(57)【要約】【課題】  インバータ装置の周辺における電子機器の動作不良の発生を抑制すること。【解決手段】  装置は、ＰＷＭ信号生成回路１３２と、ゲート駆動回路１４０と、これらを接続する伝送線路１６０を備えている。伝送線路１６０は、ＰＷＭ信号生成回路１３２から出力されるＰＷＭ信号をゲート駆動回路１４０の入力信号として伝達する。伝送線路１６０の周りの少なくとも一部には、ノイズ抑制部材１７０が配置されている。ノイズ抑制部材１７０は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有し、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下である。また、ノイズ抑制部材１７０厚みｔは、２０μｍ以上である。ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形波の出力信号を出力する第１回路と、
入力信号が入力される第２回路と、
前記第１回路と前記第２回路とを接続し、前記出力信号を前記入力信号として伝達する導線を有する伝送線路と、
前記伝送線路の周りの少なくとも一部に設けられたノイズ抑制部材と
を備える装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有しており、
前記ノイズ抑制部材は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下であり、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、２０μｍ以上であり、
前記ノイズ抑制部材は、前記伝送線路の前記導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、１００００μｍ以下である
装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、１０００μｍ以下である
装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記第１回路は、第１基板に形成されており、
前記第２回路は、第２基板に形成されており、
前記第１基板と前記第２基板とは物理的に分かれている
装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、複合磁性シートである
装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、前記伝送線路の前記導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．５以下である
装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の前記複素誘電率の前記実数成分ε’が３００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する前記虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．１以下である
装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記伝送線路の延びる方向において、前記第１回路から前記ノイズ抑制部材の端部までの距離は、抑制の対象である電磁ノイズの波長に等しい距離よりも短い
装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記伝送線路の延びる方向において、前記ノイズ抑制部材の長さは２０ｍｍ以上である
装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記装置は、スイッチング素子を更に備えるスイッチング電源装置であり、
前記第１回路は、前記出力信号を生成して出力するパルス信号生成回路であり、
前記第２回路は、前記入力信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動するドライバ回路である
装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、
前記スイッチング電源装置は、インバータ装置であり、
前記パルス信号生成回路は、ＰＷＭ信号生成回路である
装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記装置は、更に第３回路、第４回路及び第５回路と、付加的伝送線路と、付加的ノイズ抑制部材とを備えており、
前記第３回路は、スイッチングデバイスであり、
前記第４回路と前記第５回路は、前記付加的伝送線路によって互いに接続されており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の周りの少なくとも一部に設けられており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有しており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下であり、
前記付加的ノイズ抑制部材の厚みｔは、２０μｍ以上であり、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の前記導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の少なくとも一部は、前記第３回路からの距離が前記第３回路の動作に由来するノイズ波長の１／（２π）以下の距離となる範囲内に位置している
装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の厚みｔは、１００００μｍ以下である
装置。
【請求項１６】
請求項１３から請求項１５までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材は、複合磁性シートである
装置。
【請求項１７】
請求項１３から請求項１６までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の前記導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項１８】
請求項１３から請求項１７までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．５以下である
装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の前記複素誘電率の前記実数成分ε’が３００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する前記虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．１以下である
装置。
【請求項２０】
請求項１３から請求項１９までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的伝送線路の延びる方向において、前記ノイズ抑制部材の長さは２０ｍｍ以上である
装置。
【請求項２１】
請求項１３から請求項２０までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記スイッチングデバイスは、電源回路である
装置。
【請求項２２】
請求項１３から請求項２０までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記スイッチングデバイスは、インバータ主回路である
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形波を伝達する伝送線路を含む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、インバータ回路を含むモータ駆動回路（インバータ装置）を開示している。開示されたインバータ装置は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号生成部と、モータ駆動部とを有している。モータ駆動部は、インバータ回路の他にインバータ回路を駆動するドライバ回路を含んでいる。ＰＷＭ信号生成部はＰＷＭ信号（矩形波）を生成し、生成したＰＷＭ信号をモータ駆動部のドライバ回路へ供給する。ドライバ回路は、ＰＷＭ信号生成部から供給されたＰＷＭ信号に応じてインバータ回路を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５８４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インバータ装置の周辺において、携帯電話機などの電子機器が動作不良を起こすことがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、インバータ装置の周辺における電子機器の動作不良の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
