(57)【要約】【課題】広い周波数範囲にわたってノイズを抑制でき、且つ小型化が可能なノイズ抑制回路を実現する。【解決手段】ノイズ抑制回路は、第１の位置Ｐ１１において導電線３に挿入された巻線１１ａと、巻線１１ａに結合された巻線１１ｂと、注入信号伝送路１９と、インダクタンス素子１３を備えている。注入信号伝送路１９の一端は第２の位置Ｐ１２において導電線３に接続され、他端は導電線４に接続されている。巻線１１ｂは注入信号伝送路１９の途中に挿入されている。注入信号伝送路１９は、導電線３より検出されるノイズに対応した信号に基づいて生成されノイズを抑制するために導電線３に注入される注入信号を伝送する。インダクタンス素子１３は位置Ｐ１１と位置Ｐ１２の間の位置において導電線３に挿入されている。巻線１１ｂの巻数は巻線１１ａの巻数よりも多くなっている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電線上を伝搬するノイズを抑制するノイズ抑制回路であって、
所定の第１の位置において前記導電線に挿入された第１の巻線と、
前記第１の巻線に結合された第２の巻線と、
前記導電線における前記第１の位置とは異なる第２の位置と前記第２の巻線とを前記導電線とは異なる経路で接続し、前記導電線より検出されるノイズに対応した信号に基づいて生成されノイズを抑制するために前記導電線に注入される注入信号を伝送する注入信号伝送路と、
前記注入信号伝送路に挿入され、前記注入信号を通過させるキャパシタとを備え、
前記第２の巻線の巻数は、前記第１の巻線の巻数よりも多いことを特徴とするノイズ抑制回路。
【請求項２】
前記第２の巻線の巻数を前記第１の巻線の巻数で除した値は、１より大きく、２．０以下であることを特徴とする請求項１記載のノイズ抑制回路。
【請求項３】
更に、前記第１の位置と第２の位置との間において前記導電線に挿入され、前記導電線上を伝搬するノイズの波高値を低減する波高値低減部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のノイズ抑制回路。
【請求項４】
前記ノイズ抑制回路は、２本の導電線によって伝送され、これらの導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズを抑制する回路であって、
前記第１の巻線は、少なくとも一方の導電線に挿入されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のノイズ抑制回路。
【請求項５】
前記ノイズ抑制回路は、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズを抑制する回路であって、
２つの前記第１の巻線が、協働してコモンモードノイズを抑制するように前記２本の導電線のそれぞれに挿入され、
前記第２の巻線は、２つの前記第１の巻線に結合され、
前記注入信号伝送路は、分岐して前記２本の導電線に接続され、
２つの前記キャパシタが、それぞれ前記注入信号伝送路の分岐点と各導電線との間において前記注入信号伝送路に挿入されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のノイズ抑制回路。
【請求項６】
ノイズの減衰量の周波数特性において減衰量がピークとなる周波数は１ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のノイズ抑制回路。
【請求項７】
導電線上を伝搬するノイズを抑制するノイズ抑制回路であって、
所定の第１の位置において前記導電線に挿入された第１の巻線と、
前記第１の巻線に結合された第２の巻線と、
前記導電線における前記第１の位置とは異なる第２の位置と前記第２の巻線とを前記導電線とは異なる経路で接続し、前記導電線より検出されるノイズに対応した信号に基づいて生成されノイズを抑制するために前記導電線に注入される注入信号を伝送する注入信号伝送路と、
前記注入信号伝送路に挿入され、前記注入信号を通過させる第１のキャパシタと、
前記第２の巻線に対して並列に設けられた第２のキャパシタと
を備えたことを特徴とするノイズ抑制回路。
【請求項８】
前記第２のキャパシタのキャパシタンスを前記第１のキャパシタのキャパシタンスで除した値は、０．００１以上、０．５以下であることを特徴とする請求項７記載のノイズ抑制回路。
【請求項９】
更に、前記第１の位置と第２の位置との間において前記導電線に挿入され、前記導電線上を伝搬するノイズの波高値を低減する波高値低減部を備えたことを特徴とする請求項７または８記載のノイズ抑制回路。
【請求項１０】
前記ノイズ抑制回路は、２本の導電線によって伝送され、これらの導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズを抑制する回路であって、
前記第１の巻線は、少なくとも一方の導電線に挿入されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のノイズ抑制回路。
【請求項１１】
前記ノイズ抑制回路は、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズを抑制する回路であって、
２つの前記第１の巻線が、協働してコモンモードノイズを抑制するように前記２本の導電線のそれぞれに挿入され、
前記第２の巻線は、２つの前記第１の巻線に結合され、
前記注入信号伝送路は、分岐して前記２本の導電線に接続され、
２つの前記第１のキャパシタが、それぞれ前記注入信号伝送路の分岐点と各導電線との間において前記注入信号伝送路に挿入されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のノイズ抑制回路。
【請求項１２】
ノイズの減衰量の周波数特性において減衰量がピークとなる周波数は１ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載のノイズ抑制回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電線上を伝搬するノイズを抑制するノイズ抑制回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源、インバータ、照明機器の点灯回路等のパワーエレクトロニクス機器は、電力の変換を行う電力変換回路を有している。電力変換回路は、直流を矩形波の交流に変換するスイッチング回路を有している。そのため、電力変換回路は、スイッチング回路のスイッチング周波数と等しい周波数のリップル電圧や、スイッチング回路のスイッチング動作に伴うノイズを発生させる。このリップル電圧やノイズは他の機器に悪影響を与える。そのため、電力変換回路と他の機器あるいは線路との間には、リップル電圧やノイズを低減する手段を設ける必要がある。
【０００３】
このようなリップル電圧やノイズを低減する手段としては、インダクタンス素子（インダクタ）とキャパシタとを含むフィルタ、いわゆるＬＣフィルタがよく用いられている。ＬＣフィルタには、インダクタンス素子とキャパシタとを１つずつ有するものの他に、Ｔ型フィルタやπ型フィルタ等がある。また、電磁妨害（ＥＭＩ）対策用の一般的なノイズフィルタも、ＬＣフィルタの一種である。一般的なＥＭＩフィルタは、コモンモードチョークコイル、ノーマルモードチョークコイル、Ｘキャパシタ、Ｙキャパシタ等のディスクリート素子を組み合わせて構成されている。
【０００４】
また、最近、家庭内における通信ネットワークを構築する際に用いられる通信技術として電力線通信が有望視され、その開発が進められている。電力線通信では、電力線に高周波信号を重畳して通信を行う。この電力線通信では、電力線に接続された種々の電気・電子機器の動作によって、電力線上にノイズが発生し、このことが、エラーレートの増加等の通信品質の低下を招く。そのため、電力線上のノイズを低減する手段が必要になる。また、電力線通信では、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する必要がある。このような電力線上のノイズを低減したり、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する手段としても、ＬＣフィルタが用いられている。
