(57)【要約】【課題】ＥＭＩノイズを抑えることができ、また漏れ電流を低減できる小型化が可能なノイズフィルタを提供する。【解決手段】電力変換装置１、２、３で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、電力変換装置の入力側の電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合され２次巻線とから成るコモンモードトランス８と、コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサ９と、コモンモードトランスと電力変換装置とを結ぶ電源ラインとアースとの間に接続された接地コンデンサ７ａ、７ｂ、７ｃとを備え、コモンモードトランスの２次巻線とコンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定する。【選択図】      図１
2006136058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、
前記電力変換装置の入力側の電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合される２次巻線とから成るコモンモードトランスと、
前記コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサと、
前記コモンモードトランスと前記電力変換装置とを結ぶ電源ラインとアースとの間に接続された接地コンデンサとを備え、
前記コモンモードトランスの２次巻線と前記コンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定することを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項２】
前記電力変換装置の入力側の電源ラインに直列に挿入されたコモンモードチョークコイルを更に備えたことを特徴とする請求項１記載のノイズフィルタ。
【請求項３】
前記コモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルの少なくとも１つを前記接地コンデンサとによって挟むように電源ラインとアースとの間に接続された他の接地コンデンサを更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のノイズフィルタ。
【請求項４】
入力側の電源ラインからの交流電力を直流電力に変換してコンバータの出力側の電源ラインに出力するコンバータと、該コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換して出力側の電源ラインに出力するインバータとを備えた電力変換装置で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、
電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合される２次巻線とから成るコモンモードトランスと、
前記コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサと、
前記コモンモードトランスと電源ラインとアースとの間に接続された接地コンデンサとを備え、
前記コモンモードトランスの２次巻線と前記コンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定することを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項５】
電源ラインに直列に挿入されたコモンモードチョークコイルを更に備えたことを特徴とする請求項４記載のノイズフィルタ。
【請求項６】
前記コモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルの少なくとも１つを前記接地コンデンサとよって挟むように電源ラインとアースとの間に接続された第２の接地コンデンサを備えたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載のノイズフィルタ。
【請求項７】
前記コモンモードトランス、前記接地コンデンサ、前記コモンモードチョークコイル及び前記第２の接地コンデンサのうち、いずれかを前記コンバータの出力側の電源ラインに接続したことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載のノイズフィルタ。
【請求項８】
入力側の電源ラインからの交流電力を直流電力に変換してコンバータの出力側の電源ラインに出力するコンバータと、該コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換して出力側の電源ラインに出力するインバータとを備えた電力変換装置で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、
電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合される２次巻線とから成るコモンモードトランスと、