インバータ装置の周辺における電子機器の動作不良は、インバータ装置からの放射ノイズの影響が原因の一つと考えられる。一般に、インバータ装置には、物理的に離れて設けられた回路が存在する。例えば、特許文献１のＰＷＭ信号生成部とモータ駆動部とは、物理的に離れて設けられる。このように物理的に離れている回路間は、ケーブルなどの伝送線路を用いて電気的に接続される。発明者らの調査研究によれば、この伝送線路がアンテナとして機能することによって、ノイズが放射されていることが確認された。また、このような伝送線路からの放射ノイズは、インバータ装置以外の装置においても発生し得る。さらに、低い周波数の信号や直流電力を伝搬させる伝送線路であっても、その周囲にスイッチングデバイス等の高い動作周波数で動作する回路が配置されると、その回路と電磁結合し、アンテナとして機能する可能性がある。そこで、アンテナとして機能する可能性のある伝送線路に、放射ノイズを抑制する処置を施すことが望まれる。しかしながら、そのような処置は、伝送線路を伝搬する信号を劣化させる虞がある。特に、伝送線路を伝搬する信号が矩形波の場合、波形が鈍ってしまうと、伝達しようとした情報を伝達することができなくなってしまう。そこで、本発明は、伝送線路を伝搬する矩形波の波形への影響を抑えつつ、伝送線路から放射されるノイズを抑制することができる装置を提供し、それによって、装置周辺における電子機器の動作不良の発生を抑制する。
【０００７】
本発明は、第１の装置として、
矩形波の出力信号を出力する第１回路と、
入力信号が入力される第２回路と、
前記第１回路と前記第２回路とを接続し、前記出力信号を前記入力信号として伝達する導線を有する伝送線路と、
前記伝送線路の周りの少なくとも一部に設けられたノイズ抑制部材と
を備える装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有しており、
前記ノイズ抑制部材は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下であり、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、２０μｍ以上であり、
前記ノイズ抑制部材は、前記伝送線路の前記導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、第２の装置として、第１の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、１００００μｍ以下である
装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、第３の装置として、第２の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、１０００μｍ以下である
装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、第４の装置として、第１から第３の装置のいずれかであって、
前記第１回路は、第１基板に形成されており、
前記第２回路は、第２基板に形成されており、
前記第１基板と前記第２基板とは物理的に分かれている
装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、第５の装置として、第１から第４の装置のいずれかであって、
前記ノイズ抑制部材は、複合磁性シートである
装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、第６の装置として、第１から第５の装置のいずれかであって、
前記ノイズ抑制部材は、前記伝送線路の前記導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、第７の装置として、第１から第６の装置のいずれかであって、
前記ノイズ抑制部材の複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．５以下である
装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、第８の装置として、第７の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の前記複素誘電率の前記実数成分ε’が３００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する前記虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．１以下である
装置を提供する。
【００１５】
また、本発明は、第９の装置として、第１から第８の装置のいずれかであって、
前記伝送線路の延びる方向において、前記第１回路から前記ノイズ抑制部材の端部までの距離は、抑制の対象である電磁ノイズの波長に等しい距離よりも短い
装置を提供する。
【００１６】
また、本発明は、第１０の装置として、第１から第９の装置のいずれかであって、
前記伝送線路の延びる方向において、前記ノイズ抑制部材の長さは２０ｍｍ以上である
装置を提供する。
【００１７】
また、本発明は、第１１の装置として、第１から第１０の装置のいずれかであって、
前記装置は、スイッチング素子を更に備えるスイッチング電源装置であり、
前記第１回路は、前記出力信号を生成して出力するパルス信号生成回路であり、
前記第２回路は、前記入力信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動するドライバ回路である
装置を提供する。
【００１８】
また、本発明は、第１２の装置として、第１１の装置であって、
前記スイッチング電源装置は、インバータ装置であり、
前記パルス信号生成回路は、ＰＷＭ信号生成回路である
装置を提供する。
【００１９】
また、本発明は、第１３の装置として、第１から第１０の装置のいずれかであって、
前記装置は、更に第３回路、第４回路及び第５回路と、付加的伝送線路と、付加的ノイズ抑制部材とを備えており、
前記第３回路は、スイッチングデバイスであり、
前記第４回路と前記第５回路は、前記付加的伝送線路によって互いに接続されており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の周りの少なくとも一部に設けられており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有しており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下であり、
前記付加的ノイズ抑制部材の厚みｔは、２０μｍ以上であり、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の前記導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置を提供する。
【００２０】
また、本発明は、第１４の装置として、第１３の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の少なくとも一部は、前記第３回路からの距離が前記第３回路の動作に由来するノイズ波長の１／（２π）以下の距離に位置している
装置を提供する。
【００２１】
また、本発明は、第１５の装置として、第１３又は第１４の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の厚みｔは、１００００μｍ以下である
装置を提供する。
【００２２】
また、本発明は、第１６の装置として、第１３から第１５の装置のいずれかであって、
前記付加的ノイズ抑制部材は、複合磁性シートである
装置を提供する。
【００２３】
また、本発明は、第１７の装置として、第１３から第１６の装置のいずれかであって、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の前記導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置を提供する。
【００２４】
また、本発明は、第１８の装置として、第１３から第１７の装置のいずれかであって、
前記付加的ノイズ抑制部材の複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．５以下である
