(57)【要約】半導体スイッチを有する電力変換器において、ライングランド間バイパスコンデンサ（４，９）の合成容量と双方のラインに挿入するリアクトル（６ａ，６ｂ、８ａ，８ｂ）との共振周波数が所定値以上となるように、双方のラインに挿入するリアクトル（６ａ，６ｂ、８ａ，８ｂ）のコモンモードのインダクタンス値を設定することによってコモンモードノイズを効果的に低減する。
2016027374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、  半導体スイッチを有するスイッチング回路と、  前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されるリアクトルと、を有する電力変換装置において、  前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、  前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ１［Ｆ］、  前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］、  前記半導体スイッチのスイッチ両端の電圧の立ち上がり時間をｔｒ［ｓ］としたとき、  Ｌ１＜ｔｒ２／４Ｃ１の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、  半導体スイッチを有するスイッチング回路と、  前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されるリアクトルと、を有する電力変換装置において、  前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、  前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ２［Ｆ］、  前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］としたとき、  Ｌ２＜１／{（１０π×１０６）２×Ｃ２}の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、  半導体スイッチを有するスイッチング回路と、  前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されるリアクトルと、を有する電力変換装置において、  前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、  前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ３［Ｆ］、  前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ３［Ｈ］としたとき、  Ｌ３＜{（１０π×１０５）２×Ｃ３}の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の入力側に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の出力側に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の入力側と出力側に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変変換器。
【請求項７】
前記ライングランド間バイパスコンデンサは、前記一対のラインと前記グランドとの配線パターン間によって形成される容量であることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、半導体スイッチのオン操作およびオフ操作を繰り返して電力変換を行う電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  この種の電力変換装置では、一般的には２０ｋＨｚ以上とされている高周波のスイッチング周波数にてスイッチング制御を行うため、スイッチング素子のオン操作またはオフ操作に起因した高いスイッチングノイズを発生する。これによりノイズ発生源として他の電子機器の誤動作や機能停止などといった弊害を招くおそれがある。実際、このようなノイズに関して、各国の規格に一定の整合性を持たせる必要があることから、国際規格ＩＥＣ（International  Electrotechnical  Commission）が各分野の電子機器や自動車機器のＥＭＣ（Electromagnetic  Compatibility）規格を制定し、発行している。このようなスイッチングノイズを抑制するため、一般的にはノイズ対策部品を備えることが考えられるが、コストアップや装置の大型化は避けられないものとなる。【０００３】  そこで、従来は、例えば特開２０１１−１９３５９３号公報（特許文献１）にみられるような手法が提案されていた。即ち、特許文献１に提案された手法によれば、電源より流れ込むラインと電源へ戻るラインの双方にリアクトルを挿入することでコモンモードノイズを有効的に低減させ、尚且つ、双方に挿入するリアクトルのコアを共有化することで、双方のリアクトルで発生する磁束が加わり合うため、リアクトルのインダクタンスを増やすことができ、リアクトルを小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９３５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、前記特許文献１に提案された手法によれば、フィルタ回路のライン−グランド間に接続されるライングランド間バイパスコンデンサの容量と、双方のラインに挿入するリアクトルのコモンモードのインダクタンスとで共振が発生し、共振周波数帯域でコモンモードのノイズ特性が悪化する。ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ１、双方のラインに挿入するリアクトルのコモンモードのインダクタンスをＬ１としたとき、共振周波数ｆｒは（１）式で示される。    ｆｒ＝１／２π√（Ｌ１Ｃ１）・・・（１）【０００６】  ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量は、許容できる漏洩電流値から最大の容量が決定され、一般的には数十ｎＦ程度となる。また、エネルギー蓄積用などのリアクトルのインダクタンス値は、許容できるリプル電流から値が決められ、数ｋｗクラスの電力変換装置では数百μＨとなる。これらから、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルのコモンモードのインダクタンスによる共振周波数は数百ｋＨｚ程度となる。