの概略構成を示す回路図である。 図１１のノイズフィルタの３段構成を示す回路図である。 従来のノイズフィルタのその他の例を示す回路図である。 ノイズフィルタの減衰特性を示す図である。

符号の説明

ＣＬ１、ＣＬ２１、ＣＬ３１、ＣＬ４１、ＣＬ５１、ＣＬ６１、ＣＬ７１、ＣＬ８１、ＣＬ９１、ＣＬ１０１ コモンモードリアクトル
Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ２１〜Ｌ２３、Ｌ３１〜Ｌ３３、Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１〜Ｌ５３、Ｌ６１〜Ｌ６３、Ｌ７１〜Ｌ７３、Ｌ９１〜Ｌ９３、Ｌ１０１〜Ｌ１０３ コイル
Ｃ１１〜Ｃ１３、Ｃ２４、Ｃ３１〜Ｃ３６、Ｃ４４、Ｃ４５、Ｃ５４、Ｃ５５、Ｃ６１〜Ｃ６３、Ｃ７４、Ｃ８１〜Ｃ８６、Ｃ９４、Ｃ９５、Ｃ１０４、Ｃ１０５ コンデンサ
Ｌ１４〜Ｌ１６、Ｌ２４、Ｌ３４〜Ｌ３６、Ｌ４４、Ｌ５４ リアクトル
Ｆ２１、Ｆ５１、Ｆ７１、Ｆ１０１ ノイズフィルタ
ＤＢ２１、ＤＢ５１、ＤＢ７１、ＤＢ１０１ ダイオードブリッジ
Ｃ２１〜Ｃ２３、Ｃ４１〜Ｃ４３、Ｃ５１〜Ｃ５３、Ｃ７１〜Ｃ７３、Ｃ９１〜Ｃ９３、Ｃ１０１〜Ｃ１０３ 線間コンデンサ
Ｄ２１〜Ｄ２６、Ｄ５１〜Ｄ５６、Ｄ７１〜Ｄ７６、Ｄ１０１〜Ｄ１０６ ダイオード
Ｃ２５、Ｃ５６、Ｃ７５、Ｃ１０６ 直流中間コンデンサ

Claims (6)

1. 電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、
   前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１組のコンデンサとリアクトルからなる直列回路とを備え、
   前記直列回路の共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定されることを特徴とするノイズフィルタ。
2. 電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、
   前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１組の第１コンデンサとリアクトルからなる直列回路と、
   前記直列回路に並列接続された第２コンデンサとを備え、
   前記直列回路の共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とするノイズフィルタ。
3. 電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、
   前記電源供給線と接地間の少なくとも１相に接続された少なくとも１組の第１コンデンサとリアクトルからなる直列回路と、
   前記電源供給線と接地間の残りの少なくとも１相に接続された第２コンデンサとを備え、
   前記直列回路の共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とするノイズフィルタ。
4. 電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、
   前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１つのコンデンサとを備え、
   前記コンデンサの自己共振周波数は前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定されることを特徴とするノイズフィルタ。
5. 電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、
   前記電源供給線と接地間に接続された少なくとも１つの第１コンデンサと、
   前記第１コンデンサに並列接続された第２コンデンサとを備え、
   前記第１コンデンサの自己共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とするノイズフィルタ。
6. 電力変換回路の電源供給線に接続された少なくとも１つのコモンモードリアクトルと、
   前記電源供給線と接地間の少なくとも１相に接続された少なくとも１つの第１コンデンサと、
   前記電源供給線と接地間の残りの少なくとも１相に接続された第２コンデンサとを備え、
   前記第１コンデンサの自己共振周波数は、前記コモンモードリアクトルの自己共振周波数以上、かつノイズピーク近傍の周波数に設定され、前記第２コンデンサは少なくともノイズ規制周波数帯域で、容量性を示すものを使用することを特徴とするノイズフィルタ。

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