【０００５】
なお、２本の導電線を伝搬するノイズには、２本の導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズと、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズとがある。
【０００６】
特許文献１には、変圧器を用いたラインフィルタが記載されている。このラインフィルタは、変圧器とフィルタ回路とを備えている。変圧器の２次巻線は、交流電源から負荷に供給する電力を輸送する２本の導電線のうちの一方に挿入されている。フィルタ回路の２つの入力端は交流電源の両端に接続され、フィルタ回路の２つの出力端は変圧器の１次巻線の両端に接続されている。このラインフィルタでは、フィルタ回路によって電源電圧からノイズ成分を抽出し、このノイズ成分を変圧器の１次巻線に供給することによって、変圧器の２次巻線が挿入された導電線上において電源電圧からノイズ成分を差し引くようになっている。このラインフィルタは、ノーマルモードノイズを低減する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１０２７２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＬＣフィルタでは、インダクタンスおよびキャパシタンスで決まる固有の共振周波数を有するため、所望の減衰量を狭い周波数範囲でしか得ることができないという問題点があった。
【０００９】
また、電力輸送用の導電線に挿入されるフィルタには、電力輸送用の電流が流れている状態で所望の特性が得られることと、温度上昇に対する対策が要求される。そのため、このようなフィルタでは、所望の特性を実現するためにはインダクタンス素子が大型化するという問題点があった。
【００１０】
一方、特許文献１に記載されたラインフィルタでは、フィルタ回路のインピーダンスが０であると共に変圧器の結合係数が１であれば、理論的には、ノイズ成分を完全に除去することができる。しかしながら、実際には、フィルタ回路のインピーダンスは、０になることはなく、更に、周波数に応じて変化する。特に、キャパシタによってフィルタ回路を構成した場合には、このキャパシタと変圧器の１次巻線とによって直列共振回路が構成される。そのため、このキャパシタと変圧器の１次巻線とを含む信号の経路のインピーダンスは、直列共振回路の共振周波数近傍の狭い周波数範囲でのみ小さくなる。その結果、このラインフィルタでは、狭い周波数範囲でしかノイズ成分を除去することができない。また、変圧器の結合係数は、実際には１よりも小さくなる。従って、変圧器の１次巻線に供給されたノイズ成分が、完全に電源電圧から差し引かれるわけではない。これらのことから、実際に構成されたラインフィルタでは、広い周波数範囲においてノイズ成分を効果的に除去することができないという問題点がある。
【００１１】
ところで、各国では、電子機器から交流電源線を介して外部へ放出されるノイズ、すなわち雑音端子電圧に関して、種々の規制を設けている場合が多い。例えば、ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員会）の規格では、１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲で雑音端子電圧の規格が設定されている。このような広い周波数範囲においてノイズを低減する場合には、特に、１ＭＨｚ以下の低い周波数の範囲におけるノイズの低減に関して、以下のような問題が発生する。すなわち、１ＭＨｚ以下の低い周波数の範囲では、コイルのインピーダンスの絶対値は、コイルのインダクタンスをＬ、周波数をｆとして、２πｆＬで表わされる。従って、一般に、１ＭＨｚ以下の低い周波数の範囲におけるノイズを低減するには、大きなインダクタンスを有するコイルを含むフィルタが必要になる。その結果、フィルタが大型化する。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、広い周波数範囲にわたってノイズを抑制でき、且つ小型化が可能なノイズ抑制回路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のノイズ抑制回路は、導電線上を伝搬するノイズを抑制する回路であって、
所定の第１の位置において導電線に挿入された第１の巻線と、
第１の巻線に結合された第２の巻線と、
導電線における第１の位置とは異なる第２の位置と第２の巻線とを導電線とは異なる経路で接続し、導電線より検出されるノイズに対応した信号に基づいて生成されノイズを抑制するために導電線に注入される注入信号を伝送する注入信号伝送路と、
注入信号伝送路に挿入され、注入信号を通過させるキャパシタとを備え、
第２の巻線の巻数は、第１の巻線の巻数よりも多いものである。
【００１４】
本発明の第１のノイズ抑制回路では、第１の位置と第２の位置の一方において、導電線よりノイズに対応した信号が検出され、この信号に基づいて注入信号が生成される。この注入信号は、注入信号伝送路を経て、第１の位置と第２の位置の他方において、導電線に注入される。このノイズ抑制回路では、第２の巻線とキャパシタとによって直列共振回路が構成されることから、ノイズの減衰量の周波数特性において減衰量がピークとなる周波数が存在する。このノイズ抑制回路では、第２の巻線の巻数が第１の巻線の巻数よりも多いことから、第２の巻線の巻数が第１の巻線の巻数と等しい場合に比べて、減衰量がピークとなる周波数は低周波数側に移行する。
【００１５】
本発明の第１のノイズ抑制回路において、第２の巻線の巻数を第１の巻線の巻数で除した値は、１より大きく、２．０以下であってもよい。
【００１６】
本発明の第２のノイズ抑制回路は、導電線上を伝搬するノイズを抑制する回路であって、
所定の第１の位置において導電線に挿入された第１の巻線と、
第１の巻線に結合された第２の巻線と、
導電線における第１の位置とは異なる第２の位置と第２の巻線とを導電線とは異なる経路で接続し、導電線より検出されるノイズに対応した信号に基づいて生成されノイズを抑制するために導電線に注入される注入信号を伝送する注入信号伝送路と、
注入信号伝送路に挿入され、注入信号を通過させる第１のキャパシタと、
第２の巻線に対して並列に設けられた第２のキャパシタと
を備えたものである。
【００１７】
本発明の第２のノイズ抑制回路では、第１の位置と第２の位置の一方において、導電線よりノイズに対応した信号が検出され、この信号に基づいて注入信号が生成される。この注入信号は、注入信号伝送路を経て、第１の位置と第２の位置の他方において、導電線に注入される。このノイズ抑制回路では、第２の巻線と第１のキャパシタとによって直列共振回路が構成されることから、ノイズの減衰量の周波数特性において減衰量がピークとなる周波数が存在する。このノイズ抑制回路では、第２の巻線に対して並列に設けられた第２のキャパシタを備えていることから、第２のキャパシタがない場合に比べて、減衰量がピークとなる周波数は低周波数側に移行する。
【００１８】
本発明の第２のノイズ抑制回路において、第２のキャパシタのキャパシタンスを第１のキャパシタのキャパシタンスで除した値は、０．００１以上、０．５以下であってもよい。
【００１９】
本発明の第１または第２のノイズ抑制回路は、更に、第１の位置と第２の位置との間において導電線に挿入され、導電線上を伝搬するノイズの波高値を低減する波高値低減部を備えていてもよい。
【００２０】
また、本発明の第１または第２のノイズ抑制回路は、２本の導電線によって伝送され、これらの導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズを抑制する回路であってもよい。この場合、第１の巻線は、少なくとも一方の導電線に挿入されていてもよい。
【００２１】