【０００７】  ここで、一般的にＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）などのスイッチング素子のスイッチング動作時の両端電圧のフーリエスペクトル包絡線は図５のように示される。図５のＴは周期、ｆ０はスイッチング周波数の基本波成分、τはパルス幅、ｔｒは立ち上がり時間、ｔｆは立下り時間である。図５に示す通り、（２）式で示されるｆ１以上のｆ０の高調波成分の周波数は最大振幅の軌跡、即ち、フーリエ包絡線は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅで減衰する。    ｆ１＝１／πτ・・・（２）【０００８】  図５に示すｆ２は（３）式で示される通り、立ち上がり時間ｔｒに依存し、ｆ２以上の周波数になると、フーリエ包絡線は−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅとなり、減衰特性はさらに大きくなる。    ｆ２＝１／πｔｒ・・・（３）【０００９】  以上より、スイッチング周波数の基本波の高調波成分は、ｆ２以上の周波数になると、減衰量が大きくなることがわかる。昨今のＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング動作の立ち上がり／立下り時間は、数百ｎｓ程度にあり、この時のｆ２は数ＭＨｚとなる。【００１０】  すなわち、特許文献１に提案された技術では、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振については、考慮されておらず、その共振周波数ｆｒは一般的に数百ｋＨｚとなり、ｆｒ＜ｆ２となるので、スイッチング周波数の基本波の高調波成分の減衰量が小さい帯域で、コモンモードのノイズ特性が悪化する。このため、コモンモードチョークなどのノイズ対策部品を別途設けるか、または改善する必要があり、ノイズフィルタの大型化やコストアップになる課題があった。【００１１】  この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と、一対のラインの双方に挿入するリアクトルとの共振周波数が所定値以上となるように、前記リアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することによって、ノイズフィルタの大型化やコストの増加をさせずに、効果的にスイッチングノイズ抑制できる電力変換装���を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  第１の発明の電力変換装置は、一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、半導体スイッチを有するスイッチング回路と、前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されるリアクトルと、を有する電力変換装置において、  前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ１［Ｆ］、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］、  前記半導体スイッチのスイッチ両端の電圧の立ち上がり時間をｔｒ［ｓ］としたとき、  Ｌ１＜ｔｒ２／４Ｃ１の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする。【００１３】  第２の発明の電力変換装置は、一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、半導体スイッチを有するスイッチング回路と、前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されるリアクトルと、を有する電力変換装置において、  前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ２［Ｆ］、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］としたとき、  Ｌ２＜１／{（１０π×１０６）２×Ｃ２}の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする。【００１４】  第３の発明の電力変換装置は、一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、半導体スイッチを有するスイッチング回路と、前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されるリアクトルと、を有する電力変換装置において、  前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ３［Ｆ］、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ３［Ｈ］としたとき、  Ｌ３＜{（１０π×１０５）２×Ｃ３}の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】  第１の発明によれば、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、双方に挿入するリアクトルのコモンモードインダクタンス値を所定値以下に設定することによって、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数をスイッチング周波数の基本波の高調波成分の減衰量が大きい帯域にシフトできるため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現できる。【００１６】  第２の発明によれば、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、双方に挿入するリアクトルのコモンモードインダクタンス値を所定値以下に設定することによって、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数を、国際規格ＩＥＣで規定され伝導ノイズの限度値が高くなる５ＭＨｚ以上にシフトできるため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現しつつ、伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。