装置を提供する。
【００２５】
また、本発明は、第１９の装置として、第１８の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の前記複素誘電率の前記実数成分ε’が３００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する前記虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．１以下である
装置を提供する。
【００２６】
また、本発明は、第２０の装置として、第１３から第１９の装置のいずれかであって、
前記付加的伝送線路の延びる方向において、前記ノイズ抑制部材の長さは２０ｍｍ以上である
装置を提供する。
【００２７】
また、本発明は、第２１の装置として、第１３から第２０の装置のいずれかであって、
前記スイッチングデバイスは、電源回路である
装置を提供する。
【００２８】
また、本発明は、第２２の装置として、第１３から第２０の装置のいずれかであって、
前記スイッチングデバイスは、インバータ主回路である
装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の装置は、第１回路と第２回路とを接続する伝送線路の周りに配置されたノイズ抑制部材を備えている。ノイズ抑制部材は、所定の構造、所定の厚み及び所定の特性を有しており、伝送線路の導線から所定の距離だけ離れて配置されている。これにより、本発明の装置は、伝送線路を伝搬する矩形波の波形への影響を抑えつつ、伝送線路からの放射ノイズを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による装置を示すブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、図１の装置に含まれる伝送線路とノイズ抑制部材との組み合わせ例を示す断面模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図１の装置に含まれる伝送線路とノイズ抑制部材との別の取り付け例を示す断面模式図である。
【図４】図１の装置に含まれるノイズ抑制部材の構造を示す断面模式図である。
【図５】実施例１に用いた実験装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の実験装置に含まれるインバータ装置から放射されるノイズの強度レベルを測定した結果の一例を示すグラフである。
【図７】実施例１に用いたノイズ抑制部材の複素透磁率と周波数との関係を示すグラフである。実数成分μ’を破線で示し、虚数成分μ”を実線で示している。
【図８】図５の実験装置に含まれるインバータ装置から放射されるノイズの強度レベルを、フラットケーブルの周りにノイズ抑制部材を敷設する前（破線で示す）と後（実線で示す）において夫々測定した結果の一例を示すグラフである。
【図９】図８の測定結果に基づいて、フラットケーブルの周りにノイズ抑制部材を敷設する前のノイズの強度レベルとフラットケーブルの周りにノイズ抑制部材を敷設した後のノイズの強度レベルとの差を求めた結果を示すグラフである。
【図１０】ノイズ抑制部材による伝送線路上のコモンモード共振の抑制効果の検証に用いた計算モデルの構成を示す模式図である。
【図１１】図１０の計算モデルの詳細な構成を示す模式図である。
【図１２】図１０の計算モデルに含まれるフラットケーブルの詳細な構成を示す模式図である。
【図１３】図１０から図１２の計算モデルにおいて、ノイズ抑制部材が無いとした場合のコモンモード電流を示す図である。９０度ずつ位相の異なる四つの電流を示している。
【図１４】図１０から図１２の計算モデルにおけるコモンモード電流を示す図である。９０度ずつ位相の異なる四つの電流を示している。
【図１５】（ａ）は、実施例２に用いた実験装置を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の実験装置に含まれるフラットケーブルの終端側の端部の拡大斜視図である。
【図１６】図１５の実験装置のフラットケーブルから放射されるノイズの強度レベルを、フラットケーブルの両端部の周りにノイズ抑制部材を敷設する前（破線で示す）と後（実線で示す）において夫々測定した結果の一例を示すグラフである。
【図１７】図１６の測定結果に基づいて、フラットケーブルの両端部の周りにノイズ抑制部材を敷設する前のノイズの強度レベルとフラットケーブルの両端部にノイズ抑制部材を敷設した後のノイズの強度レベルとの差を求めた結果を示すグラフである。
【図１８】図１０から図１２の計算モデルを用いて求めた反射パラメータ（Ｓ１１）の一例を示すグラフである。ノイズ抑制部材を敷設していない場合（破線で示す）と、ノイズ抑制部材をフラットケーブルの信号線に密着させた場合（一点鎖線で示す）と、ノイズ抑制部材をフラットケーブルから０．１８ｍｍ離した場合（実線で示す）を示している。
【図１９】図１０から図１２の計算モデルを用いて求めた反射パラメータ（Ｓ１１）の他の例を示すグラフである。ノイズ抑制部材を敷設していない場合（長い破線で示す）と、ノイズ抑制部材とフラットケーブルの信号線との距離を０ｍｍ（長い一点鎖線で示す）、１０μｍ（短い一点鎖線で示す）、５０μｍ（短い破線で示す）及び１５０μｍ（実線で示す）にした場合の夫々について示している。
【図２０】図１０から図１２に示される計算モデルを用いて、異なる複素誘電率を持つノイズ抑制部材を夫々敷設した場合について反射パラメータ（Ｓ１１）を求めた結果を示すグラフである。実数成分ε’＝１且つ虚数成分ε”＝０の場合を長い破線で示し、実数成分ε’＝１且つ虚数成分ε”＝１４の場合を実線で示し、実数成分ε’＝１５０且つ虚数成分ε”＝０の場合を短い破線で示し、実数成分ε’＝１５０且つ虚数成分ε”＝１４の場合を短い一点鎖線で示し、実数成分ε’＝３００且つ虚数成分ε”＝１４の場合を長い一点鎖線で示している。
【図２１】本発明の第２の実施の形態による装置を示すブロック図である。
【図２２】実施例５に用いた実験装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】実施例５におけるノイズの強度レベルを、付加的伝送線路の近くに付加的ノイズ抑制部材を敷設する前（破線で示す）と後（実線で示す）において夫々測定した結果の一例を示すグラフである。
【図２４】図２２の測定結果に基づいて、付加的ノイズ抑制部材を敷設する前のノイズの強度レベルと付加的ノイズ抑制部材を敷設した後のノイズの強度レベルとの差を求めた結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態による装置１０は、整流回路１１０、電源回路１２０、インバータ制御回路１３０、ゲート駆動回路１４０及びインバータ主回路１５０を備えるインバータ装置（スイッチング電源装置）である。図１に示されるように、インバータ制御回路１３０は、矩形波であるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ信号生成回路（ＭＣＵ：Micro Controller Unit）１３２を備えている。また、インバータ主回路１５０は、図示しない複数のスイッチング素子を備えている。
【００３２】
図１から理解されるように、装置１０は、交流電源２０に接続され、負荷３０に交流出力を供給する。詳しくは、整流回路１１０は、交流電源２０からの交流を直流に変換し、電源回路１２０及びインバータ主回路１５０へ直流を供給する。電源回路１２０は、整流回路１１０から供給される直流を受けて、インバータ制御回路１３０とゲート駆動回路１４０とに夫々適した電圧を生成する。インバータ制御回路１３０とゲート駆動回路１４０とに適した電圧が互いに異なる場合、電源回路１２０は、インバータ制御回路１３０とゲート駆動回路１４０とにそれぞれ異なる電圧を供給する。インバータ制御回路１３０のＰＷＭ信号生成回路１３２は、矩形波であるＰＷＭ信号を生成するパルス信号生成回路である。ＰＷＭ信号生成回路１３２は、所定周期のパルス信号をパルス幅変調してＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をゲート駆動回路１４０へ出力する。ゲート駆動回路１４０は、ＰＷＭ信号生成回路１３２からのＰＷＭ信号に応じてゲート駆動信号を生成し、インバータ主回路１５０へ出力する。インバータ主回路１５０において、スイッチング素子（図示せず）は、ゲート駆動回路１４０からのゲート駆動信号によって駆動される。つまり、ゲート駆動回路１４０は、ＰＷＭ信号（入力信号）に応じてスイッチング素子を駆動するドライバ回路として動作する。インバータ主回路１５０は、整流回路１１０からの直流をスイッチング素子によって交流に変換し、負荷３０へ出力する。