また、本発明の第１または第２のノイズ抑制回路は、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズを抑制する回路であってもよい。この場合、２つの第１の巻線が、協働してコモンモードノイズを抑制するように２本の導電線のそれぞれに挿入され、第２の巻線は２つの第１の巻線に結合され、注入信号伝送路は分岐して２本の導電線に接続され、２つのキャパシタ（第１のキャパシタ）がそれぞれ注入信号伝送路の分岐点と各導電線との間において注入信号伝送路に挿入されていてもよい。
【００２２】
また、本発明の第１または第２のノイズ抑制回路において、ノイズの減衰量がピークとなる周波数は１ＭＨｚ以下であってもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
始めに、本発明の各実施の形態で使用するノイズ抑制技術について説明する。各実施の形態では、相殺型ノイズ抑制回路を使用する。図２を参照して、この相殺型ノイズ抑制回路の基本構成と作用について説明する。
【００２４】
図２に示したように、相殺型ノイズ抑制回路は、互いに異なる位置Ａ，Ｂにおいて導電線１０１に接続された２つの検出・注入部１０２，１０３と、２つの検出・注入部１０２，１０３を、導電線１０１とは異なる経路で接続する注入信号伝送路１０４と、導電線１０１において、検出・注入部１０２，１０３の間に設けられた波高値低減部１０５とを備えている。
【００２５】
検出・注入部１０２，１０３は、それぞれ、ノイズに対応する信号の検出またはノイズを抑制するための注入信号の注入を行う。注入信号伝送路１０４は、注入信号を伝送する。波高値低減部１０５は、ノイズの波高値を低減する。検出・注入部１０２は、例えばインダクタンス素子を含んでいる。注入信号伝送路１０４は、例えば、キャパシタからなるハイパスフィルタを含んでいる。また、波高値低減部１０５はインピーダンス素子、例えばインダクタンス素子を含んでいる。
【００２６】
図２に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Ａと位置Ｂの間の位置を除いて、位置Ａよりも位置Ｂに近い位置にある場合には、検出・注入部１０３は、位置Ｂにおいて導電線１０１上のノイズに対応する信号を検出すると共に、この信号に基づいて、導電線１０１上のノイズを抑制するために導電線１０１に注入される注入信号を生成する。この注入信号は、注入信号伝送路１０４を経由して、検出・注入部１０２に送られる。検出・注入部１０２は、導電線１０１上のノイズに対して逆相になるように注入信号を導電線１０１に注入する。これにより、導電線１０１上のノイズが注入信号によって相殺され、導電線１０１において位置Ａからノイズの進行方向の先でノイズが抑制される。なお、本出願において、ノイズとは不必要な信号も含んでいる。
【００２７】
また、図２に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Ａと位置Ｂの間の位置を除いて、位置Ｂよりも位置Ａに近い位置にある場合には、検出・注入部１０２は、位置Ａにおいて導電線１０１上のノイズに対応する信号を検出すると共に、この信号に基づいて、導電線１０１上のノイズを抑制するために導電線１０１に注入される注入信号を生成する。この注入信号は、注入信号伝送路１０４を経由して、検出・注入部１０３に送られる。検出・注入部１０３は、導電線１０１上のノイズに対して逆相になるように注入信号を導電線１０１に注入する。これにより、導電線１０１上のノイズが注入信号によって相殺され、導電線１０１において位置Ｂからノイズの進行方向の先でノイズが抑制される。
【００２８】
また、波高値低減部１０５は、位置Ａと位置Ｂとの間において、導電線１０１を通過するノイズの波高値を低減する。これにより、導電線１０１を経由して伝搬するノイズの波高値と、注入信号伝送路１０４を経由して導電線１０１に注入される注入信号の波高値との差が低減される。
【００２９】
相殺型ノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲においてノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００３０】
なお、相殺型ノイズ抑制回路は、波高値低減部１０５を除いて構成することも可能である。しかし、相殺型ノイズ抑制回路では、波高値低減部１０５を有しない場合に比べて、波高値低減部１０５を有する方が、より広い周波数範囲においてノイズを抑制することが可能になる。
【００３１】
また、後で詳しく説明するが、相殺型ノイズ抑制回路の構成には、ノーマルモードノイズ抑制用の構成と、コモンモードノイズ抑制用の構成とがある。第１および第２の実施の形態ではノーマルモードノイズ抑制用の構成を用い、第３および第４の実施の形態ではコモンモードノイズ抑制用の構成を用いている。
【００３２】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態に係るノイズ抑制回路について説明する。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、２本の導電線によって伝送され、これらの導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモードノイズを抑制する回路である。図１は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。このノイズ抑制回路は、一対の端子１ａ，１ｂと、他の一対の端子２ａ，２ｂと、端子１ａ，２ａ間を接続する導電線３と、端子１ｂ，２ｂ間を接続する導電線４とを備えている。ノイズ抑制回路は、更に、所定の第１の位置Ｐ１１において導電線３に挿入された巻線１１ａと、磁芯１１ｃと、磁芯１１ｃを介して巻線１１ａに結合された巻線１１ｂとを備えている。巻線１１ａ，１１ｂは、共に磁芯１１ｃに巻かれている。
【００３３】
ノイズ抑制回路は、更に、注入信号伝送路１９を備えている。注入信号伝送路１９の一端は、第１の位置Ｐ１１とは異なる位置、具体的には、巻線１１ａと端子１ａとの間の第２の位置Ｐ１２において導電線３に接続されている。注入信号伝送路１９の他端は導電線４に接続されている。巻線１１ｂは、注入信号伝送路１９の途中に挿入されている。従って、注入信号伝送路１９は、導電線３における第２の位置Ｐ１２と巻線１１ｂとを、導電線３とは異なる経路で接続する。後で詳しく説明するが、注入信号伝送路１９は注入信号を伝送する。注入信号は、導電線３より検出されるノーマルモードノイズに対応した信号に基づいて生成され、導電線３に注入される。
【００３４】
ノイズ抑制回路は、更に、注入信号伝送路１９に挿入されたキャパシタ１２を備えている。キャパシタ１２は、注入信号伝送路１９と導電線３との接続点と、巻線１１ｂとの間に配置されている。なお、キャパシタ１２は、注入信号伝送路１９と導電線４との接続点と、巻線１１ｂとの間に配置されていてもよい。キャパシタ１２は、周波数が所定値以上の信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。これにより、キャパシタ１２は、注入信号を選択的に通過させる。
【００３５】
ノイズ抑制回路は、更に、位置Ｐ１１と位置Ｐ１２の間の位置において導電線３に挿入されたインダクタンス素子１３を備えている。
【００３６】
本実施の形態では、巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数よりも多くしている。その理由については、後で詳しく説明する。
【００３７】
図１に示したノイズ抑制回路において、巻線１１ａ，１１ｂおよび磁芯１１ｃは、図２における注入・検出部１０２に対応する。また、巻線１１ａは本発明における第１の巻線に対応し、巻線１１ｂは本発明における第２の巻線に対応する。また、注入信号伝送路１９と導電線３との接続点は、図２における検出・注入部１０３を形成する。また、注入信号伝送路１９は、図２における注入信号伝送路１０４に対応する。また、インダクタンス素子１３は、図２における波高値低減部１０５に対応する。
【００３８】