【００１７】  第３の発明によれば、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、双方に挿入するリアクトルのコモンモードインダクタンス値を所定値以下に設定することによって、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数を、国際規格ＩＥＣで規定され伝導ノイズの限度値が一定となる５００ｋＨｚ以上にシフトでき、限度値は一定でありながらスイッチング周波数の基本波成分ｆ０の高調波成分は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰するため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現しつつ、伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。  この発明の前記以外の目的、特徴、観点および効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の動作の一例を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の動作の他の例を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電力変換装置のコモンモードノイズの共振経路を簡単化した等価回路モデルを示す図である。
【図５】スイッチング動作時のパルスのフーリエスペクトル包絡線を示す図である。
【図６】国際規格ＩＥＣ６１０００−６−３（２版；２００６年）で規定される限度値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  以下、この発明に係る電力変換装置の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】実施の形態１．  図１は、この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の概略構成図である。図１に示すように、実施の形態１に係る電力変換装置は、交流入力電源としての商用交流入力１に接続され、負荷１３に電力を供給するまでの要素で構成されている。商用交流入力１は第１のライン間バイパスコンデンサ２、第１のコモンモードチョーク３、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４で構成される第１のノイズフィルタ５に接続され、第１のノイズフィルタ５の出力の一対のラインに互いにコアを共有する第１のリアクトル６ａ、６ｂが接続される。
【００２１】  第１のリアクトル６ａ、６ｂの後段には、半導体スイッチを有するスイッチング回路７が接続され、スイッチング回路７の出力の一対のラインに互いにコアを共有する第２のリアクトル８ａ、８ｂが接続される。第２のリアクトル８ａ、８ｂの後段には、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９、第２のコモンモードチョーク１０、第２のライン間バイパスコンデンサ１１で構成される第２のノイズフィルタ１２が接続され、第２のノイズフィルタ１２の出力に直流負荷１３が接続される。
【００２２】  このように接続される電力変換装置の第１のリアクトル６ａ、６ｂと第２のリアクトル８ａ、８ｂを含むスイッチング回路の動作の一例について、図２と図３を参照しながら説明する。
【００２３】  まず、図１の第１のリアクトル６ａ、６ｂを含むスイッチング回路の動作について説明する。図２は、第１のリアクトル６ａ、６ｂをＡＣ／ＤＣコンバータに適用した概略構成図である。なお、商用交流入力１、第１のノイズフィルタ５、第１のライン間バイパスコンデンサ２、第１のコモンモードチョーク３、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４、第１のリアクトル６ａ、６ｂは図１に示すものと同様である。
【００２４】  図２に示すように、第１のノイズフィルタ５の出力の一対のラインに互いにコアを共有する第１のリアクトル６ａ、６ｂが接続され、第１のリアクトル６ａ、６ｂの出力にダイオードブリッジ１４が接続される。ダイオードブリッジ１４の後段にスイッチング素子１５とダイオード１６とが接続され、ダイオード１６のカソード側が出力段の平滑コンデンサ１７の正極に接続される。スイッチング素子１５の他端には、第１のリアクトル６ｂと平滑コンデンサ１７の負極とが接続される。
【００２５】  最初に、スイッチング素子１５がオンした時、第１のリアクトル６ａ、６ｂに電流が流れて、そこにエネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子１５がオフになると第１のリアクトル６ａ、６ｂに発生する逆起電力によって蓄積されたエネルギーが負荷１８に伝達される。このとき、入力電流波形が正弦波状になるように、スイッチング素子１５のオンオフのパルス幅を制御して、力率を制御することができる。
【００２６】  第１のリアクトル６ａ、６ｂを含むスイッチング回路は、図２の回路構成に限るものではなく、インターリーブ方式などのスイッチング素子のスイッチングにより電力変換する他のＡＣ／ＤＣコンバータ回路で構成されるものであっても良い。
【００２７】  次に、図１の第２のリアクトル８ａ、８ｂを含むスイッチング回路の動作について説明する。図３は、第２のリアクトル８ａ、８ｂをフルブリッジ型ＤＣ／ＤＣコンバータに適用した概略回路図である。なお、第２のリアクトル８ａ、８ｂ、第２のノイズフィルタ１２、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９、第２のコモンモードチョーク１０、第２のライン間バイパスコンデンサ１１は図１に示すものと同様である。
【００２８】  図３に示すように、直流電源入力１９は四つのスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから成るブリッジ回路２０に接続され、ブリッジ回路２０の出力に絶縁トランス２１の一次側が接続される。絶縁トランス２１の二次側にダイオードブリッジ２２が接続され、ダイオードブリッジ２２の出力の一対のラインに互いにコアを共有する第２のリアクトル８ａ、８ｂが接続される。第２のリアクトル８ａ、８ｂの後段には、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９、第２のコモンモードチョーク１０、第２のライン間バイパスコンデンサ１１で構成される第２のノイズフィルタ１２が接続され、第２のノイズフィルタ１２の出力に直流負荷２３が接続される。
【００２９】  四つのスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを交互にオンオフさせ、入力の直流を高周波の交流に変換して、絶縁トランス２１の二次側端子間に電圧が生じ、ダイオードブリッジ２２で整流する。絶縁トランス２１の二次側へ電圧が生じた時、第２のリアクトル８ａ、８ｂにエネルギーが蓄積され、それ以外の期間において、第２のリアクトル８ａ、８ｂに発生する逆起電力によって蓄積されたエネルギーが負荷２３に伝達される。このとき、スイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのオンオフのパルス幅を制御して、出力電流を制御することができる。