前記コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサと、
電源ラインの相間に直列接続された複数の相間コンデンサと、
前記複数の相間コンデンサの中性点とアースの間に接続された接地コンデンサとを備え、
前記コモンモードトランスの２次巻線と前記コンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定することを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項９】
電源ラインに直列に挿入されたコモンモードチョークコイルを更に備えたことを特徴とする請求項８記載のノイズフィルタ。
【請求項１０】
前記コモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルの少なくとも１つを前記相間コンデンサと前記接地コンデンサとよって挟むように電源ラインの相間に直列接続された複数の第２の相間コンデンサと前記複数の第２の相間コンデンサの中性点とアースとの間に接続された第２の接地コンデンサとを備えたことを特徴とする請求項８又は請求項９記載のノイズフィルタ。
【請求項１１】
前記コモンモードトランス、前記相間コンデンサ、前記コモンモードチョークコイル及び前記第２の相間コンデンサのうち、いずれかを前記コンバータの出力側の電源ラインに接続したことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に含まれるスイッチング素子のスイッチング動作により発生する漏れ電流やＥＭＩノイズを抑制するためのノイズフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインバータやコンバータといった電力変換装置は、それに内蔵されるスイッチング素子の高速なスイッチング動作に起因してＥＭＩノイズを発生する。このＥＭＩノイズは、例えば電源を共通とする他の機器に伝導して誤動作を起こすなど悪影響を及ぼす可能性がある。このため、ＥＭＩノイズには規制が設けられており、装置が発生するＥＭＩノイズはこの規制値を満たす必要がある。そこで、従来では電力変換装置の入力側にノイズフィルタを設けて対策を行っている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、コモンモードノイズを低減する最も一般的なノイズフィルタの構成を示す回路図である。なお、ここではコンバータ１、インバータ２及び平滑コンデンサ３から構成されるインバータ装置を用いてモータ４を駆動する場合を例にとって説明する。
【０００４】
インバータ２の素子のスイッチングにより発生する高周波のコモンモード電流は、電力ラインを伝ってモータ４に達し、モータ４の巻線の浮遊容量などを通してアースへと流れる。ノイズフィルタがない場合、このコモンモード電流はアースから電源５を回ってインバータ装置へと戻ってくる。この電源５に流れるコモンモード電流が結果としてコモンモードのＥＭＩノイズ（即ち、コモンモードノイズ）として観測される。
【０００５】
これに対して、コモンモードチョークコイル６と、接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃとから構成されるノイズフィルタを電源５とインバータ装置との間に取り付けた場合を考える。コモンモードチョークコイル６は、電源ラインを流れる高周波成分であるコモンモード電流に対して大きなインピーダンスを示し、逆に接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃから成る経路のインピーダンスは低くなる。その結果、モータ４からアースに流れるコモンモード電流は、インピーダンスの低い接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃを通ってインバータ装置へと戻り、電源５でのＥＭＩノイズは低減する。
【０００６】
なお、関連する技術として、特許文献１は、電圧型インバータが発生するコモンモード電流（漏れ電流）を低減するためのコモンモードトランスを備えた電力変換装置を開示している。この電力変化装置は、整流器、コモンモードトランス、インバータなどから構成されており、コモンモードトランスは、インバータの直流側に接続されている。この構成により、コモンモードトランスのコアの窓部分に巻く導線の数を少なくすることができるので、窓面積が従来より小さくなり、コモンモードトランスの容積を小さくできる。
【非特許文献１】清水康敬、杉浦行編著、「電磁妨害波の基本と対策」、社団法人電子情報通信学会、平成７年９月２０日、第１９３頁
【特許文献１】特開２００３−１７４７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図７に示したノイズフィルタを構成するコモンモードチョークコイル６は周波数が高くなるほどインピーダンスが高くなり、逆に接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃのインピーダンスは低くなる。このため、従来のいわゆるＬ型フィルタの構成では、より高い周波数成分のノイズ低減には非常に有効であるが、例えば数百ｋＨｚ以下の低周波のノイズに対しては、大きなノイズ低減効果が得られない。