【００３３】
上述したように、インバータ制御回路１３０のＰＷＭ信号生成回路１３２は、ＰＷＭ信号を出力する。したがって、ＰＷＭ信号生成回路１３２は、矩形波の出力信号を出力する回路（第１回路）である。また、ゲート駆動回路１４０には、インバータ制御回路１３０からのＰＷＭ信号が入力される。したがって、ゲート駆動回路１４０は、入力信号が入力される回路（第２回路）である。本実施の形態において、インバータ制御回路１３０とゲート駆動回路１４０とは、物理的に離れている。詳しくは、インバータ制御回路１３０とゲート駆動回路１４０とは、互いに別の基板上に形成されている。換言すると、インバータ制御回路１３０が形成される基板（第１基板）とゲート駆動回路１４０が形成される基板（第２基板）とは互いに異なる基板である。このように、物理的に分かれた二つの回路の間、即ち、ＰＷＭ信号生成回路１３２とゲート駆動回路１４０との間は、図１に示されるように、導線（図示せず）を有する伝送線路１６０によって接続されている。そして、ＰＷＭ信号生成回路１３２の出力信号であるＰＷＭ信号は、ゲート駆動回路１４０の入力信号として伝送線路１６０の導線により伝達される。ここで、伝送線路１６０は、例えば、回路基板パターン、ケーブル、又はハーネス等である。また、伝送線路１６０は、複数のケーブル又はハーネスと回路基板パターン（中継基板）等との組み合わせであってもよい。なお、本実施の形態では、第１回路であるＰＷＭ信号生成回路１３２と第２回路であるゲート駆動回路１４０が、互いに異なる基板に形成されているが、本発明において第１回路と第２回路は同一の回路基板上に形成されていてもよい。また、第１回路と第２回路に加え、その他の回路も同一基板上に形成されていてもよい。
【００３４】
図１に示されるように、伝送線路１６０の周りの少なくとも一部には、ノイズ抑制部材１７０が設けられている。本実施の形態では、ＰＷＭ信号生成回路１３２とゲート駆動回路１４０との間を接続する伝送線路１６０の周りのみにノイズ抑制部材１７０が設けられているが、他の回路間を接続する伝送線路（信号線路や電源線路）の周りにもノイズ抑制部材１７０を設けてもよい。例えば、ノイズの伝搬経路となり得る伝送線路、具体的には、電源回路１２０とゲート駆動回路１４０、インバータ制御回路１３０及び整流回路１１０の夫々との間の伝送線路や、インバータ主回路１５０からの出力ケーブル、交流電源２０に接続される入力電源ケーブル等の周りにもノイズ抑制部材１７０を設けてよい。
【００３５】
ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の少なくとも一部を覆うように設けられる。詳しくは、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の延びる方向（長さ方向）及び周方向の夫々において、伝送線路１６０の少なくとも一部を覆うように設けられる。例えば、伝送線路１６０の延びる方向において、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の両端から離れた位置に設けられてよい。その場合、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の延びる方向において、伝送線路１６０の信号入力側（ＰＷＭ信号生成回路１３２側）の端部からノイズ抑制部材１７０の端部までの距離が所定の距離よりも短くなるように設けられる。望ましくは、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の信号入力側の端部からノイズ抑制部材１７０の端部までの距離が、所定の距離の１／２より短くなるように設けられる。ここで、「所定の距離」は、ノイズ抑制の対象とする電磁ノイズの波長λに等しい距離である。例えば、対象とする電磁ノイズの周波数が１ＧＨｚであれば、波長λ、即ち所定の距離は３００ｍｍである。伝送線路１６０の信号入力側の端部からノイズ抑制部材１７０の端部までの距離が長いと、λ／２の倍数となる周波数で共振が起こり、伝送線路１６０が放射効率の高いアンテナとして作用する。そこで、伝送線路１６０の信号入力側の端部からノイズ抑制部材１７０の端部までの距離を所定の距離よりも短くして、このような作用を抑制する。また、伝送線路１６０の延びる方向において、ノイズ抑制部材１７０の長さは、伝送線路１６０の延びる方向において２０ｍｍ以上あればよい。ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の信号出力側の端部においても入力側と同様に設けられてよい。もちろん、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の延びる方向において、一方の端部から他方の端部まで連続して設けられてもよい。
【００３６】
一方、伝送線路１６０の周方向において、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の概ね半分以上を覆っていればよい。例えば、図２（ａ）〜（ｄ）に示されるように、伝送線路１６０がフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）（以下、フラットケーブルと略す）２６０の場合、ノイズ抑制部材１７０は、フラットケーブル２６０の一方の主面又は両方の主面に設けることができる。もちろん、ノイズ抑制部材１７０は、フラットケーブル２６０の全周を囲うように設けられてもよい。フラットケーブル２６０の構成は、特に限定されない。例えば、図２（ａ）及び図２（ｃ）に示されるように、フラットケーブル２６０は、一本の信号線２６２の両側に二本のグランド線２６４を平行に配置し、その周囲を絶縁被膜２６６で覆ったものでもよいし、図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示されるように、一本の信号線２６２と一本のグランド線２６４とを平行に配置し、その周囲を絶縁被膜２６６で覆ったものでもよい。あるいは、夫々が被膜で覆われた複数の導線を平行に配置して一体化したものでもよい。
【００３７】
また、図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、伝送線路１６０が複数のケーブル３６０を含むハーネス３８０の場合、ノイズ抑制部材１７０は、周方向において、ハーネス３８０の全体を覆うように設けられてもよいし、各ケーブル３６０の全周を囲うように設けられてもよい。さらに、図３（ｃ）に示されるように、ノイズ抑制部材１７０は、周方向において、ハーネス３８０の一部を覆うように設けられてもよい。ケーブル３６０の構成は、特に限定されないが、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、一本の信号線３６２と一本のグランド線３６４とを平行に配置し、その周囲を絶縁被膜３６６で覆ったものであってよい。伝送線路１６０の全周を囲うように設けられたノイズ抑制部材１７０は、閉磁路を形成するので、電磁ノイズを効果的に抑制することができる。その一方で、ノイズ抑制部材１７０は、閉磁路を形成していないとき（開磁路）でも高い電磁ノイズ抑制効果を発揮する。これは、ノイズ抑制部材１７０が、以下に説明する複合構造を有しているからである。
【００３８】
図４に示されるように、ノイズ抑制部材１７０は、磁性粉末１７２がバインダ１７４内に分散され且つバインダ１７４により結合された構造（複合構造）を有している。磁性粉末１７２として、球状又は扁平状の磁性粉末を用いることができる。ノイズ抑制部材１７０に、反磁界による複素透磁率の低下が極めて少ないという特徴を持たせるには、扁平状の磁性粉末を用いることが好ましい。しかしながら、より高い周波数において高い複素透磁率得る目的で、若しくは低い誘電率を得る目的で球状の磁性粉末を用いてもよい。いずれにしても、ノイズ抑制の対象となる電磁ノイズの周波数等に応じて磁性粉末１７２を選択することができる。本実施の形態において、所望のノイズ抑制効果を得るため、ノイズ抑制部材１７０は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下である。また、伝送線路１６０を伝搬する信号の劣化（信号レベルの低下、信号波形の鈍り）を抑えるため、ノイズ抑制部材１７０の複素誘電率の実数成分ε’は１０００以下であり、且つ複素誘電率の実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’は０．５以下であることが望ましい。また、ノイズ抑制部材１７０の複素誘電率の実数成分ε’は３００以下であり、且つ複素誘電率の実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’は０．１以下であることがより好ましい。