【００３０】  第２のリアクトル８ａ、８ｂを含むスイッチング回路は、図３の回路構成に限るものではなく、ハーフブリッジ型やフライバック型などスイッチング素子のスイッチングにより電力変換する他のＤＣ／ＤＣコンバータ回路で構成されるものであっても良い。
【００３１】  このように、スイッチング回路７を構成するスイッチング素子は、２０ｋＨｚ以上とされている高周波のスイッチング周波数にてスイッチング制御を行うため、スイッチング周波数に起因した高いスイッチングノイズを発生する。ノイズには、コモンモードノイズとノーマルモードノイズの二種類のノイズが存在する。コモンモードノイズとは、一般的にグランドとの間の電位差にて発生するノイズであり、ノーマルモードノイズとは、一般的にライン間の電位差にて発生するノイズである。
【００３２】  このとき、双方のラインに同一のインピーダンスを持つ第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂを挿入すると、片方のラインのみに挿入した場合に比べて、コモンモードノイズを低減できる。
【００３３】  第１のリアクトル６ａ、６ｂを例にとると、片方のラインのみに第１のリアクトル６ａ、６ｂを集中させた場合、第１のリアクトル６ａ、６ｂを挿入しているライン側には第１のリアクトル６ａ、６ｂのインピーダンスがあり、一方のリアクトルを挿入していないライン側にはリアクトルによるインピーダンスがなくなる。
【００３４】  これにより、リアクトルを挿入してないライン側では、ライングランド間バイパスコンデンサを介してノイズが直接グランドに流れ込むが、第１のリアクトル６ａ、６ｂを挿入しているライン側では、第１のリアクトル６ａ、６ｂのインピーダンスにより、グランドに流れ込む前に減衰できる。このように、双方のラインのインピーダンスが不平衡となることでコモンモードノイズが発生する。そこで、双方のラインに同一のインピーダンスを有する第１のリアクトル６ａ、６ｂをそれぞれ挿入することで、インピーダンスが平衡化し、コモンモードノイズを低減できる。
【００３５】  さらに、双方のラインに挿入する第１のリアクトル６ａ、６ｂのコアを共有化することで、コイルの巻き方向より、第１のリアクトル６ａ、６ｂで発生する磁束が加わり合い、トータルのノーマルモードのインダクタンスを増やすことができ、第１のリアクトル６ａ、６ｂを小型化できる。
【００３６】  前記では、第１のリアクトル６ａ、６ｂについて説明したが、第２のリアクトル８ａ、８ｂについても同様にコアを共有化することで、第２のリアクトル８ａ、８ｂを小型化できる。
【００３７】  次に、本実施の形態の特徴である、コモンモードノイズの共振周波数をシフトする方法について示す。図４に図１の第１のリアクトル６ａ、６ｂ、第２のリアクトル８ａ、８ｂ、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９で形成されるコモンモードノイズの共振経路を簡単化した等価回路モデルを示す。  図４に示すように、第１のリアクトル６ａ、６ｂのコモンモードインダクタンス値をＬｃｏｍｍｏｎ６、第２のリアクトル８ａ、８ｂのコモンモードインダクタンス値をＬｃｏｍｍｏｎ８、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４の容量をＣ４、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９の容量をＣ９としている。
【００３８】  図４に示す共振経路で形成される共振周波数ｆｒ１は、（４）式で示される。    ｆｒ１＝１／２π√{（Ｌｃｏｍｍｏｎ６＋Ｌｃｏｍｍｏｎ８）（Ｃ４＋Ｃ９）}                                                      ・・・（４）（４）式のｆｒ１と（３）式のｆ２が、ｆｒ１≧ｆ２となるように設定すると、スイッチング周波数の基本波の高調波成分の減衰量が大きい帯域にコモンモードノイズの共振周波数をシフトでき、共振帯域のコモンモードノイズを抑制できる。
【００３９】  コモンモードインダクタンス値Ｌｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８、第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９の容量Ｃ４、Ｃ９を小さくすることで、ｆｒ１≧ｆ２となるように設定できるが、第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９の容量Ｃ４、Ｃ９を小さくするとコモンモードのノイズ低減効果が低減する。一方で、第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂについては、一つのコアを共有化することで、コモンモード電流に対して、コア内の磁束が打消し合うようにできるため、コモンモードのノイズ低減効果を維持しつつ、コモンモードのインダクタンス値を低減することが可能ある。
【００４０】  従って、ｆｒ１≧ｆ２となるようにＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を（５）式のように設定する。    Ｌｃｏｍｍｏｎ６＋Ｌｃｏｍｍｏｎ８＜ｔｒ２／４（Ｃ４＋Ｃ９）・・・（５）
【００４１】  本実施の形態によると、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、Ｌｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を（５）式のように設定することで、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数ｆｒ１をスイッチング周波数の基本波の高調波成分の減衰量が大きい帯域にシフトできるため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現でき、効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。
【００４２】  なお、前記ではリアクトルがスイッチング回路７の入力側と出力側に接続される場合について述べたが、リアクトルがスイッチング回路７の入力側のみにある場合であっても、ｆｒ１≧ｆ２となるように入力側のリアクトルのコモンモードインダクタンス値を設定することで効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。また、リアクトルがスイッチング回路７の出力側のみにある場合であっても、ｆｒ１≧ｆ２となるように出力側のリアクトルのコモンモードインダクタンス値を設定することで効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。
