(57)【要約】【課題】本発明の目的は、コモンモードノイズが電源側に流れるのを低減できる電装装置を提供することにある。【解決手段】本発明の電装装置１０は、プリント基板１２の上にノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路が実装されている。また、ノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路との間にはスリット１８が設けられる。スリット１８によってノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路の間の静電容量が小さくなる。ノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路との間が静電容量で結合されにくくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板に実装されたノイズフィルタと、
前記プリント基板に実装されたスイッチングをおこなう回路と、
前記プリント基板において、ノイズフィルタとスイッチングをおこなう回路との間に設けたスリットと、
を備えた電装装置。
【請求項２】
前記スリットに金属から成るシールド部材を入れた請求項１の電装装置。
【請求項３】
前記ノイズフィルタがコモンモードチョークコイルを備える請求項１または２の電装装置。
【請求項４】
前記スイッチングをおこなう回路が、スイッチング電源回路、コンバータ、またはインバータを含む請求項１から３のいずれかの電装装置。
【請求項５】
プリント基板と、
前記プリント基板に実装されたノイズフィルタと、
前記プリント基板に実装されたスイッチングをおこなう回路と、
を備え、
前記プリント基板におけるスイッチングをおこなう回路の周辺部において、ノイズフィルタの入力側に隣接する箇所が除去された電装装置。
【請求項６】
前記ノイズフィルタがコモンモードチョークコイルを備える請求項５の電装装置。
【請求項７】
前記スイッチングをおこなう回路が、スイッチング電源回路、コンバータ、インバータを含む請求項１または６の電装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１枚のプリント基板にノイズフィルタとスイッチングをおこなう回路を備えた電装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１枚のプリント基板１２にノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路とを実装する場合がある（図６）。ノイズフィルタ１４が交流電源に接続され、ノイズフィルタ１４から他の回路に電力が供給される。スイッチングをおこなう回路としては、スイッチング素子を備えたスイッチング電源回路１６ａやインバータ装置が挙げられる。スイッチング電源回路１６ａは、整流回路５２とトランス５４の間にＦＥＴなどのスイッチング素子５６が用いられる（図７）。スイッチング電源回路１６ａはインバータ装置１６ｂのスイッチングを制御する制御回路６４の電源になったりする。インバータ装置１６ｂ、１６ｃは、コンバータ５８ａ、５８ｂ、平滑回路６０、インバータ６２の順で接続され、コンバータ５８ａ、５８ｂやインバータ６２にＩＧＢＴなどのスイッチング素子が用いられる（図８（ａ）、（ｂ））。図６では、図７で示される電子部品を省略している。
【０００３】
プリント基板１２は、絶縁基板２０の上に銅や銅合金などの金属箔で配線パターン２２が形成されており、配線パターン２２に所定の電子部品が配置される。そして、上記のスイッチングをおこなう回路は配線パターン２２にコモンモード電圧を生じ、スイッチングによって一部の配線パターン２２のコモンモード電圧が変動する。
【０００４】
また、絶縁基板２０の誘電率は高く、ガラスクロス含浸エポキシ基板であれば、例えば約４．０〜４．８である。ノイズフィルタ１４とスイッチング電源回路１６ａなどは隣接し、スイッチング電源回路１６ａなどはノイズフィルタ１４と大きな静電容量Ｃｏで結合する（図９）。また、コンバータ５８ａ、５８ｂとノイズフィルタ１４が静電容量Ｃｏで結合したり、インバータ６２の出力に取り付けられたコモンモードチョークコイル（ＣＭＣ）２６と静電容量Ｃｏで結合したりする。このため、コモンモード電圧の変動による高周波電流がノイズフィルタ１４やコモンモードチョークコイル２６へと流れやすい。
【０００５】
静電容量Ｃｏの結合がノイズフィルタ１４の入力側である場合、ノイズフィルタ１４には関係なく、上記の高周波電流が電源ラインにコモンモードノイズとして流れる。コモンモードノイズが電源入力に重畳され、コモンモードノイズが大きくなる。コモンモードノイズは、雑音端子電圧として規制されており、製品の品質を守るためにこのコモンモードノイズを低減させることが必要である。
【０００６】