【００３９】
ノイズ抑制部材１７０の形態は特に限定されないが、リング状の成形体や柔軟性のあるシート状であってよい。シート状のノイズ抑制部材１７０は、ノイズ抑制シート（ＮＳＳ：Ｎｏｉｓｅ  Ｓｕｐｐｒｅｔｉｏｎ  Ｓｅｅｔ）と呼ばれることがある。ノイズ抑制部材１７０がシート状であれば、伝送線路１６０の様々な形状及び引き回し状態に容易に対応することができる。例えば、ノイズ抑制部材１７０を伝送線路１６０に貼り付けたり、巻き付けたりすることができる。そのため、シート状のノイズ抑制部材１７０は、既存の装置に敷設することが容易である。ノイズ抑制部材１７０の厚みｔは、２０μｍ以上あればよい。ノイズ抑制部材１７０に柔軟性を持たせるため、厚みｔは、１００００μｍ以下が望ましく、１０００μｍ以下であることがより望ましい。また、ノイズ抑制効果を考慮すると、ノイズ抑制部材１７０の厚みｔは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。また、ノイズ抑制部材１７０がリング状であれば、伝送線路１６０の端部付近にのみノイズ抑制部材１７０を敷設する場合に、手軽に敷設することができる。
【００４０】
ノイズ抑制部材１７０は、ノイズ抑制効果を高めるため、伝送線路１６０の導線の近くに配置されなければならない。その一方で、ノイズ抑制部材１７０が伝送線路１６０の導線に近すぎると導線を伝搬する信号を劣化させる。そこで、本実施の形態において、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置される。より好ましくは、ノイズ抑制部材１７０は、伝送線路１６０の導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置される。このようなノイズ抑制部材１７０の配置は、ノイズ抑制部材１７０を伝送線路１６０に貼り付ける際に、所定の厚みを持つ両面テープを用いたり、接着剤を所定の厚さに塗布したりすることによって、容易に実現することができる。また、伝送線路１６０の被膜の厚みが適切ならば、ノイズ抑制部材１７０を直接巻き付けるようにしてもよい。
【００４１】
シート状のノイズ抑制部材１７０は、例えば、磁性粉末１７２をバインダ１７４（図４参照）に分散させた塗液を作製し、プラスチックシート等の基材（図示せず）の表面上に離型層（図示せず）を介して成膜し、熱間形成することで得ることができる。
【００４２】
バインダ１７４の材料としては、特に限定されないが、ゴム、エラストマー、樹脂などの高分子バインダが好ましく、熱可塑性樹脂がより好ましい。特に、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、アクリルゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、シリコーンゴム、ポリウレタンが好ましい。また、磁性粉末１７２の材料として、特に限定されないが、軟磁性材料から構成される軟磁性粉末が好ましい。このような軟磁性材料から構成される軟磁性粉末としては、特に限定されないが、例えば、磁性ステンレス（Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）、センダスト（登録商標）等のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）、ケイ素銅（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金）、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｆｅやアモルファス合金等が挙げられる。このような軟磁性粉末は１種単独でも、または複数種組み合わせて用いても良い。
【００４３】
磁性粉末１７２は、上述した軟磁性材料を粉砕、延伸、引裂加工、またはアトマイズ造粒等を行うことにより粗大な粉末を作製し、これをボールミル、アトライタ、ピンミルなどのメディア攪拌型粉砕機により微粉砕し、または、扁平状に加工し、その後焼鈍処理して得ることができる。得られた磁性粉末１７２をバインダ１７４中に分散させて塗液を作製し、その塗液をドクターブレード法で基材上に形成された離型層の上に成膜したうえで熱間成形を行う。こうして、シート状のノイズ抑制部材１７０である複合磁性シートが得られる。
【００４４】
本実施の形態において、伝送線路１６０の周りの少なくとも一部に敷設されたノイズ抑制部材１７０は、ＰＷＭ信号が伝送線路１６０を伝搬する際、信号波形への影響を抑えつつ、伝送線路１６０から放射されるノイズを抑制する。これにより、装置１０の周辺において使用される電子機器への放射ノイズの影響を抑制することができる。また、装置１０の出力も安定する。
【実施例１】
【００４５】
本発明の効果を検証するため実験を行った。実験には、市販のインバータ装置（ＭＷＩＮＶ−１０４４−ＳｉＣ，Myway Plus Corporation製）を用いた。図５に示されるように、使用したインバータ装置６０は、制御ユニット６１０とメインユニット６２０とを含んでいる。制御ユニット６１０とメインユニット６２０との間は、フラットケーブル６３０によって接続されている。詳しくは、制御ユニット６１０には、二本のフラットケーブル（第１及び第２フラットケーブル、長さ：４００ｍｍ、図示せず）が接続され、メインユニット６２０には、一本のフラットケーブル（第３フラットケーブル、長さ：２００ｍｍ、図示せず）が接続されている。第１及び第２フラットケーブルと第３フラットケーブルとは、中継基板（図示せず）を介して互いに接続されている。制御ユニット６１０から第１及び第２フラットケーブルを通じて伝送される信号は、第３フラットケーブルを通じてメインユニット６２０へ伝送される。以下、第１、第２及び第３フラットケーブルを纏めて単にフラットケーブル６３０と称する。
【００４６】
図５を参照すると、制御ユニット６１０には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）７０が接続され、メインユニット６２０には、直流電源８０と抵抗負荷９０とが接続されている。制御ユニット６１０は、ＰＣ７０からの指令に基づいて、交流出力の周波数、電圧、及びスイッチング周波数の制御を行うと共に、ＰＷＭ信号を生成する。制御ユニット６１０で生成されたＰＷＭ信号は、フラットケーブル６３０を介してメインユニット６２０に伝達される。メインユニット６２０は、インバータ主回路（スイッチング回路、図示せず）を含む。インバータ主回路は、スイッチング素子としてＳｉＣデバイス（図示せず）を有している。インバータ主回路は、制御ユニット６１０からのＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子を動作させ、直流電源８０から入力され電源回路（図示せず）で変圧された直流をスイッチングし、交流として出力する。メインユニット６２０から出力される交流出力は、抵抗負荷９０に供給される。なお、このインバータ装置６０を、スイッチング周波数２００ｋＨｚで動作させた場合の定格出力は６ｋＷである。
【００４７】
まず、インバータ装置６０のフラットケーブル６３０にノイズ抑制部材を敷設していない状態において、放射ノイズを測定した。その結果、図６に示されるように、測定周波数０．５〜１．７ＧＨｚの範囲において、高いレベルの放射ピークが複数観測された。また、近傍磁界プローブ法により、インバータ装置６０の内部におけるノイズ発生源の特定を行った。その結果、観測された放射ピークは、（１）制御ユニット６１０内のＤＳＰ（Digital Signal Processor)クロックの高調波成分（×で示す）、（２）メインユニット６２０の電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）のスイッチング周波数の高調波成分（◇で示す）、および（３）制御ユニット６１０内の制御基板から放射されている９０ＭＨｚの高調波成分（△で示す）であることが特定された。つまり、これらの高調波の放射ピークの一部がＧＨｚ帯にまで及んでいた。また、測定アンテナがフラットケーブル６３０の近くに位置するときに測定放射レベルが最大となった。つまり、フラットケーブル６３０が主要なノイズ伝搬経路及び放射源であると推定された。
【００４８】
次に、フラットケーブル６３０の両方の主面にノイズ抑制部材（図２（ｃ）参照）を敷設した。ノイズ抑制部材は、フラットケーブル６３０の両方の主面を一端から他端まで略全長を覆うように両面テープで貼り付けた。図７に示されるように、使用したノイズ抑制部材の複素透磁率の虚数成分μ”は、ＵＨＦから２ＧＨｚの帯域においても高い値を示していた。これにより、フラットケーブル６３０からの放射ノイズの抑制について検証した。