次に、図１に示したノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、ノーマルモードノイズの発生源が、位置Ｐ１１と位置Ｐ１２の間の位置を除いて、位置Ｐ１１よりも位置Ｐ１２に近い位置にある場合について説明する。この場合には、キャパシタ１２によって、位置Ｐ１２における導電線３上のノーマルモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、キャパシタ１２によって、ノーマルモードノイズに対して逆相となる注入信号が生成される。この注入信号は、注入信号伝送路１９を経由して、巻線１１ｂに供給される。巻線１１ｂは、巻線１１ａを介して、注入信号を導電線３に注入する。これにより、導電線３において位置Ｐ１１からノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。
【００３９】
次に、図１に示したノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Ｐ１１と位置Ｐ１２の間の位置を除いて、位置Ｐ１２よりも位置Ｐ１１に近い位置にある場合について説明する。この場合には、巻線１１ａを介して、巻線１１ｂによって、位置Ｐ１１における導電線３上のノーマルモードノイズに対応した信号が検出され、更に、この信号に基づいて注入信号が生成される。この注入信号は、注入信号伝送路１９およびキャパシタ１２を経て、位置Ｐ１２において導電線３上のノーマルモードノイズに対して逆相になるように注入される。これにより、導電線３において位置Ｐ１２からノーマルモードノイズの進行方向の先でノーマルモードノイズが抑制される。このように、図１に示したノイズ抑制回路のノイズ抑制効果は、ノイズの進行方向によって変わることはない。
【００４０】
図１に示したノイズ抑制回路では、位置Ｐ１１と位置Ｐ１２との間において、導電線３にインダクタンス素子１３を挿入している。これにより、このノイズ抑制回路では、インダクタンス素子１３を経由して伝搬するノーマルモードノイズの波高値と、注入信号伝送路１９を経由して導電線３に注入される注入信号の波高値との差が低減される。その結果、このノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲においてノーマルモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００４１】
次に、図３を参照して、図１に示したノイズ抑制回路の作用について詳しく説明する。図３は、図１に示したノイズ抑制回路に、ノーマルモードノイズ発生源１４と負荷１５とを接続した回路を示す回路図である。ノーマルモードノイズ発生源１４は、端子１ａ，１ｂ間に接続され、端子１ａ，１ｂ間に電位差Ｖｉｎを生じさせる。負荷１５は、端子２ａ，２ｂ間に接続され、インピーダンスＺｏを有している。
【００４２】
図３に示した回路において、巻線１１ｂのインダクタンスをＬ１１とし、巻線１１ａのインダクタンスをＬ１２とし、キャパシタ１２のキャパシタンスをＣ１とし、インダクタンス素子１３のインダクタンスをＬ２１とする。また、キャパシタ１２および巻線１１ｂを通過する電流をｉ１とし、この電流ｉ１の経路のインピーダンスの総和をＺ１とする。また、インダクタンス素子１３および巻線１１ａを通過する電流をｉ２とし、この電流ｉ２の経路のインピーダンスの総和をＺ２とする。
【００４３】
また、巻線１１ａと巻線１１ｂとの間の相互インダクタンスをＭとし、両者の結合係数をＫとする。結合係数Ｋは、以下の式（１）で表わされる。
【００４４】
Ｋ＝Ｍ／√（Ｌ１１・Ｌ１２）    …（１）
【００４５】
上記のインピーダンスの総和Ｚ１，Ｚ２は、それぞれ、以下の式（２），（３）で表わされる。なお、ｊは√（−１）を表わし、ωはノーマルモードノイズの角周波数を表わしている。
【００４６】
Ｚ１＝ｊ（ωＬ１１−１／ωＣ１）    …（２）
Ｚ２＝Ｚｏ＋ｊω（Ｌ１２＋Ｌ２１）  …（３）
【００４７】
また、電位差Ｖｉｎは、以下の式（４），（５）で表わされる。
【００４８】
Ｖｉｎ＝Ｚ１・ｉ１＋ｊωＭ・ｉ２    …（４）
Ｖｉｎ＝Ｚ２・ｉ２＋ｊωＭ・ｉ１    …（５）
【００４９】
以下、式（２）〜（５）に基づいて、電流ｉ１を含まずに、電流ｉ２を表わす式を求める。そのために、まず、式（４）から次の式（６）を導く。
【００５０】
ｉ１＝（Ｖｉｎ−ｊωＭ・ｉ２）／Ｚ１  …（６）
【００５１】
次に、式（６）を式（５）に代入すると、次の式（７）が得られる。
【００５２】
ｉ２＝Ｖｉｎ（Ｚ１−ｊωＭ）／（Ｚ１・Ｚ２＋ω２・Ｍ２）  …（７）
【００５３】
図３に示したノイズ抑制回路によってノーマルモードノイズを抑制することは、式（７）で表わされる電流ｉ２を小さくすることであると言える。式（７）によれば、式（７）の右辺の分母が大きくなれば、電流ｉ２は小さくなる。そこで、式（７）の右辺の分母（Ｚ１・Ｚ２＋ω２・Ｍ２）について考察する。
【００５４】
まず、Ｚ１は、式（２）で表わされるため、巻線１１ｂのインダクタンスＬ１１が大きいほど大きくなると共に、キャパシタ１２のキャパシタンスＣ１が大きいほど大きくなる。
【００５５】
次に、Ｚ２は、式（３）で表わされるため、巻線１１ａのインダクタンスＬ１２とインダクタンス素子１３のインダクタンスＬ２１との和が大きいほど大きくなる。従って、インダクタンスＬ１２とインダクタンスＬ２１の少なくとも一方を大きくすれば、電流ｉ２を小さくすることができる。また、式（７）から、巻線１１ａだけでもノーマルモードノイズを抑制することができるが、インダクタンス素子１３を加えることでノーマルモードノイズをより抑制することができることが分かる。
【００５６】
また、式（７）の右辺の分母にはω２・Ｍ２が含まれていることから、相互インダクタンスＭを大きくすることにより、電流ｉ２を小さくすることができる。式（１）から分かるように結合係数Ｋは相互インダクタンスＭに比例するため、結合係数Ｋを大きくすれば、図３に示したノイズ抑制回路によるノーマルモードノイズの抑制効果が大きくなる。相互インダクタンスＭは、式（７）の右辺の分母中に２乗の形で含まれていることから、結合係数Ｋの値によってノーマルモードノイズの抑制効果は大きく変化する。
【００５７】
なお、ノーマルモードノイズ発生源１４と負荷１５の位置関係が図３に示した構成とは逆の場合にも、上記の説明は当てはまる。
【００５８】
次に、式（７）で表わされる電流ｉ２が極小値を取るときの周波数について考察する。電流ｉ２が極小値を取るのは、式（７）の右辺の分子Ｖｉｎ（Ｚ１−ｊωＭ）が極小値を取るときである。Ｖｉｎ（Ｚ１−ｊωＭ）が極小値を取るときの周波数は、インピーダンスがＺ１−ｊωＭで表わされる直列共振回路の共振周波数ｆｏである。式（７）と式（２）から、共振周波数ｆｏは、以下の式（８）で表される。
【００５９】
ｆｏ＝１／２π√｛（Ｌ１１−Ｍ）Ｃ１｝  …（８）
【００６０】
上記の共振周波数ｆｏは、ノイズ抑制回路におけるノイズの減衰量の周波数特性において減衰量がピーク（極大）となる周波数である。式（８）の右辺に含まれる相互インダクタンスＭを一定の値とした場合には、Ｌ１１を大きくすれば、共振周波数ｆｏを低くすることができる。本実施の形態では、この原理に基づき、巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数よりも多くすることによってＬ１１を大きくして、巻線１１ｂの巻数が巻線１１ａの巻数と等しい場合に比べて、ノイズ抑制回路のノーマルモードノイズに対する減衰量がピークとなる周波数を低周波数側へ移行させている。これにより、特に１ＭＨｚ以下の低い周波数範囲でノーマルモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００６１】
巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数で除した値は、１より大きく、２．０以下であることが好ましい。その理由は、後で説明する。
【００６２】