【０００８】
そこで、低い周波数帯域のノイズまで抑えようとすると、大きなインダクタンスのコモンモードチョークコイルと大きな容量の接地コンデンサとが必要となり、フィルタの大型化が避けられない上、高い周波数帯域のノイズに対してはフィルタの性能はオーバースペックとなる。
【０００９】
更に、接地コンデンサの容量を大きくすると、電源あるいはインバータからアースへの漏れ電流を増大させるという別の弊害も招く結果となる。
【００１０】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、ＥＭＩノイズを抑えることができ、また漏れ電流を低減できる小型化が可能なノイズフィルタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、第１の発明に係るノイズフィルタは、電力変換装置で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、電力変換装置の入力側の電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合される２次巻線とから成るコモンモードトランスと、コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサと、コモンモードトランスと電力変換装置とを結ぶ電源ラインとアースとの間に接続された接地コンデンサとを備え、コモンモードトランスの２次巻線とコンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明に係るノイズフィルタは、第１の発明に係るノイズフィルタにおいて、電力変換装置の入力側の電源ラインに直列に挿入されたコモンモードチョークコイルを更に備えたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明に係るノイズフィルタは、第１の発明又は第２の発明に係るノイズフィルタにおいて、コモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルの少なくとも１つを接地コンデンサとによって挟むように電源ラインとアースとの間に接続された他の接地コンデンサを更に備えたことを特徴とする。
【００１４】
第４の発明に係るノイズフィルタは、入力側の電源ラインからの交流電力を直流電力に変換してコンバータの出力側の電源ラインに出力するコンバータと、該コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換して出力側の電源ラインに出力するインバータとを備えた電力変換装置で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合される２次巻線とから成るコモンモードトランスと、コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサと、コモンモードトランスと電源ラインとアースとの間に接続された接地コンデンサとを備え、コモンモードトランスの２次巻線とコンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定することを特徴とする。
【００１５】
第５の発明に係るノイズフィルタは、第４の発明に係るノイズフィルタにおいて、電源ラインに直列に挿入されたコモンモードチョークコイルを更に備えたことを特徴とする。
【００１６】
第６の発明に係るノイズフィルタは、第４の発明又は第５の発明に係るノイズフィルタにおいて、コモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルの少なくとも１つを接地コンデンサとよって挟むように電源ラインとアースとの間に接続された第２の接地コンデンサを備えたことを特徴とする。
【００１７】
第７の発明に係るノイズフィルタは、第４の発明乃至第６の発明のいずれかに係るノイズフィルタにおいて、コモンモードトランス、接地コンデンサ、コモンモードチョークコイル及び第２の接地コンデンサのうち、いずれかをコンバータの出力側の電源ラインに接続したことを特徴とする。
【００１８】
第８の発明に係るノイズフィルタは、入力側の電源ラインからの交流電力を直流電力に変換してコンバータの出力側の電源ラインに出力するコンバータと、該コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換して出力側の電源ラインに出力するインバータとを備えた電力変換装置で発生されるＥＭＩノイズを抑制するノイズフィルタであって、電源ラインに直列に挿入された１次巻線及と該１次巻線に電磁結合される２次巻線とから成るコモンモードトランスと、コモンモードトランスの２次巻線の両端子間に接続されたコンデンサと、電源ラインの相間に直列接続された複数の相間コンデンサと、複数の相間コンデンサの中性点とアースの間に接続された接地コンデンサとを備え、コモンモードトランスの２次巻線とコンデンサとから形成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数をコモンモードノイズの周波数帯域に設定することを特徴とする。