【００４９】
図８及び図９から理解されるように、ノイズ抑制部材をフラットケーブル６３０の両方の主面に敷設する前と後では、後の方が全体的に放射ノイズの強度レベルが低下している。また、０．６〜２ＧＨｚの帯域において、最大１０ｄＢの低下が観測された。厚みの異なる複数のノイズ抑制部材を用いて測定を繰り返したところ、ノイズ抑制部材の厚みが増すほど、放射ノイズ強度のレベル低下が顕著であった。
【００５０】
ノイズ抑制部材を設けることにより放射ノイズの強度レベルが低下する原因の一つとして、伝送線路におけるコモンモード共振がノイズ抑制部材によって抑制されることが考えられる。そこで、図１０に示されるような計算モデルを用いてシミュレーションを行った。詳しくは、計算モデルは、図１１に示されるように、フラットケーブル２６０Ａの両方の主面にノイズ抑制部材１７０Ａを貼り付けたものである。ノイズ抑制部材１７０Ａは、厚み３００μｍ、幅２０ｍｍのシート状とし、フラットケーブル２６０Ａの一端から他端までを覆っている。また、フラットケーブル２６０Ａは、図１２に示されるような構成とした。詳しくは、フラットケーブル２６０Ａは、三本の導線（一本の信号線２６２Ａと二本のグランド線２６４Ａ）とを有している。各導線の線径は、ともに０．６ｍｍ□である。また、各導線の長さは、ともに０．３７ｍであり、両端部にポート１及びポート２を有している。さらに、各導線の特性インピーダンスは、ともに１０６Ωである。信号線２６２Ａ及びグランド線２６４Ａはピッチ１．２７ｍｍで平行に配置されている。フラットケーブル２６０Ａの一端から信号を入力するようにし、他端には、１０６Ωの抵抗素子２６８を接続して整合させた。有限要素法を用いた電磁界シミュレーションにより、フラットケーブル２６０Ａに１Ｗの電力を給電したときコモンモード電流を、フラットケーブル２６０Ａの周囲の磁界を周回積分することにより求めた。ここでは、前述した実験において比較的大きな放射強度が観測された１．１ＧＨｚについて計算した。また、周波数１．１ＧＨｚにおけるノイズ抑制部材の複素透磁率の実数成分μ’及び虚数成分μ”は、夫々４．８、１５．６とした。ノイズ抑制部材が無い状態では、図１３に示されるように、フラットケーブル２６０Ａの両端を節とする電流定在波が生じている。これに対して、ノイズ抑制部材１７０Ａを敷設した状態では、図１４に示されるように、定在波が発生していない。このことから、ノイズ抑制部材１７０Ａによってフラットケーブル２６０Ａにおけるコモンモード共振が抑制されたと解釈でき、これが放射強度の低減に寄与していると考えることができる。
【実施例２】
【００５１】
次に、伝送線路の延びる方向において、ノイズ抑制部材が伝送線路の一部に敷設されている場合の効果について検証した。伝送線路として長さ４００ｍｍのフラットケーブル２６０Ｃを用いた。図１５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、フラットケーブル２６０Ｃの一端に信号発生器５２０を接続し、他端に終端抵抗５３０を接続した。そして、フラットケーブル２６０Ｃの両端に幅２０ｍｍ、厚み３００μｍのシート状のノイズ抑制部材１７０Ｃ，１７０Ｄを夫々４ターン巻き付ける前後において、フラットケーブル２６０Ｃから放射されるノイズ（５００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の強度を夫々測定した。ノイズ抑制部材１７０Ｃ、１７０Ｄの各々とフラットケーブル２６０Ｃの内部の導線との距離は、図１５（ａ）及び（ｂ）の上下方向において最大５ｍｍ程度であった。図１６及び図１７から理解されるように、ノイズ抑制部材１７０Ｃ，１７０Ｄをフラットケーブル２６０Ｃの両端に敷設する前と後では、後の方が全体的に放射ノイズのレベルが低下しており、しかも、フラットケーブル２６０の両方の主面全体にノイズ抑制部材を貼り付けた場合（実施例１）と同等の効果が得られることが確認された。この実施例では、シート状のノイズ抑制部材１７０Ｃを用いたが、リング状の成形体を用いても同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００５２】
次に、伝送線路を伝搬する信号へのノイズ抑制部材による影響を検証した。検証に用いた計算モデルは、前述した実施例１と同じものを用いた（図１０から図１２参照）。有限要素法を用いた電磁界シミュレーションにより、フラットケーブル２６０Ａの入力端における反射パラメータ（Ｓ１１）及び入力端から終端への透過パラメータ（Ｓ２１）を求めた。その結果、図１８に示されるように、フラットケーブル２６０Ａの入力端における反射パラメータ（Ｓ１１）は−２０ｄＢ程度に抑えられることが確認された。また、図１９から理解されるように、ノイズ抑制部材１７０Ａとフラットケーブル２６０Ａの導線との距離が近くなると反射係数（Ｓ１１）が増加することが確認された。さらに、フラットケーブル２６０Ａの入力端から終端への透過パラメータ（Ｓ２１）も信号周波数に近い１００ＭＨｚ以下の帯域では−０．３ｄＢ程度に抑えられることが確認された。このようにノイズ抑制部材１７０Ａを伝送線路（フラットケーブル２６０Ａ）の周りに敷設しても、導線との距離を適切に保つことにより、伝送線路の入力端での反射の増加を抑えるとともに透過損失の増加を抑えることができる。具体的には、伝送線路の導線とノイズ抑制部材との間に０．０５〜５ｍｍ（好ましくは、０．１５〜０．２ｍｍ）の空間（絶縁層）を設けることで、信号の反射（反射パラメータＳ１１）を低減でき、信号劣化を少なくすることができる。伝送線路の導線とノイズ抑制部材との間に所定の距離を保つため、絶縁層を用いることができる。絶縁層としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、塩化ビニル、ポリイミド、接着剤、両面テープ、合成樹脂等を用いることができる。
【実施例４】
【００５３】
また、実施例１と同じ計算モデルを用いて、ノイズ抑制部材１７０Ａの複素誘電率による反射パラメータ（Ｓ１１）への影響を検証した。フラットケーブル２６０Ａの導線とノイズ抑制部材１７０Ａとの間の距離は５０μｍとした。図２０から理解されるように、ノイズ抑制部材１７０Ａの複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下（好ましくは３００以下）、かつ実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”/ε’が０．５以下（好ましくは０．１以下）になるようにノイズ抑制部材１７０Ａを設計することで、入力端における反射パラメータ（Ｓ１１）は−２０ｄＢ程度に抑えられる。また、複素誘電率が上記範囲にあれば、入力端から終端への透過パラメータ（Ｓ２１）についても、信号周波数に近い１００ＭＨｚ以下の帯域において、−０．３ｄＢ程度に抑えられることが確認された。したがって、複素誘電率が上記範囲にあるノイズ抑制部材を用いることで、信号の劣化を抑制しつつ、放射ノイズを低減することができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図２１を参照すると、本発明の第２の実施の形態による装置１０Ｂは、第１の実施の形態による装置１０と同一の構成に加え、ノイズ抑制部材（付加的ノイズ抑制部材）１７０Ｂを備えている。
【００５５】
装置１０Ｂにおいて、電源回路１２０及びインバータ主回路１５０は、夫々スイッチングデバイス（第３回路）である。詳しくは、電源回路１２０は、スイッチングレギュレータとして構成されたＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいる。また、インバータ主回路１５０は、前述したようにスイッチング素子（パワートランジスタ）を含んでいる。これらスイッチングデバイスは、周囲に配置された伝送線路と電磁結合し、伝送線路にノイズ信号（誘導電流）を生じさせることがある。また、伝送線路に生じたノイズ信号は、伝送線路を伝搬している間に、放射ノイズとして空中へ放射されることがある。付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、このような放射ノイズを抑制するために設けられている。
【００５６】