次に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を、以下のシミュレーションの結果によって具体的に示す。図４は、シミュレーションで想定したシミュレーション回路を示す回路図である。このシミュレーション回路は、図１に示したノイズ抑制回路における端子１ａ，１ｂ間にノーマルモードノイズ発生源１４と抵抗器１６との直列回路を接続し、端子２ａ，２ｂ間に抵抗器１７を接続した構成になっている。
【００６３】
シミュレーションでは、以下の数値を使用した。図４におけるインダクタンス素子１３のインダクタンスは３０μＨとし、巻線１１ａのインダクタンスは３０μＨとした。また、キャパシタ１２のキャパシタンスは０．３３μＦとし、抵抗器１６，１７の抵抗値は共に５０Ωとした。また、巻線１１ｂのインダクタンスは、３０μＨ、３１μＨ、３３μＨ、３６μＨまたは３８μＨとした。巻線１１ｂのインダクタンスが３０μＨの場合は、巻線１１ｂの巻数が巻線１１ａの巻線と等しい場合に相当する。巻線１１ｂのインダクタンスが３１μＨ、３３μＨ、３６μＨまたは３８μＨの場合は、いずれも、巻線１１ｂの巻数が巻線１１ａの巻線よりも多い場合に対応する。巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数で除した値が大きくなるほど、巻線１１ｂのインダクタンスは大きくなる。シミュレーションにおいて、巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数で除した値は、１．０〜２．０の範囲内である。
【００６４】
図５は、シミュレーションによって求めた、シミュレーション回路におけるノーマルモードノイズの減衰量の周波数特性を示す特性図である。なお、図５において、横軸は周波数を表わし、縦軸はゲインを表わしている。ゲインが小さいほど、ノイズの減衰量は大きい。図５において、符号２１〜２５で示した各線は、それぞれ、巻線１１ｂのインダクタンスを３０μＨ、３１μＨ、３３μＨ、３６μＨ、３８μＨとしたときの特性を表している。
【００６５】
図５から、符号２２〜２５で示した各特性では、符号２１で示した特性に比べて、減衰量がピークとなる周波数が低周波数側に移行していることが分かる。また、符号２２〜２５で示した各特性を比較すると、巻線１１ｂのインダクタンスが大きいほど、すなわち巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数で除した値が大きいほど、減衰量がピークとなる周波数が低くなることが分かる。
【００６６】
また、図５から、特に１５０ｋＨｚの周波数における減衰量を比較すると、巻線１１ｂのインダクタンスが大きいほど、すなわち巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数で除した値が大きいほど、減衰量が大きくなることが分かる。例えば、符号２５で示した特性では、符号２１で示した特性に比べて、１５０ｋＨｚの周波数における減衰量が約３５ｄＢ大きくなっている。また、符号２４，２５で示した各特性では、１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲の全域にわたって、減衰量が６０ｄＢを越えている。これにより、種々の規制に適合させることができる。
【００６７】
ここで、本実施の形態において、巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数で除した値（以下、巻数比と言う。）が、１より大きく、２．０以下であることが好ましい理由について説明する。図５に示したシミュレーション結果から、巻数比を１より大きくすることにより、減衰量がピークとなる周波数が低周波数側に移行することが分かる。図５に示した結果では、巻数比がおよそ１．２〜１．３のときに、ノイズに関する規格の対象となる周波数範囲の下限の１５０ｋＨｚで良好な特性が得られている。しかしながら、巻数比を１より大きくした場合には、減衰量がピークとなる周波数よりも高周波数側における減衰量の周波数特性には多少の劣化が認められる。この劣化の程度は、巻数比が大きいほど大きくなる。従って、巻数比は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路が使用される環境におけるノイズの特性に応じて、所望の周波数範囲において効果的にノイズを抑制できるように選択することが望ましく、必要以上に大きくすべきではない。図５に示した結果を見ると、巻数比が１より大きく２．０以下の範囲内であれば、ノイズの特性に応じて、所望の周波数範囲において効果的にノイズを抑制できるように、巻数比を選択することができると考えられる。
【００６８】
図５に示したシミュレーションの結果からも分かるように、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、１５０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの低い周波数の範囲を含む１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚ広い周波数範囲にわたってノーマルモードノイズを抑制することができる。
【００６９】
また、本実施の形態に係るノイズ抑制回路では、共振特性を利用して１ＭＨｚ以下の低い周波数の範囲におけるノイズの減衰量を大きくしている。そのため、本実施の形態によれば、大きなインダクタンスを有するコイルを用いることなく、１ＭＨｚ以下の低い周波数の範囲におけるノーマルモードノイズを効果的に抑制することができる。従って、本実施の形態によれば、ノイズ抑制回路の小型化が可能になる。
【００７０】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図１に示したノイズ抑制回路において、巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数と等しくすると共に、巻線１１ｂに対して並列に設けられたキャパシタ１８を加えた構成になっている。キャパシタ１８の一端は巻線１１ｂの一端に接続され、キャパシタ１８の他端は巻線１１ｂの他端に接続されている。キャパシタ１８は、本発明における第２のキャパシタに対応する。また、本実施の形態において、キャパシタ１２は、本発明における第１のキャパシタに対応する。
【００７１】
本実施の形態では、巻線１１ｂに対して並列にキャパシタ１８を設けることにより、第１の実施の形態のように巻線１１ｂの巻数を巻線１１ａの巻数よりも多くすることと同等の効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態によれば、キャパシタ１８を設けない場合に比べて、ノイズ抑制回路のノーマルモードノイズに対する減衰量がピークとなる周波数を低周波数側へ移行させて、特に１ＭＨｚ以下の低い周波数範囲でノーマルモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００７２】
また、本実施の形態において、キャパシタ１８のキャパシタンスをキャパシタ１２のキャパシタンスで除した値は、０．００１以上、０．５以下であることが好ましい。その理由は、後で説明する。
【００７３】
次に、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を、以下のシミュレーションの結果によって具体的に示す。図７は、シミュレーションで想定したシミュレーション回路の構成を示す回路図である。このシミュレーション回路は、図６に示したノイズ抑制回路における端子１ａ，１ｂ間にノーマルモードノイズ発生源１４と抵抗器１６との直列回路を接続し、端子２ａ，２ｂ間に抵抗器１７を接続した構成になっている。また、シミュレーションでは、図７に示した回路からキャパシタ１８を除いた回路についても想定した。
【００７４】