【００１９】
第９の発明に係るノイズフィルタは、第８の発明に係るノイズフィルタにおいて、電源ラインに直列に挿入されたコモンモードチョークコイルを更に備えたことを特徴とする。
【００２０】
第１０の発明に係るノイズフィルタは、第８の発明又は第９の発明に係るノイズフィルタにおいて、コモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルの少なくとも１つを相間コンデンサと接地コンデンサとよって挟むように電源ラインの相間に直列接続された複数の第２の相間コンデンサと複数の第２の相間コンデンサの中性点とアースとの間に接続された第２の接地コンデンサとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
第１１の発明に係るノイズフィルタは、第８の発明乃至第１０の発明のいずれかに係るノイズフィルタにおいて、コモンモードトランス、相間コンデンサ、コモンモードチョークコイル及び第２の相間コンデンサのうち、いずれかをコンバータの出力側の電源ラインに接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明に係るノイズフィルタによれば、コモンモードトランスの２次巻線とコンデンサとから構成されるＬＣ並列共振回路による共振周波数では、コモンモードトランスの両端で観測されるインピーダンスが高くなり、インピーダンスが高くなる共振周波数を、コモンモードノイズの周波数帯域に設定したので、２次巻線のインダクタンス及びコンデンサの容量を適宜選択することにより、例えば数百ｋＨｚ以下の低周波のコモンモードノイズに対して大きなノイズ低減効果が得られる。その結果、大きなインダクタンスのコモンモードチョークコイルを用いる必要がないので、従来から使用されているコモンモードチョークコイルに比べてコモンモードトランスを大幅に小さくできるので、ノイズフィルタの小型化を実現できる。
【００２３】
第２の発明に係るノイズフィルタによれば、共振周波数よりも高い周波数帯域では、インピーダンスが低くなるコンデンサを迂回して流れるコモンモードノイズをコモンモードチョークコイルによって阻止できるので、より広い周波数帯域におけるコモンモードノイズをフィルタリングできる。
【００２４】
第３の発明に係るノイズフィルタによれば、コモンモードトランス又はコモンモードチョークコイルと接地コンデンサ又は他の接地コンデンサとの任意の組み合わせにより形成される多段のＬＣフィルタによってノイズが除去されるので、ノイズ低減効果は一層増大する。また、同等の特性を得る場合、接地コンデンサを２段に分割したほうが、合計のコンデンサ容量を小さくでき、またコモンモードトランス及びコモンモードチョークコイルのインダクタンスも小さくできるので、ノイズフィルタの小型化を実現できる。更に、接地コンデンサの総容量が小さくなるため、接地コンデンサを流れる漏れ電流を低減させることができる。
【００２５】
第４の発明に係るノイズフィルタによれば、第１の発明から第３の発明に存在したコモンモードトランス、コモンモードコイル、接地コンデンサが、３相に接続されていたのに対して、コンバータとインバータとの間という単相に接続することにより、コモンモードトランス、コモンモードチョークコイルの巻線数を少なくでき、しかも接地コンデンサの数を少なくできる。
【００２６】
第５の発明に係るノイズフィルタによれば、第２の発明に係るノイズフィルタの効果と同様な効果が得られる。第６の発明に係るノイズフィルタによれば、第３の発明に係るノイズフィルタの効果と同様な効果が得られる。
【００２７】
第７の発明に係るノイズフィルタによれば、コモンモードトランス、接地コンデンサ、コモンモードチョークコイル及び第２の接地コンデンサのうち、いずれかをコンバータの出力側の電源ラインに接続することで、第４の発明に係るノイズフィルタの効果が得られる。
【００２８】
第８の発明に係るノイズフィルタによれば、接地コンデンサに比べて形状を小さくできる相間コンデンサを使用して接地コンデンサの数を減らしたので、一層の小型化が可能である。また、中性点とアースの電位差も小さいため、低耐圧の接地コンデンサを用いることができるので、安価なノイズフィルタを構成できる。更に、相間コンデンサはノーマルモードノイズにも作用するので、コモンモードノイズの低減に加えてノーマルモードノイズの低減も可能になる。
【００２９】
第９の発明に係るノイズフィルタによれば、第２の発明に係るノイズフィルタの効果と同様な効果が得られる。
【００３０】
第１０の発明に係るノイズフィルタによれば、複数の第２の相間コンデンサと第２の接地コンデンサを更に備えたので、複数の相間コンデンサの容量を大きくする必要がないので、ノイズフィルタを小型且つ安価に構成できる。
【００３１】