なお、下記の特許文献には高周波回路から漏れる高周波ノイズの対策にシールドケースを使用することが開示されている。しかし、シールドケースの使用によって装置が大型化する。また、コモンモードノイズに対応できるか否かは不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９９２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、コモンモードノイズが電源側に流れるのを低減できる電装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電装装置は、プリント基板と、前記プリント基板に実装されたノイズフィルタと、前記プリント基板に実装されたスイッチングをおこなう回路と、前記プリント基板において、ノイズフィルタとスイッチングをおこなう回路との間に設けたスリットとを備える。スイッチングをおこなう回路からノイズフィルタの入力側とを、スリットによって容量結合をしないようにする。
【００１０】
前記スリットに金属から成るシールド部材を入れる。シールド部材によってノイズをシールドする。
【００１１】
また、電装装置は、前記プリント基板におけるスイッチングをおこなう回路の周辺部において、ノイズフィルタの入力側に隣接する箇所が除去される。
【００１２】
前記ノイズフィルタがコモンモードチョークコイルを備える。コモンモードチョークコイルは、高周波ノイズをカットする。
【００１３】
前記スイッチングをおこなう回路が、スイッチング電源回路、コンバータ、またはインバータを含む。スイッチング電源回路などにはスイッチング素子が備えられており、スイッチング動作する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、スリットによってノイズフィルタの入力側にノイズが入るのを防止でき、電源端にコモンモードノイズが現れるのを防止できる。また、スリットにシールド部材を入れると、ノイズの遮断性能を向上させることができる。さらに、コモンモードチョークコイルの出力側に静電容量で結合されるのを防止し、電源端にコモンモードノイズが現れるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スリットを設けた本発明の電装装置を示す図である。
【図２】スリットに金属を埋め込んだ本発明の電装装置を示す図である。
【図３】図２の電装装置と従来のノイズの違いを示すグラフである。
【図４】コモンモードチョークコイルとインバータ装置との間にスリットを設けた本発明の電装装置を示す図である。
【図５】基板の一部を除去した本発明の電装装置を示す図である。
【図６】従来の電装装置を示す図である。
【図７】スイッチングをおこなうスイッチング電源回路の図である。
【図８】スイッチングをおこなうインバータ装置を示す図であり、（ａ）は三相交流電源に接続されるインバータ装置であり、（ｂ）は単相の交流電源に接続されるインバータ装置である。
【図９】静電容量による結合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の電装装置について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に示す本発明の電装装置１０ａは、プリント基板１２の上にノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路が実装されている。また、ノイズフィルタ１４とスイッチングをおこなう回路との間にはスリット１８が設けられる。
【００１８】
プリント基板１２は、絶縁基板２０の上に銅や銅合金などの金属箔で配線パターン２２を形成したものである。絶縁基板１２としては、ガラスクロス含浸エポキシ基板が挙げられ、誘電率は約４〜４．８である。配線パターン２２の上に所定の電子部品が実装されることによって、所望の回路が実装されることとなる。なお、図１では電子部品を省略している。
【００１９】
ノイズフィルタ１４はコモンモードチョークコイルを備え、高周波のノイズをカットする回路である。ノイズフィルタ１４が電源ラインを介して交流電源に接続される。交流電源に接続される側を入力側とする。
【００２０】
スイッチングをおこなう回路は、ＦＥＴなどのスイッチング素子を備えたスイッチング電源回路１６ａが挙げられる。ノイズフィルタ１４からスイッチング電源回路１６ａに電力が供給されるため、互いの回路が隣接している。スイッチング電源回路１６ａはインバータ装置を制御する制御回路などの電源になる。
【００２１】
絶縁基板２０において、ノイズフィルタ１４とスイッチング電源回路１６ａとの間にスリット１８が設けられる。静電容量で結合される箇所にスリット１８を設ける。また、スリット１８は配線パターン２２が無い箇所に設けられる。スリット１８によって絶縁基板２０が２つに分離されないように、スリット１８が絶縁基板２０を完全に横切らないようにする。図１では２本のスリット１８を設けているが、スリット１８の本数は限定されない。スリット１８の内部は空気であるため、誘電率は１であり、絶縁基板２０よりも非常に小さい。スリット１８によってノイズフィルタ１４とスイッチング電源回路１６ａの間の静電容量が小さくなり、ノイズフィルタ１４とスイッチング電源回路１６ａとの間が静電容量で結合されにくくなる。スイッチング電源回路１６ａのスイッチングによって生じたノイズがノイズフィルタ１４に流れにくい。電源端にコモンモードノイズが現れにくくなる。
【実施例２】
【００２２】