シミュレーションでは、以下の数値を使用した。図７におけるインダクタンス素子１３のインダクタンスは３０μＨとし、巻線１１ａ，１１ｂのインダクタンスは共に３０μＨとした。また、キャパシタ１２のキャパシタンスは０．３３μＦとし、抵抗器１６，１７の抵抗値は共に５０Ωとした。また、キャパシタ１８のキャパシタンスは、０．００１μＦ、０．０１μＦ、０．０２２μＦまたは０．０３３μＦとした。シミュレーションにおいて、キャパシタ１８のキャパシタンスをキャパシタ１２のキャパシタンスで除した値は、０．００１〜０．５の範囲内である。
【００７５】
図８は、シミュレーションによって求めた、シミュレーション回路におけるノーマルモードノイズの減衰量の周波数特性を示す特性図である。なお、図８において、横軸は周波数を表わし、縦軸はゲインを表わしている。ゲインが小さいほど、ノイズの減衰量は大きい。図８において、符号２１で示した線は、図７に示した回路からキャパシタ１８を除いた回路の特性を表わしている。この特性は、図５において符号２１で示した特性と同じである。また、図８において、符号２６〜２９で示した各線は、それぞれ、キャパシタ１８のキャパシタンスを０．００１μＦ、０．０１μＦ、０．０２２μＦ、０．０３３μＦとしたときの特性を表している。
【００７６】
図８から、符号２６〜２９で示した各特性では、符号２１で示した特性に比べて、減衰量がピークとなる周波数が低周波数側に移行していることが分かる。また、符号２６〜２９で示した各特性を比較すると、キャパシタ１８のキャパシタンスが大きいほど、すなわちキャパシタ１８のキャパシタンスをキャパシタ１２のキャパシタンスで除した値が大きいほど、減衰量がピークとなる周波数が低くなることが分かる。
【００７７】
また、図８から、特に１５０ｋＨｚの周波数における減衰量を比較すると、キャパシタ１８のキャパシタンスが大きいほど、すなわちキャパシタ１８のキャパシタンスをキャパシタ１２のキャパシタンスで除した値が大きいほど、減衰量が大きくなることが分かる。例えば、符号２９で示した特性では、符号２１で示した特性に比べて、１５０ｋＨｚの周波数における減衰量が約３５ｄＢ大きくなっている。また、符号２８，２９で示した各特性では、１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲の全域にわたって、減衰量が６０ｄＢを越えている。これにより、種々の規制に適合させることができる。
【００７８】
ここで、本実施の形態において、キャパシタ１８のキャパシタンスをキャパシタ１２のキャパシタンスで除した値（以下、容量比と言う。）は、０．００１以上、０．５以下であることが好ましい理由について説明する。図８に示したシミュレーション結果から、キャパシタ１８を設けることにより、減衰量がピークとなる周波数が低周波数側に移行することが分かる。図８に示した結果では、容量比が０．１のときに、ノイズに関する規格の対象となる周波数範囲の下限の１５０ｋＨｚで良好な特性が得られている。しかしながら、キャパシタ１８を設けた場合には、減衰量がピークとなる周波数よりも高周波数側における減衰量の周波数特性には多少の劣化が認められる。この劣化の程度は、容量比が大きいほど大きくなる。従って、容量比は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路が使用される環境におけるノイズの特性に応じて、所望の周波数範囲において効果的にノイズを抑制できるように選択することが望ましく、必要以上に大きくすべきではない。また、図８に示した結果から、容量比が０．００３の場合でも、キャパシタ１８がない場合に対して、減衰量がピークとなる周波数を低周波数側に移行させることができることが分かる。図８に示した結果を見ると、容量比が０．００１以上、０．５以下の範囲内であれば、ノイズの特性に応じて、所望の周波数範囲において効果的にノイズを抑制できるように、容量比を選択することができると考えられる。
【００７９】
図８に示したシミュレーションの結果からも分かるように、本実施の形態に係るノイズ抑制回路によれば、１５０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの低い周波数の範囲を含む１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚ広い周波数範囲にわたってノーマルモードノイズを抑制することができる。
【００８０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００８１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係るノイズ抑制回路について説明する。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズを抑制する回路である。図９は、本実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。このノイズ抑制回路は、一対の端子１ａ，１ｂと、他の一対の端子２ａ，２ｂと、端子１ａ，２ａ間を接続する導電線３と、端子１ｂ，２ｂ間を接続する導電線４とを備えている。ノイズ抑制回路は、更に、所定の第１の位置Ｐ３１ａにおいて、導電線３に挿入された巻線３１ａと、磁芯３１ｄと、位置Ｐ３１ａに対応する位置Ｐ３１ｂにおいて導電線４に挿入されると共に磁芯３１ｄを介して巻線３１ａに結合され、巻線３１ａと協働してコモンモードノイズを抑制する巻線３１ｂと、磁芯３１ｄを介して巻線３１ａ，３１ｂに結合された巻線３１ｃとを備えている。巻線３１ａ，３１ｂおよび磁芯３１ｄは、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線３１ａ，３１ｂは、巻線３１ａ，３１ｂにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線３１ａ，３１ｂを流れる電流によって磁芯３１ｄに誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯３１ｄに巻かれている。これにより、巻線３１ａ，３１ｂは、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。
【００８２】
ノイズ抑制回路は、更に、注入信号伝送路３９を備えている。注入信号伝送路３９の一端側は分岐して導電線３，４に接続されている。以下、注入信号伝送路３９のうち、分岐点から導電線３までの部分を伝送路３９ａとし、分岐点から導電線４までの部分を伝送路３９ｂとし、残りの部分を伝送路３９ｃとする。伝送路３９ａにおける分岐点とは反対側の端部は、第１の位置Ｐ３１ａとは異なる位置、具体的には、巻線３１ａと端子１ａとの間の第２の位置Ｐ３２ａにおいて導電線３に接続されている。伝送路３９ｂにおける分岐点とは反対側の端部は、第２の位置Ｐ３２ａに対応する位置Ｐ３２ｂおいて導電線４に接続されている。また、伝送路３９ｃにおける分岐点とは反対側の端部は接地されている。
【００８３】
巻線３１ｃは、伝送路３９ｃの途中に挿入されている。従って、注入信号伝送路３９は、導電線３における位置Ｐ３２ａおよび導電線４における位置Ｐ３２ｂと巻線３１ｃとを、導電線３，４とは異なる経路で接続する。後で詳しく説明するが、注入信号伝送路３９は注入信号を伝送する。注入信号は、導電線３，４より検出されるコモンモードノイズに対応した信号に基づいて生成され、導電線３，４に注入される。
【００８４】
ノイズ抑制回路は、更に、伝送路３９ａの途中に挿入されたキャパシタ３２ａと、伝送路３９ｂの途中に挿入されたキャパシタ３２ｂとを備えている。キャパシタ３２ａ，３２ｂは、周波数が所定値以上の信号を通過させるハイパスフィルタとして機能する。
【００８５】
ノイズ抑制回路は、更に、位置Ｐ３１ａと位置Ｐ３２ａの間の位置Ｐ３３ａにおいて導電線３に挿入された巻線３３ａと、磁芯３３ｃと、位置Ｐ３３ａに対応する位置Ｐ３３ｂにおいて導電線４に挿入されると共に磁芯３３ｃを介して巻線３３ａに結合され、巻線３３ａと協働してコモンモードノイズを抑制する巻線３３ｂとを備えている。巻線３３ａ，３３ｂおよび磁芯３３ｃは、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線３３ａ，３３ｂは、巻線３３ａ，３３ｂにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線３３ａ，３３ｂを流れる電流によって磁芯３３ｃに誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯３３ｃに巻かれている。これにより、巻線３３ａ，３３ｂは、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。