第１１の発明に係るノイズフィルタによれば、コモンモードトランス、相間コンデンサ、コモンモードチョークコイル及び第２の相間コンデンサのうち、いずれかをコンバータの出力側の電源ラインに接続することで、コモンモードトランス、コモンモードチョークコイルの巻線数を少なくでき、しかも相間コンデンサ、第２相間コンデンサの数を少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施例において、同一又は相当する構成要素には同一の符号を付して説明する。また、電力変換装置としてインバータ装置が使用されるものとする。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の実施例１に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【００３４】
インバータ装置は、コンバータ１、インバータ２及び平滑コンデンサ３から構成されている。コンバータ１の入力端子は、後述するコモンモードトランス８及び電源ラインを介して電源５に接続されている。コンバータ１の出力端子は、インバータ２の入力端子に接続されている。コンバータ１は、電源５から入力側の電源ライン及びコモンモードトランス８を介して供給される交流電力を直流電力に変換してインバータ２に送る。
【００３５】
インバータ２の入力端子は、上述したようにコンバータ１の出力端子に接続されている。インバータ２の出力端子は、電源ラインを介して負荷であるモータ４に接続されている。インバータ２は、コンバータ１からの直流電力を交流電力に変換し、出力側の電源ラインを介してモータ４に供給する。平滑コンデンサ３は、コンバータ１の出力端子間（インバータ２の入力端子間）に接続されており、コンバータ１から出力される直流電力を平滑化する。
【００３６】
ノイズフィルタは、コモンモードトランス８と、接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃとから構成されている。
【００３７】
コモンモードトランス８は、コモンモードチョークコイルに新たな巻線が追加された構造を有し、コモンモードチョークコイルが１次巻線として使用され、新たに追加された巻線が１次巻線に電磁結合される２次巻線として使用される。コモンモードトランス８の１次巻線は、電源５とコンバータ１とを結ぶ電源ラインに直列に挿入されている。コモンモードトランス８の２次巻線の両端子間にはコンデンサ９が接続されている。このコンデンサ９とコモンモードトランス８の２次巻線とでＬＣ並列共振回路が形成されている。
【００３８】
接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃの一方の端子は、コモンモードトランス８とコンバータ１との間を接続する電源ラインを構成する３本の電線にそれぞれ接続され、他方の端子はアースＧＮＤに接続されている。
【００３９】
以上のように構成される駆動回路では、ＬＣ並列共振回路を構成するコモンモードトランス８の２次巻線の励磁インダクタンスＬとコンデンサ９の容量Ｃは、その共振周波数が最もコモンモードノイズを低減したい周波数帯域、例えばコモンモードノイズを低減しにくい１５０ｋＨｚから数百ｋＨｚに一致するように選択される。
【００４０】
これにより、コモンモードトランス８の両端で観測されるインピーダンスは、励磁インダクタンスＬと容量Ｃとが並列共振する共振周波数帯域で、単なる励磁インダクタンスＬに比べて高いインピーダンスを示す。このため、インダクタンスの小さいコモンモードチョークコイルで効果的なノイズ低減が可能になる。
【００４１】
このように実施例１に係るノイズフィルタによれば、コモンモードトランス８の２次巻線とコンデンサ９とから構成されるＬＣ並列共振回路を用いて低い周波数帯域のコモンモードノイズに対するインピーダンスが高くなるように構成したので、大きなインダクタンスのコモンモードチョークコイルを用いる必要がない。その結果、従来から使用されているコモンモードチョークコイルに比べてコモンモードトランス８を大幅に小さくできるので、ノイズフィルタの小型化を実現できる。
【実施例２】
【００４２】
図２は、本発明の実施例２に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【００４３】
実施例２に係るノイズフィルタは、実施例１に係るノイズフィルタのコモンモードトランス８の１次巻線とコンバータ１との間の電源ラインに直列にコモンモードチョークコイル１０が新たに挿入されて構成されている。
【００４４】
上述した実施例１に係るノイズフィルタの場合、コモンモードトランス８の共振周波数帯域以下では通常のコモンモードチョークコイルと同等以上の高いインピーダンスを示すものの、共振周波数よりも高い周波数帯域では、インピーダンスが低くなるコンデンサ９を迂回してコモンモードノイズが流れる。そのため、共振周波数よりも高い周波数帯域でのフィルタリング機能が低下する。
【００４５】
これに対し、上記のように構成されるノイズフィルタでは、コモンモードチョークコイル１０は、コモンモードトランス８のインピーダンスが低下する周波数帯域（共振周波数よりも高い周波数帯域）においてインピーダンスを高く維持するように動作する。
【００４６】
この実施例２に係るノイズフィルタによれば、実施例１に係るノイズフィルタよりも広い周波数帯域においてコモンモードノイズをフィルタリングできる。