【００４３】  また、図２ではダイオードブリッジ１４の前に第１のリアクトル６ａ、６ｂが接続される構成としたが、第１のリアクトル６ａ、６ｂの前にダイオードブリッジ１４の接続される構成であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】  本実施の形態のライングランド間容量は第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９を用いて説明したが、一対のラインとグランドとの配線パターンによって形成されるライングランド間容量を用いるものであっても良い。
【００４５】実施の形態２．  次に、この発明の実施の形態２に係る電力変換装置について説明する。  実施の形態１では、第１のリアクトル６ａ、６ｂ、第２のリアクトル８ａ、８ｂ、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９で形成されるコモンモードノイズの共振周波数ｆｒ１をｆｒ１≧ｆ２となるように、第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂのコモンモードインダクタンスＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を設定したが、実施の形態２ではコモンモードノイズの共振周波数ｆｒ１が、図６に示す国際規格ＩＥＣ６１０００−６−３(２版；２００６年)で規定される伝導ノイズの限度値が切り替わり、限度値が高くなるｆ４＝５ＭＨｚ以上になるように、第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂのコモンモードインダクタンスＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を設定する。
【００４６】  図６に国際規格ＩＥＣ６１０００−６−３(２版；２００６年)で規定される伝導ノイズの限度値を示す。この種の電力変換装置は他の電子機器の誤動作や機能停止などといった弊害を与えないよう、伝導ノイズを図６に示す限度値以下に抑制する必要がある。図６に示すように、５００ｋＨｚまでは限度値が徐々に減少し、５００ｋＨｚ以上では限度値が一定となり、５ＭＨｚ以上では限度値が高くなる。５ＭＨｚ以上でコモンモードノイズの共振が発生しても限度値は高くなるため、対策部品を設けることなく容易に限度値以下に抑えることができる。
【００４７】  従って、ｆｒ１≧ｆ４となるようにＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を（６）式のように設定する。    Ｌｃｏｍｍｏｎ６＋Ｌｃｏｍｍｏｎ８＜１／{（１０×１０６π）２×（Ｃ４＋Ｃ９）}                                                      ・・・（６）
【００４８】  本実施の形態によると、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、Ｌｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を（６）式のように設定することで、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数ｆｒ１を伝導ノイズの限度値が高くなる５ＭＨｚ以上にシフトできるため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現しつつ、伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。
【００４９】  前記では、リアクトルがスイッチング回路７の入力側と出力側に接続される場合について説明したが、リアクトルがスイッチング回路７の入力側のみにある場合であっても、ｆｒ１≧ｆ４となるように入力側のリアクトルのコモンモードインダクタンス値を設定することで効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。また、リアクトルがスイッチング回路７の出力側のみにある場合であっても、ｆｒ１≧ｆ４となるように出力側のリアクトルのコモンモードインダクタンス値を設定することで効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。
【００５０】  なお、本実施の形態のライングランド間容量は、第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９を用いて説明したが、一対のラインとグランドとの配線パターンによって形成されるライングランド間容量を用いるものであっても良い。
【００５１】  また、本実施の形態ではＩＥＣ６１０００−６−３の伝導ノイズの限度値にて説明したが、ＩＥＣ６１５８１−２１など５ＭＨｚで伝導ノイズの限度値が高くなる規格であっても良い。
【００５２】実施の形態３．  次に、この発明の実施の形態３に係る電力変換装置について説明する。  実施の形態１では、第１のリアクトル６ａ、６ｂ、第２のリアクトル８ａ、８ｂ、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４、第２のライングランド間バイパスコンデンサ９で形成されるコモンモードノイズの共振周波数ｆｒ１をｆｒ１≧ｆ２となるように、また、実施の形態２では、ｆｒ１≧ｆ４となるように第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂのコモンモードインダクタンスＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を設定したが、実施の形態３ではコモンモードノイズの共振周波数ｆｒ１が、図６に示す国際規格ＩＥＣ６１０００−６−３(２版；２００６年)で規定される伝導ノイズの限度値が切り替わり、限度値が一定となるｆ３＝５００ｋＨｚ以上になるように、第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂのコモンモードインダクタンスＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を設定する。
【００５３】  図６に示すように、スイッチング周波数の基本波成分ｆ０の高調波成分の周波数は、−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰する。また、図６に示すように周波数が５００ｋＨｚ以上では伝導ノイズの限度値は一定となる。５００ｋＨｚ以上でコモンモードノイズの共振が発生しても、限度値は一定でありながらｆ０の高調波成分は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰するため、対策部品を設けることなく、容易に限度値以下に抑えることができる。