本実施の形態において、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、ゲート駆動回路１４０（第４回路）とインバータ主回路１５０（第５回路）とを接続する伝送線路１６６（付加的伝送線路）に設けられている。但し、本発明はこれに限定されない。付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、特定の回路間を接続する伝送線路に設けられるのではなく、実際の伝送線路１６１〜１６７の配置に応じて設けられる。詳しくは、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、スイッチングデバイス（第３回路）の近くに配置され、スイッチングデバイスと電磁結合してノイズ信号が誘導される伝送線路に設けられる。付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、最も大きなノイズ信号が誘導される伝送線路に設けられることが望ましい。また、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、ノイズ信号が誘導される複数の又は全ての伝送線路に設けられることがより望ましい。なお、伝送線路の形態は、回路基板パターン、ケーブル及びハーネスなどどのような形態であってもよい。
【００５７】
前述のように、本実施の形態において、電源回路１２０及びインバータ主回路１５０はスイッチングデバイスである。電源回路１２０（第３回路）のスイッチング動作に起因してノイズ信号が誘導される可能性のある伝送線路として、伝送線路１６６のほかに、交流電源２０（第４回路）と整流回路１１０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６１（付加的伝送線路）、整流回路１１０（第４回路）とインバータ主回路１５０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６２（付加的伝送線路）及びインバータ主回路１５０（第４回路）と負荷３０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６７（付加的伝送線路）がある。また、インバータ主回路１５０（第３回路）のスイッチング動作に起因してノイズ信号が誘導される可能性のある伝送線路として、交流電源２０（第４回路）と整流回路１１０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６１、整流回路１１０（第４回路）と電源回路１２０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６３（付加的伝送線路）、電源回路１２０（第４回路）とインバータ制御回路１３０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６４（付加的伝送線路）及び電源回路１２０（第４回路）とゲート駆動回路１４０（第５回路）との間を接続する伝送線路１６５（付加的伝送線路）がある。付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、これらノイズ信号が誘導される可能性のある伝送線路１６１〜１６７のうちの一つ以上に設けることができる。
【００５８】
本実施の形態において、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、ノイズ抑制部材１７０と同一に構成されてよい。よって、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂの構成について、詳細な説明は省略する。また、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂの配置についてもノイズ抑制部材１７０の説明が当てはまる。以下、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂの配置について、ノイズ抑制部材１７０の配置と異なる点について説明する。
【００５９】
本実施の形態において、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、伝送線路１６６（付加的伝送線路）の少なくとも一部を覆うように設けられている。但し、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、伝送線路１６６の一端から他端までの全体を覆うように設けられてもよい。付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、伝送線路１６６の一部に設けられる場合において、電源回路１２０（スイッチングデバイス）のできるだけ近くに設けられる。換言すると、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、伝送線路１６６のなかで電源回路１２０に最も近くに位置する部分を覆うように設けられる。図２１では、伝送線路１６６は直線的に配置されている。しかしながら、実際の装置１０Ｂにおいて、各回路１１０〜１５０及び各伝送線路１６０〜１６７は図２１に示されるように配置されるわけでない。例えば、伝送線路１６６は、電源回路１２０の上方を通過するように配置されることもある。いずれにしても、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、少なくとも伝送線路１６６の電源回路１２０に最も近い部分を覆うように設けられる。付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂが伝送線路１６６以外の伝送線路に設けられる場合においても、同様であって、少なくともスイッチングデバイスに最も近い部分を覆うように設けられる。より具体的には、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂは、スイッチングデバイスからの距離が、スイッチングデバイスのスイッチング動作に由来するノイズ波長の１／（２π）の距離以下となる伝送線路（の部分）に設けられる。換言すると、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂの少なくとも一部は、スイッチングデバイスからの距離がそのスイッチング動作に由来するノイズ波長の１／（２π）以下の距離となる範囲内に位置するように設けられる。このように、付加的ノイズ抑制部材１７０Ｂをスイッチングデバイスの近くに配置される伝送線路（の部分）に設けることで、スイッチングデバイスの近くに配置された伝送線路からの放射ノイズを抑制することができる。
【実施例５】
【００６０】
本発明の効果を検証するために実験を行った。実験には実施例１と同じインバータ装置６０（図５参照）を用いた。図２２に示されるように、インバータ装置６０のメインユニット６２０は、電源回路１２０、ゲート駆動回路１４０、インバータ主回路１５０、及び伝送線路１６５及び１６６を有している。このインバータ装置６０は、電源回路１２０のスイッチング動作に起因して、伝送線路１６６に誘導電流が流れ、伝送線路１６６から放射ノイズとして空中へ放射される条件が整っている。
【００６１】
インバータ装置６０を動作させ、伝送線路１６６に付加的ノイズ抑制部材を敷設していない状態と、伝送線路１６６に付加的ノイズ抑制部材を敷設した状態の夫々において、放射ノイズを測定した。付加的ノイズ抑制部材として、実施例１で用いたものと同じ特性を有するものを用いた。付加的ノイズ抑制部材の形状は、厚みｔ＝７０μｍのシート状（リボン状）とした。伝送線路１６６への付加的ノイズ抑制部材の敷設は、伝送線路１６６の一端から他端まで全周を覆うように伝送線路１６６に付加的ノイズ抑制部材を直接巻き付けることにより行った。
【００６２】
図２３及び図２４から理解されるように、伝送線路１６６に付加的ノイズ抑制部材を敷設すると、全体的に放射ノイズの強度レベルが低下している。特に、電源回路１２０の動作に起因する放射ノイズピークに関しては、図２４に破線円で示されるように、大きなノイズ抑制効果（最大１０ｄＢ）が確認された。厚みの異なる複数のノイズ抑制部材を用いて測定を繰り返したところ、ノイズ抑制部材の厚みが増すほど、放射ノイズ強度のレベル低下が顕著であった。また、伝送線路１６６の一端から他端までの一部に付加的ノイズ抑制部材を設けた場合にも、放射ノイズの強度レベルが低下することを確認できた。
【００６３】
以上、本発明についていくつかの実施の形態を掲げて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、本発明は、インバータ装置に限定されず、コンバータ等の他のスイッチング装置にも適用できる。また、本発明は、スイッチング素子を含むモータ駆動回路等にも適用可能である。本発明は、５００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの放射ノイズの伝搬経路や放射源となり得る伝送線路を含むあらゆる装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    装置