【００８６】
本実施の形態では、巻線３１ａの巻数と巻線３１ｂの巻数とを等しくし、巻線３１ｃの巻数を巻線３１ａ，３１ｂの巻数よりも多くしている。
【００８７】
図９に示したノイズ抑制回路において、巻線３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび磁芯３１ｄは、図２における注入・検出部１０２に対応する。また、巻線３１ａ，３１ｂは本発明における第１の巻線に対応し、巻線３１ｃは本発明における第２の巻線に対応する。また、伝送路３９ａと導電線３との接続点および伝送路３９ｂと導電線４との接続点は、図２における検出・注入部１０３を形成する。また、注入信号伝送路３９は、図２における注入信号伝送路１０４に対応する。また、巻線３３ａ，３３ｂおよび磁芯３３ｃからなるコモンモードチョークコイルは、図２における波高値低減部１０５に対応する。
【００８８】
次に、図９に示したノイズ抑制回路の作用について説明する。まず、コモンモードノイズの発生源が、位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂと位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂの間の位置を除いて、位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂよりも位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂに近い位置にある場合について説明する。この場合には、キャパシタ３２ａ，３２ｂによって、位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂにおける導電線３，４上のコモンモードノイズに対応する信号が検出され、更に、この信号に基づいて、キャパシタ３２ａ，３２ｂによって、コモンモードノイズに対して逆相となる注入信号が生成される。この注入信号は、注入信号伝送路３９を経由して、巻線３１ｃに供給される。巻線３１ｃは、巻線３１ａ，３１ｂを介して、注入信号を導電線３，４に注入する。これにより、導電線３，４において位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。
【００８９】
また、図９に示した相殺型ノイズ抑制回路において、ノイズの発生源が、位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂと位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂの間の位置を除いて、位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂよりも位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂに近い位置にある場合について説明する。この場合には、巻線３１ａ，３１ｂを介して巻線３１ｃによって、位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂにおける導電線３，４上のコモンモードノイズに対応した信号が検出され、更に、この信号に基づいて注入信号が生成される。この注入信号は、注入信号伝送路３９およびキャパシタ３２ａ，３２ｂを経て、位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂにおいて、導電線３，４上のコモンモードノイズに対して逆相になるように注入される。これにより、導電線３，４において位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂからコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。このように、図９に示したノイズ抑制回路のノイズ抑制効果は、ノイズの進行方向によって変わることはない。
【００９０】
図９に示したノイズ抑制回路において、導電線３上のノイズに関する作用と、導電線４上のノイズに関する作用とに分けて考えると、図３に示したノイズ抑制回路の作用についての詳細な説明は、図９に示したノイズ抑制回路についても当てはまる。
【００９１】
図９に示したノイズ抑制回路では、位置Ｐ３１ａ，Ｐ３１ｂと位置Ｐ３２ａ，Ｐ３２ｂとの間において、導電線３，４にコモンモードチョークコイルを挿入している。これにより、このノイズ抑制回路では、コモンモードチョークコイルを経由して伝搬するコモンモードノイズの波高値と、注入信号伝送路３９を経由して導電線３，４に注入される注入信号の波高値との差が低減される。その結果、このノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲においてコモンモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００９２】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、巻線３１ｃの巻数を巻線３１ａ，３１ｂの巻数よりも多くすることにより、巻線３１ｃの巻数が巻線３１ａ，３１ｂの巻数と等しい場合に比べて、ノイズ抑制回路のコモンモードノイズに対する減衰量がピークとなる周波数を低周波数側へ移行させている。これにより、特に１ＭＨｚ以下の低い周波数範囲でコモンモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００９３】
巻線３１ｃの巻数を巻線３１ａ，３１ｂの巻数で除した値は、１より大きく、２．０以下であることが好ましい。その理由は第１の実施の形態と同様である。
【００９４】
なお、式（８）で示される共振周波数ｆｏは、キャパシタンスＣ１を大きくすることによっても、低周波数側に移行させることができる。しかし、図９に示したようなコモンモードノイズ抑制用のノイズ抑制回路では、キャパシタ３２ａ，３２ｂのキャパシタンスを大きくすることは、漏洩電流が大きくなるので得策ではない。
【００９５】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００９６】
［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。本実施の形態に係るノイズ抑制回路は、図９に示したノイズ抑制回路において、巻線３１ｃの巻数を巻線３１ａ，３１ｂの巻数と等しくすると共に、巻線３１ｃに対して並列に設けられたキャパシタ３４を加えた構成になっている。キャパシタ３４の一端は巻線３１ｃの一端に接続され、キャパシタ３４の他端は巻線３１ｃの他端に接続されている。キャパシタ３４は、本発明における第２のキャパシタに対応する。また、本実施の形態において、キャパシタ３２ａ，３２ｂは、本発明における第１のキャパシタに対応する。
【００９７】
本実施の形態では、巻線３１ｃに対して並列にキャパシタ３４を設けることにより、第３の実施の形態のように巻線３１ｃの巻数を巻線３１ａ，３１ｂの巻数よりも多くすることと同等の効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態によれば、キャパシタ３４を設けない場合に比べて、ノイズ抑制回路のコモンモードノイズに対する減衰量がピークとなる周波数を低周波数側へ移行させて、特に１ＭＨｚ以下の低い周波数範囲でコモンモードノイズを効果的に抑制することが可能になる。
【００９８】