【００５４】  従って、ｆｒ１≧ｆ３となるようにＬｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を（７）式のように設定する。    Ｌｃｏｍｍｏｎ６＋Ｌｃｏｍｍｏｎ８＜１／{（１０×１０５π）２×（Ｃ４＋Ｃ９）}                                                      ・・・（７）
【００５５】  本実施の形態によると、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、Ｌｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８の値を（７）式のように設定することで、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数ｆｒ１を伝導ノイズの限度値が一定となる５００ｋＨｚ以上にシフトでき、限度値は一定でありながらスイッチング周波数の基本波成分ｆ０の高調波成分は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰するため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現しつつ、伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。
【００５６】  前記では、リアクトルがスイッチング回路の入力側と出力側に接続される場合について説明したが、リアクトルがスイッチング回路７の入力側のみにあり、ライングランド間コンデンサと共振する場合であっても効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。また、リアクトルがスイッチング回路７の出力側のみにあり、ライングランド間コンデンサと共振する場合であっても効果的にコモンモードノイズが抑制可能である。
【００５７】  本実施の形態のライングランド間容量は第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９を用いて説明したが、一対のラインとグランドとの配線パターンによって形成されるライングランド間容量を用いるものであっても良い。
【００５８】  また、本実施の形態ではＩＥＣ６１０００−６−３の伝導ノイズの限度値にて説明したが、ＩＥＣ６１５８１−２１など５００ｋＨｚで伝導ノイズの限度値が一定となる規格であっても良い。
【００５９】  以上、この発明の実施の形態１から３について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。
【図１】
2016027374.tif 000003
【図２】
2016027374.tif 000004
【図３】
2016027374.tif 000005
【図４】
2016027374.tif 000006
【図５】
2016027374.tif 000007
【図６】
2016027374.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月17日(2016.6.17)
【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】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、
半導体スイッチを有するスイッチング回路と、
前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、
を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、
前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ１［Ｆ］、
前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］、
前記半導体スイッチのスイッチ両端の電圧の立ち上がり時間をｔｒ［ｓ］としたとき、
Ｌ１＜ｔｒ２／４Ｃ１
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、
半導体スイッチを有するスイッチング回路と、
前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、
を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、
前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ２［Ｆ］、
前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］としたとき、
Ｌ２＜１／{（１０π×１０６）２×Ｃ２}
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、
半導体スイッチを有するスイッチング回路と、
前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、
を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、
前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ３［Ｆ］、
前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ３［Ｈ］としたとき、
Ｌ３＜１／{（１０π×１０５）２×Ｃ３}
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の入力側に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の出力側に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の入力側と出力側に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変変換器。
【請求項７】
前記ライングランド間バイパスコンデンサは、前記一対のラインと前記グランドとの配線パターン間によって形成される容量であることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