実施例１は絶縁基板２０にスリット１８を設けたが、図２の電装装置１０ｂのように、スリットの中に金属２４を埋め込んでも良い。ここで、金属２４の表皮深さをδ、透磁率をμ、ノイズの周波数をｆ、金属２４の導電率をσとした場合、δ２＝１／（πμｆσ）の関係で表される。例えば、金属２４が銅であり、カットしたいノイズの周波数ｆが１ＭＨｚであれば、表皮深さδは約０．０６６ｍｍとなる。金属２４の幅ｄを所望の表示深さδ以上にすることによって、スリットに埋め込まれた金属２４がシールド部材として機能する。金属２４によってノイズフィルタ１４の入力側にノイズが流れにくくなる。
【００２３】
図３に本願の電装装置１０ｂと従来の電装装置のノイズの違いを示す。０．７ＭＨｚ〜４ＭＨｚの帯域において、本願のノイズが減少しているのが分かる。
【実施例３】
【００２４】
図８に示すインバータ装置１６ｂ、１６ｃを使用する場合、ノイズフィルタ１４の出力側にインバータ装置１６ｂ、１６ｃが接続される。インバータ装置１６ｂ、１６ｃはノイズフィルタ側から、コンバータ５８ａ、５８ｂ、平滑回路６０、インバータ６２の順で接続される。コンバータ５８ａ、５８ｂが整流素子と共にスイッチング素子を使用する場合、スイッチングによってノイズが生じる。ノイズフィルタ１４とコンバータ５８ａ、５８ｂとが隣接しており、その間にスリット１８を設けたり、スリット１８に金属２４を埋め込むようにしても良い。実施例１や２と同様にノイズフィルタ１４の入力側にノイズが入るのを低減する。
【００２５】
また、コンバータ５８ａ、５８ｂにスイッチング素子を使用しない場合であっても、インバータ６２にはスイッチング素子を有する。インバータ６２とノイズフィルタ１４とは隣接しないが、インバータ６２とノイズフィルタ１４との間において、スリット１８を設けたりスリット１８に金属２４を埋め込む。ノイズがノイズィルタ１４の入力側に流れることをできる限り防止する。
【実施例４】
【００２６】
図４の電装装置１０ｃのように、インバータ装置１６ｂ（１６ｃ）の出力側にも高周波電流をカットするためのコモンモードチョークコイル２６が接続される場合がある。このコモンモードチョークコイル２６は上記のノイズフィルタ１４と同様である。インバータ装置１６ｂ（１６ｃ）とコモンモードチョークコイル２６との間にスリット２８を設ける。インバータ装置１６ｂ（１６ｃ）がコモンモードチョークコイル２８の出力側に静電容量で結合され、インバータ装置２６で発生したノイズが電源側に流れるのを防止する。また、スリット２８に金属を埋め込んでノイズをシールドしても良い。なお、インバータ装置１６ｂ（１６ｃ）のインバータ６２がコモンモードチョークコイル２６に接続される。
【００２７】
図４ではコモンモードチョークコイル２６の周辺にスリット２８を設けることによって、インバータ装置２６ｂとコモンモードチョークコイル２６とが静電容量で結合されるのを防止したが、インバータ装置１６ｂ（１６ｃ）の周辺にスリット２８を設けても良い。
【実施例５】
【００２８】
図５の電装装置１０ｄのように、スイッチング電源回路１６ａの周辺において、ノイズフィルタ１４の入力側に隣接する箇所を除去しても良い。スイッチング電源１６ａとノイズフィルタ１４の入力側との間に絶縁基板２０がないため、スイッチング電源回路１６ａで発生したノイズがノイズフィルタ１４の入力側に到達できない。電源端にコモンモードノイズが現れるのを防止できる。また、絶縁基板２０を除去した箇所に金属２４を埋め込んでシールド部材としても良い。
【００２９】
図５では絶縁基板２０を除去すると共に、図１で示したスリット１８も有している。できる限りノイズフィルタ１４とスイッチング電源回路１６ａとを静電容量で結合されにくくする。
【００３０】
ノイズフィルタ１４の周辺において入力側の絶縁基板２０を除去したが、他の箇所、例えば出力側を除去しても良い。ノイズフィルタ１４とスイッチング電源回路１６ａとが静電容量で結合される箇所をできる限り小さくする。
【００３１】
ノイズフィルタ１４とインバータ装置１６ｂ、１６ｃとの配置の仕方によっては、コンバータ５８ａ、５８ｂの周辺において、ノイズフィルタ１４の入力側に隣接する箇所を除去する。コンバータ５８ａ、５８ｂからノイズフィルタ１４の入力側にノイズが入り込むのを防止する。
【００３２】
インバータ６２の出力側にコモンモードチョークコイル２６が接続される場合も、コモンモードチョークコイル２６の周辺の絶縁基板２０を除去しても良い。インバータ６２とコモンモードチョークコイル２６が静電容量によって接続される箇所を除去し、電源にノイズが流れるのを防止する。
【００３３】
以上、本発明について種々説明したが、本発明は上記の実施例に限定されない。スイッチングをおこなう回路はスイッチング電源回路１６ａなどに限定されず、スイッチング素子を使用した他の回路であっても良い。その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：電装装置
１２：プリント基板
１４：ノイズフィルタ
１６ａ：スイッチング電源回路
１６ｂ、１６ｃ：インバータ装置
１８：スリット
２０：絶縁基板
２２：配線パターン
２４：金属
２６：コモンモードチョークコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010283248.tif 000008
【図７】
2010283248.tif 000009
【図８】
2010283248.tif 000010
【図９】
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