２０    交流電源
３０    負荷
１１０    整流回路
１２０    電源回路
１３０    インバータ制御回路
１３２    ＰＷＭ信号生成回路（ＭＣＵ：Micro Controller Unit）
１４０    ゲート駆動回路
１５０    インバータ主回路
１６０，１６１、１６２，１６３，１６４、１６５、１６６、１６７    伝送線路
１７０，１７０Ａ，１７０Ｃ，１７０Ｄ    ノイズ抑制部材
１７０Ｂ    ノイズ抑制部材（付加的ノイズ抑制部材）
１７２    磁性粉末
１７４    バインダ
２６０，２６０Ａ    フラットケーブル
２６２，２６２Ａ    信号線
２６４，２６４Ａ    グランド線
２６６    絶縁被膜
２６８    抵抗素子
３６０    ケーブル
３６２    信号線
３６４    グランド線
３６６    絶縁被膜
３８０    ハーネス
５２０    信号発生器
５３０    終端抵抗
６０    インバータ装置
６１０    制御ユニット
６２０    メインユニット
６３０    フラットケーブル
７０    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
８０    直流電源（ＤＣ）
９０    抵抗負荷
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2018148195.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2018148195.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月16日(2018.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形波の出力信号を出力する第１回路と、
入力信号が入力される第２回路と、
前記第１回路と前記第２回路とを接続し、前記出力信号を前記入力信号として伝達する導線を有する伝送線路と、
前記伝送線路の周りの少なくとも一部に設けられたノイズ抑制部材と
を備える装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有しており、
前記ノイズ抑制部材は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下であり、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、２０μｍ以上かつ１００００μｍ以下であり、
前記ノイズ抑制部材は、前記伝送線路の前記導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の厚みｔは、１０００μｍ以下である
装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の装置であって、
前記第１回路は、第１基板に形成されており、
前記第２回路は、第２基板に形成されており、
前記第１基板と前記第２基板とは物理的に分かれている
装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、複合磁性シートである
装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材は、前記伝送線路の前記導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．５以下である
装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、
前記ノイズ抑制部材の前記複素誘電率の前記実数成分ε’が３００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する前記虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．１以下である
装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記伝送線路の延びる方向において、前記第１回路から前記ノイズ抑制部材の端部までの距離は、抑制の対象である電磁ノイズの波長に等しい距離よりも短い
装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記伝送線路の延びる方向において、前記ノイズ抑制部材の長さは２０ｍｍ以上である
装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記装置は、スイッチング素子を更に備えるスイッチング電源装置であり、
前記第１回路は、前記出力信号を生成して出力するパルス信号生成回路であり、
前記第２回路は、前記入力信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動するドライバ回路である
装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、
前記スイッチング電源装置は、インバータ装置であり、
前記パルス信号生成回路は、ＰＷＭ信号生成回路である
装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記装置は、更に第３回路、第４回路及び第５回路と、付加的伝送線路と、付加的ノイズ抑制部材とを備えており、
前記第３回路は、スイッチングデバイスであり、
前記第４回路と前記第５回路は、前記付加的伝送線路によって互いに接続されており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の周りの少なくとも一部に設けられており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、磁性粉末がバインダ内に分散された構造を有しており、
前記付加的ノイズ抑制部材は、５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの複素透磁率の虚数成分μ”が５以上３０以下であり、
前記付加的ノイズ抑制部材の厚みｔは、２０μｍ以上であり、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の前記導線から０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の少なくとも一部は、前記第３回路からの距離が前記第３回路の動作に由来するノイズ波長の１／（２π）以下の距離となる範囲内に位置している
装置。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の厚みｔは、１００００μｍ以下である
装置。
【請求項１５】
請求項１２から請求項１４までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材は、複合磁性シートである
装置。
【請求項１６】
請求項１２から請求項１５までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材は、前記付加的伝送線路の前記導線から０．１５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の距離だけ離れて配置されている
装置。
【請求項１７】
請求項１２から請求項１６までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の複素誘電率の実数成分ε’が１０００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．５以下である
装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、
前記付加的ノイズ抑制部材の前記複素誘電率の前記実数成分ε’が３００以下であり、且つ前記複素誘電率の前記実数成分ε’に対する前記虚数成分ε”の比ε”／ε’が０．１以下である
装置。
【請求項１９】
請求項１２から請求項１８までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記付加的伝送線路の延びる方向において、前記ノイズ抑制部材の長さは２０ｍｍ以上である
装置。
【請求項２０】
請求項１２から請求項１９までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記スイッチングデバイスは、電源回路である
装置。
【請求項２１】
請求項１２から請求項１９までのいずれか一つに記載の装置であって、
前記スイッチングデバイスは、インバータ主回路である
装置。