以上より、スイッチング周波数の基本波の高調波成分は、ｆ２以上の周波数になると、減衰量が大きくなることがわかる。昨今のＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング動作の立上がり／立下り時間は、数百ｎｓ程度にあり、この時のｆ２は数ＭＨｚとなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と、一対のラインの双方に挿入するリアクトルとの共振周波数が所定値以上となるように、前記リアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することによって、ノイズフィルタの大型化やコストの増加をさせずに、効果的にスイッチングノイズを抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第１の発明の電力変換装置は、一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、半導体スイッチを有するスイッチング回路と、前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ１［Ｆ］、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］、
前記半導体スイッチのスイッチ両端の電圧の立ち上がり時間をｔｒ［ｓ］としたとき、
Ｌ１＜ｔｒ２／４Ｃ１
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第２の発明の電力変換装置は、一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、半導体スイッチを有するスイッチング回路と、前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ２［Ｆ］、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］としたとき、
Ｌ２＜１／{（１０π×１０６）２×Ｃ２}
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第３の発明の電力変換装置は、一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、半導体スイッチを有するスイッチング回路と、前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ３［Ｆ］、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ３［Ｈ］としたとき、
Ｌ３＜{（１０π×１０５）２×Ｃ３}
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図５に示すように、スイッチング周波数の基本波成分ｆ０の高調波成分の周波数は、−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰する。また、図６に示すように周波数が５００ｋＨｚ以上では伝導ノイズの限度値は一定となる。５００ｋＨｚ以上でコモンモードノイズの共振が発生しても、限度値は一定でありながらｆ０の高調波成分は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰するため、対策部品を設けることなく、容易に限度値以下に抑えることができる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月12日(2016.9.12)
【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】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、
半導体スイッチを有するスイッチング回路と、
前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、
を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、
前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ１［Ｆ］、
前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］、
前記半導体スイッチのスイッチ両端の電圧の立ち上がり時間をｔｒ［ｓ］としたとき、
Ｌ１＜ｔｒ２／４Ｃ１
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、
半導体スイッチを有するスイッチング回路と、
前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、
を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、
前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ２［Ｆ］、
前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］としたとき、
Ｌ２＜１／{（１０π×１０６）２×Ｃ２}
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
一対のラインとグランドとの間に接続されたライングランド間バイパスコンデンサを有するフィルタ回路と、
半導体スイッチを有するスイッチング回路と、
前記フィルタ回路と前記スイッチング回路の間に接続されたリアクトルと、
を有する電力変換装置において、
前記リアクトルは、前記一対のラインの双方に設けた二つのリアクトルであって、前記二つのリアクトルは互いにコアを共有し、
前記ライングランド間バイパスコンデンサの合成容量をＣ３［Ｆ］、
前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値をＬ３［Ｈ］としたとき、
Ｌ３＜１／{（１０π×１０５）２×Ｃ３}
の関係を満たすように、前記二つのリアクトルのコモンモードのインダクタンス値を設定することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の入力側に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の出力側に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記フィルタ回路と前記二つのリアクトルは、前記スイッチング回路の入力側と出力側に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記ライングランド間バイパスコンデンサは、前記一対のラインと前記グランドとの配線パターンによって形成される容量であることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