【００４７】
なお、図２に示す駆動回路では、コモンモードチョークコイル１０が接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃよりも電源側に接続されている状態を表しているが、このコモンモードチョークコイル１０は、コンバータ１と接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃとの間に配置することができる。また、逆に、電源５からコンバータ１に向かって、コモンモードチョークコイル１０、接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃ、コモンモードトランス８の順番で配置することもできる。
【実施例３】
【００４８】
図３は、本発明の実施例３に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【００４９】
実施例３に係るノイズフィルタは、実施例２に係るノイズフィルに、新たな接地コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが追加されて構成されている。新たな接地コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの一方の端子は、コモンモードトランス８とコモンモードチョークコイル１０の間の電源ラインにそれぞれ接続され、他方の端子は、アースＧＮＤに接続されている。
【００５０】
上記のように構成される駆動回路では、電源５とコンバータ１との間に、コモンモードトランス８と接地コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとから成る第１のＬＣフィルタとコモンモードチョークコイル１０と接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃとから成る第２のＬＣフィルタといった２段のフィルタが挿入されており、モータ４から電源５に回り込むコモンモードノイズは、これら２段のフィルタによって除去される。
【００５１】
実施例３に係るノイズフィルタによれば、フィルタを多段構成にしたので、ノイズ低減効果は一層増大する。また、同等の特性を得る場合、接地コンデンサを２段に分割したほうが、合計のコンデンサ容量を小さくでき、またコモンモードトランス８及びコモンモードチョークコイル１０のインダクタンスを小さくできる。その結果、ノイズフィルタの小型化を実現できる。更に、接地コンデンサの総容量が小さくなるため、接地コンデンサを流れる漏れ電流を低減させることができる。
【００５２】
なお、図３に示す駆動回路では、電源５からコンバータ１に向かってコモンモードトランス８、接地コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、コモンモードチョークコイル１０、接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃの順に配置されているが、２組の接地コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃ並びに接地コンデンサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの配置位置は、それらがコモンモードトランス８及びコモンモードチョークコイル１０の少なくとも１つを挟む位置であれば任意である。また、コモンモードトランス８とコモンモードチョークコイル１０とを逆に配置することもできる。
【実施例４】
【００５３】
図４は、本発明の実施例４に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【００５４】
インバータ装置は、コンバータ１、インバータ２及び平滑コンデンサ３から構成されている。コンバータ１の入力端子は、電源ラインを介して電源５に接続されている。コンバータ１の出力端子は、後述するコモンモードトランス１３及びコモンモードチョークコイル１４を介してインバータ２の入力端子に接続されている。コンバータ１は、電源５から入力側の電源ラインを介して供給される交流電力を直流電力に変換し、コモンモードトランス１３及びコモンモードチョークコイル１４を介してインバータ２に供給する。
【００５５】
インバータ２の入力端子は、上述したようにコモンモードトランス１３及びコモンモードチョークコイル１４を介してコンバータ１の出力端子に接続されている。インバータ２の出力端子は、電源ラインを介して負荷であるモータ４に接続されている。インバータ２は、コンバータ１からコモンモードトランス１３及びコモンモードチョークコイル１４を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、出力側の電源ラインを介してモータ４に供給する。平滑コンデンサ３は、インバータ２の入力端子間に接続されており、コンバータ１からコモンモードトランス１３及びコモンモードチョークコイル１４を介して供給される直流電力を平滑化する。
【００５６】