また、本実施の形態において、キャパシタ３４のキャパシタンスをキャパシタ３２ａ，３２ｂのキャパシタンスで除した値は、０．００１以上、０．５以下であることが好ましい。その理由は、第２の実施の形態と同様である。
【００９９】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第３の実施の形態と同様である。
【０１００】
次に、本発明の第３および第４の実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を、以下のシミュレーションの結果によって具体的に示す。図１１は、第３の実施の形態に対応するようにシミュレーションで想定したシミュレーション回路の構成を示す回路図である。このシミュレーション回路は、図９に示したノイズ抑制回路のうち、導電線３を通過する信号の抑制に関わる部分のみからなるものである。図１１に示したシミュレーション回路は、端子１ａ，２ａと、端子１ａ，２ａ間を接続する導電線３と、巻線３１ａと、巻線３１ｃと、磁芯３１ｄと、キャパシタ３２ａと、巻線３３ａとを備えている。シミュレーション回路は、更に、コモンモードノイズ発生源３５と、抵抗器３６と、抵抗器３７とを備えている。コモンモードノイズ発生源３５の一端は抵抗器３６の一端に接続され、コモンモードノイズ発生源３５の他端はグランドＧＮＤに接続されている。抵抗３６の他端は、端子１ａに接続されている。抵抗器３７の一端は端子２ａに接続され、抵抗器３７の他端はグランドＧＮＤに接続されている。このシミュレーション回路では、巻線３１ｃの巻数は、巻線３１ａの巻数と等しいか、あるいは巻線３１ａの巻数よりも多くなっている。
【０１０１】
図１２は、第４の実施の形態に対応するようにシミュレーションで想定したシミュレーション回路の構成を示す回路である。このシミュレーション回路は、図１１に示したシミュレーション回路において、巻線３１ｃの巻数を巻線３１ａの巻数と等しくすると共に、巻線３１ｃに対して並列に設けられたキャパシタ３４を加えた構成になっている。
【０１０２】
シミュレーションでは、以下の数値を使用した。図１１および図１２における巻線３１ａ，３３ａのインダクタンスは共に２ｍＨとした。また、抵抗器３６，３７の抵抗値は共に５０Ωとした。また、キャパシタ３２ａのキャパシタンスは４４００ｐＦとした。また、図１１における巻線３１ｃのインダクタンスは２ｍＨまたは２．４ｍＨとした。巻線３１ｃのインダクタンスが２ｍＨの場合は、巻線３１ｃの巻数が巻線３１ａの巻数と等しい場合に対応する。巻線３１ｃのインダクタンスが２．４ｍＨの場合は、巻線３１ｃの巻数が巻線３１ａの巻数よりも多い場合に対応する。図１２における巻線３１ｃのインダクタンスは２ｍＨとした。図１２におけるキャパシタ３４のキャパシタンスは４７０ｐＦとした。
【０１０３】
図１３は、シミュレーションによって求めた、シミュレーション回路におけるコモンモードノイズの減衰量の周波数特性を示す特性図である。なお、図１３において、横軸は周波数を表わし、縦軸はゲインを表わしている。ゲインが小さいほど、ノイズの減衰量は大きい。図１３において、符号４１で示した線は、図１１に示したシミュレーション回路において巻線３１ａのインダクタンスが２ｍＨの場合の特性を表わしている。また、符号４２で示した線は、図１１に示したシミュレーション回路において巻線３１ｃのインダクタンスが２．４ｍＨの場合の特性を表わしている。また、符号４３で示した線は、図１２に示したシミュレーション回路の特性を表わしている。
【０１０４】
図１３から、符号４２，４３で示した各特性では、符号４１で示した特性に比べて、減衰量がピークとなる周波数が低周波数側に移行していることが分かる。なお、符号４１で示した特性におけるピークは、図１３に示した範囲の外に存在している。符号４２で示した特性と符号４３で示した特性は、およそ１５０ｋＨｚ〜５ＭＨｚの周波数範囲においてほぼ同様になっている。符号４２，４３で示した各特性では、符号４１で示した特性に比べて、１５０ｋＨｚの周波数における減衰量が約２０ｄＢ大きくなっている。また、符号４２，４３で示した各特性では、１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲の全域にわたって、減衰量が６０ｄＢを越えている。これにより、種々の規制に適合させることができる。
【０１０５】
以上の説明は、図９，１０に示した本発明の第３および第４の実施の形態に係るノイズ抑制回路のうち、導電線４を通過する信号の抑制に関わる部分についても同様に当てはまる。
【０１０６】
なお、上記各実施の形態に係るノイズ抑制回路は、電力変換回路が発生するリップル電圧やノイズを低減する手段や、電力線通信において電力線上のノイズを低減したり、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する手段として利用することができる。
【０１０７】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明では、第２の巻線の巻数を第１の巻線の巻数よりも多くすると共に、第２の巻線に対して並列に第２のキャパシタを設けてもよい。
【０１０８】
また、第１および第２の実施の形態では、巻線１１ａとインダクタンス素子１３を導電線３にのみ挿入しているが、これらの同様の巻線およびインダクタンス素子を導電線４にも挿入してもよい。この場合には、以下のような構成とすればよい。すなわち、巻線１１ａ，１１ｂ、磁芯１１ｃおよびインダクタンス素子１３と同様の構成要素を導電線４側にも設ける。また、導電線３における位置Ｐ１２と、これに対応する導電線４における位置とを接続するように注入信号伝送路１９を設ける。そして、注入信号伝送路１９の途中に、巻線１１ｂおよびこれに対応する導電線４側の巻線を、直列に挿入する。また、キャパシタ１２を注入信号伝送路１９の途中に挿入する。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のノイズ抑制回路によれば、広い周波数範囲にわたってノイズを抑制でき、且つノイズ抑制回路の小型化が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である
【図２】相殺型ノイズ抑制回路の基本構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示したノイズ抑制回路の作用について説明するための回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を示すためのシミュレーションで想定したシミュレーション回路を示す回路図である。
【図５】図４に示したシミュレーション回路におけるノーマルモードノイズの減衰量の周波数特性を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を示すためのシミュレーションで想定したシミュレーション回路を示す回路図である。
【図８】図７に示したシミュレーション回路におけるノーマルモードノイズの減衰量の周波数特性を示す特性図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係るノイズ抑制回路の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を示すためのシミュレーションで想定したシミュレーション回路を示す回路図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係るノイズ抑制回路の効果を示すためのシミュレーションで想定したシミュレーション回路を示す回路図である。
【図１３】図１１および図１２に示した各シミュレーション回路におけるコモンモードノイズの減衰量の周波数特性を示す特性図である。
【符号の説明】
３，４…導電線、１１ａ，１１ｂ…巻線、１２…キャパシタ、１３…インダクタンス素子、１９…注入信号伝送路。
【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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