そこで、従来は、例えば特開２０１１−１９３５９３号公報（特許文献１）にみられるような手法が提案されていた。即ち、特許文献１に提案された手法によれば、電源より流れ込むラインと電源へ戻るラインの双方にリアクトルを挿入することでコモンモードノイズを有効的に低減させ、尚且つ、双方のラインに挿入するリアクトルのコアを共有化することで、双方のリアクトルで発生する磁束が加わり合うため、リアクトルのインダクタンスを増やすことができ、リアクトルを小型化することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
すなわち、特許文献１に提案された技術では、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振については、考慮されておらず、その共振周波数ｆｒは一般的に数百ｋＨｚとなり、ｆｒ＜ｆ２となるので、スイッチング周波数の基本波の高調波成分の減衰量が小さい帯域で、コモンモードのノイズ特性が悪化する。このため、コモンモードチョークなどのノイズ対策部品を別途設けるか、またはコモンモードのノイズ特性を改善する必要があり、ノイズフィルタの大型化やコストアップになる課題があった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第１の発明によれば、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、双方のラインに挿入するリアクトルのコモンモードインダクタンス値を所定値以下に設定することによって、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数をスイッチング周波数の基本波の高調波成分の減衰量が大きい帯域にシフトできるため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第２の発明によれば、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、双方のラインに挿入するリアクトルのコモンモードインダクタンス値を所定値以下に設定することによって、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数を、国際規格ＩＥＣで規定される伝導ノイズの限度値が高くなる５ＭＨｚ以上にシフトできるため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現しつつ、伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第３の発明によれば、一対のラインの双方に同一のインダクタンス値を持つリアクトルを挿入することにより、コモンモードノイズを低減することができるだけでなく、双方のラインに挿入するリアクトルのコモンモードインダクタンス値を所定値以下に設定することによって、ライングランド間バイパスコンデンサの容量と双方のラインに挿入するリアクトルとの共振周波数を、国際規格ＩＥＣで規定される伝導ノイズの限度値が一定となる５００ｋＨｚ以上にシフトでき、限度値は一定でありながらスイッチング周波数の基本波成分ｆ０の高調波成分は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰するため、共振周波数帯域で悪化するノイズ低減のためにコモンモードチョークなどの対策部品を別途設ける必要がないので、ノイズフィルタの小型化や低コスト化を実現しつつ、伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。
この発明の前記以外の目的、特徴、観点および効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の概略構成図である。図１に示すように、実施の形態１に係る電力変換装置は、交流入力電源としての商用交流入力１に接続された要素から、負荷１３に電力を供給する要素までの要素で構成されている。商用交流入力１は第１のライン間バイパスコンデンサ２、第１のコモンモードチョーク３、第１のライングランド間バイパスコンデンサ４で構成される第１のノイズフィルタ５に接続され、第１のノイズフィルタ５の出力の一対のラインに互いにコアを共有する第１のリアクトル６ａ、６ｂが接続される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
コモンモードインダクタンス値Ｌｃｏｍｍｏｎ６、Ｌｃｏｍｍｏｎ８、第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９の容量Ｃ４、Ｃ９を小さくすることで、ｆｒ１≧ｆ２となるように設定できるが、第１および第２のライングランド間バイパスコンデンサ４、９の容量Ｃ４、Ｃ９を小さくするとコモンモードのノイズ低減効果が低減する。一方で、第１のリアクトル６ａ、６ｂおよび第２のリアクトル８ａ、８ｂについては、一つのコアを共有化することで、コモンモード電流に対して、コア内の磁束が打消し合うようにできるため、コモンモードのノイズ低減効果を維持しつつ、コモンモードのインダクタンス値を低減することが可能である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図６に国際規格ＩＥＣ６１０００−６−３(２版；２００６年)で規定される伝導ノイズの限度値を示す。この種の電力変換装置は他の電子機器の誤動作や機能停止などといった弊害を与えないよう、伝導ノイズを図６に示す限度値以下に抑制する必要がある。図６に示すように、５００ｋＨｚまでは限度値が徐々に減少し、５００ｋＨｚ以上では限度値が一定となり、５ＭＨｚ以上では限度値が高くなる。５ＭＨｚ以上でコモンモードノイズの共振が発生しても限度値は高くなるため、対策部品を設けることなく容易に伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図５に示すように、スイッチング周波数の基本波成分ｆ０の高調波成分の周波数は、−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰する。また、図６に示すように周波数が５００ｋＨｚ以上では伝導ノイズの限度値は一定となる。５００ｋＨｚ以上でコモンモードノイズの共振が発生しても、限度値は一定でありながらｆ０の高調波成分は−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅあるいは−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの傾きで減衰するため、対策部品を設けることなく、容易に伝導ノイズを限度値以下に抑えることができる。
【国際調査報告】
2016027374.tif 000009
2016027374.tif 000010
2016027374.tif 000011
2016027374.tif 000012
2016027374.tif 000013
2016027374.tif 000014