ノイズフィルタは、コモンモードトランス１３、接地コンデンサ１５ａ，１５ｂ、コモンモードチョークコイル１４、並びに接地コンデンサ１６ａ，１６ｂから構成されている。
【００５７】
コモンモードトランス１３は、コモンモードチョークコイルに新たな巻線が追加された構造を有し、コモンモードチョークコイルが１次巻線として使用され、新たに追加された巻線が２次巻線として使用される。コモンモードトランス１３の１次巻線は、コンバータ１からコモンモードチョークコイル１４に至る直流ラインに直列に挿入されている。コモンモードトランス１３の２次巻線の両端子間にはコンデンサ１２が接続されている。このコンデンサ１２とコモンモードトランス１３の２次巻線とでＬＣ並列共振回路が形成されている。
【００５８】
接地コンデンサ１５ａ，１５ｂの一方の端子は、コモンモードトランス１３とコモンモードチョークコイル１４との間で、直流ラインを構成する２本の電線にそれぞれ接続され、他方の端子はアースＧＮＤに接続されている。
【００５９】
コモンモードチョークコイル１４は、コモンモードトランス１３からインバータ２に至る直流ラインに直列に挿入されている。接地コンデンサ１６ａ，１６ｂの一方の端子は、コモンモードチョークコイル１４とインバータ２との間で、直流ラインを構成する２本の電線にそれぞれ接続され、他方の端子はアースに接続されている。
【００６０】
上記のように構成されるノイズフィルタでは、コンバータ１とインバータ２との間にコモンモードトランス１３と接地コンデンサ１５ａ，１１ｂとから成る第１のＬＣフィルタと、コモンモードチョークコイル１４と接地コンデンサ１６ａ，１６ｂとから成る第２のＬＣフィルタといった２段のフィルタが挿入されており、モータ４から電源５に回り込むコモンモードノイズは、これら２段のフィルタによって除去される。
【００６１】
実施例４に係るノイズフィルタによれば、コンバータ１の後段は単相であるので、３相の場合に比べて、コモンモードトランス１３及びコモンモードチョークコイル１４の巻線数をそれぞれ１つ少なくすることができる。この構成によれば、実施例１〜実施例３に係るノイズフィルタと比べて、１相あたりの電流は増加するので、直流ラインを構成する電線の径は幾分大きくなるが、相数が減った分だけ構造的に小型化が可能になる。また、相数が減った分だけ接地コンデンサの数を減らすことができる。
【００６２】
なお、実施例４に係るノイズフィルタは、上述したように第１のＬＣフィルタと第２のＬＣフィルタといった２段のフィルタをコンバータ１とインバータ２との間に配置するように構成したが、実施例１と同様に、第１のＬＣフィルタのみをコンバータ１とインバータ２との間に配置するように構成できる。また、実施例２と同様に、第１のＬＣフィルタにコモンモードチョークコイル１４を追加してコンバータ１とインバータ２との間に配置するように構成できる。また、コモンモードトランス１３、接地コンデンサ１６ａ，１６ｂ、コモンモードチョークコイル１４及び接地コンデンサ１５ａ，１５ｂのうち、いずれかをコンバータ１の出力側の電源ラインに接続しても良い。
【実施例５】
【００６３】
図５は、本発明の実施例５に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【００６４】
実施例５に係るフィルタでは、実施例４に係るフィルタの接地コンデンサ１５ａ，１５ｂに代えて、直流ラインの線間を直列接続された相間コンデンサ１７ａ，１７ｂで結び、相間コンデンサ１７ａ，１７ｂで形成される直流電圧の中性点とアースＧＮＤとが接地コンデンサ１９で接続されている。更に、実施例４に係るフィルタの接地コンデンサ１６ａ，１６ｂに代えて、直流ラインの線間を直列接続された相間コンデンサ１８ａ，１８ｂで結び、相間コンデンサ１８ａ，１８ｂで形成される直流電圧の中性点とアースＧＮＤとが接地コンデンサ２０で接続されている。
【００６５】
上記のように構成されるノイズフィルタでは、コンバータ１とインバータ２との間に、コモンモードトランス１３と相間コンデンサ１７ａ，１７ｂと接地コンデンサ１９とから成る第１のＬＣフィルタとコモンモードチョークコイル１４と相間コンデンサ１８ａ，１８ｂと接地コンデンサ２０とから成る第２のＬＣフィルタといった２段のフィルタが挿入されており、モータ４から電源５に回り込むコモンモードノイズは、これら２段のフィルタによって除去される。
【００６６】
実施例５に係るノイズフィルタによれば、次の利点を有する。即ち、接地コンデンサの形状は、一般に、安全規格の違いから、同じ容量で比較すると相間コンデンサに比べてかなり大きい。実施例５に係るノイズフィルタでは、大きな接地コンデンサが実施例４に係るノイズフィルタの半分で済むので、一層の小型化が可能である。また、中性点とアースＧＮＤとの電位差も小さいため、低耐圧のコンデンサを用いることができるので、安価なノイズフィルタを構成できる。更に、相間コンデンサはノーマルモードノイズにも作用するので、コモンモードノイズの低減に加えてノーマルモードノイズの低減も可能になる。
【００６７】
なお、実施例５に係るノイズフィルタは、上述したように第１のＬＣフィルタと第２のＬＣフィルタといった２段のフィルタをコンバータ１とインバータ２との間に配置するように構成したが、実施例１と同様に、第１のＬＣフィルタのみをコンバータ１とインバータ２との間に配置するように構成できる。また、実施例２と同様に、第１のＬＣフィルタにコモンモードチョークコイル１４を追加してコンバータ１とインバータ２との間に配置するように構成できる。また、コモンモードトランス１３、相間コンデンサ１８ａ，１８ｂ、コモンモードチョークコイル１４及び相間コンデンサ１７ａ，１７ｂのうち、いずれかをコンバータ１の出力側の電源ラインに接続しても良い。
【実施例６】
【００６８】
図６は、本発明の実施例６に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【００６９】
実施例６に係るフィルタは、実施例５に係るフィルタのコンバータ１の出力である直流ラインに相間コンデンサ２１を追加接続し、更に、入力側電源ライン（電源５とコンバータ１との間の電源ライン）に相間コンデンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを追加接続することにより構成されている。
【００７０】
上記のように構成される駆動回路では、次の利点を有する。即ち、中性点を形成する相間コンデンサ１７ａ，１７ｂ並びに相間コンデンサ１８ａ，１８ｂは、インバータ２から発生されるノーマルモードノイズをある程度の低減させるように作用するが、２つのコンデンサが直列接続された構成であることから、線間で所望の容量を得るためには、その２倍の容量のコンデンサが必要になる。
【００７１】
これに対して、実施例６に係るノイズフィルタによれば、直流ラインに相間コンデンサ２１を設け、この相間コンデンサ２１でノーマルモードノイズを低減させるように構成したので、中性点を形成する相間コンデンサ１７ａ，１７ｂ並びに相間コンデンサ１８ａ，１８ｂの容量を大きくする必要がない。その結果、最低限のコンデンサ容量でノイズフィルタを構成できる。
【００７２】
ところで、コンバータ１がダイオード整流器で構成される場合、インバータ２から発生されてコモンモードトランス１３やコモンモードチョークコイル１４を通り抜けて電源へと漏れ出るコモンモードノイズは、ダイオード整流器を通過することにより、その一部はノーマルモードノイズへと変化する。これはダイオード整流器により入力側三相のうち導通するのは２つの相に限られてしまうことに起因する。入力側電源ラインに接続された相間コンデンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、このようなノーマルモードノイズの低減に有効に作用する。
【００７３】
なお、実施例６に係るフィルタでは、コンバータ１の出力側に相間コンデンサ２１を設け、入力側に相間コンデンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを設ける構成としているが、相間コンデンサ２１又は相間コンデンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃのいずれか一方だけを設けるように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、コンバータとインバータとを含むインバータ装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例１に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例３に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例４に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例５に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例６に係るノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【図７】従来のノイズフィルタが適用されたインバータ装置を用いて負荷を駆動する駆動回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  コンバータ
２  インバータ
３  平滑コンデンサ
４  モータ
５  電源
７ａ〜７ｃ，１１ａ〜１１ｃ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１９，２０  接地コンデンサ
８，１３  コモンモードトランス
９，１２  コンデンサ
１０，１４  コモンモードチョークコイル
１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，２１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  相間コンデンサ
【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】
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【図７】
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