(57)【要約】【課題】  インバータ回路から発生するコモンモードノイズが抑制されたインバータ回路を備えた電気装置を提供する。【解決手段】  インバータ回路を備えた電気装置に、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、入力側の各相コイルは電気装置の入力回路に直列接続され、出力側の各相コイルは、インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、入力側の各相コイルによる磁界の方向とは逆方向の磁界となる方向に接続し、電気装置の入力回路と出力回路に直列接続された逆相コモンモードチョークを配置したものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から入力された交流電圧をスイッチング素子により直流に変換し、変換した直流をスイッチング素子で所望の周波数および電圧の交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電気装置において、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、上記入力側の各相コイルは上記電気装置の入力回路に直列接続され、上記出力側の各相コイルは、上記インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、上記入力側の各相コイルによる磁界の方向とは逆方向の磁界となる方向として上記電気装置の出力回路に直列接続された逆相コモンモードチョークが配置されていることを特徴とするインバータ回路を備えた電気装置。
【請求項２】
交流電源から入力された交流電圧をスイッチング素子により直流に変換し、変換した直流をスイッチング素子で所望の周波数および電圧の交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電気装置において、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、上記入力側の各相コイルは上記電気装置の入力回路に直列接続され、上記出力側の各相コイルは、上記インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、上記入力側の各相コイルによる磁界の方向とは逆方向の磁界となる方向として上記電気装置の出力回路に直列接続された逆相コモンモードチョークと、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、上記入力側の各相コイルは上記電気装置の入力回路に直列接続され、上記出力側の各相コイルは、上記インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、上記入力側の各相コイルによる磁界の方向と同一方向の磁界となる方向として上記電気装置の出力回路に直列接続された同相コモンモードチョークとが配置されていることを特徴とするインバータ回路を備えた電気装置。
【請求項３】
交流電源から入力された交流電圧をスイッチング素子により直流に変換し、変換した直流をスイッチング素子で所望の周波数および電圧の交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電気装置において、上記インバータ回路の交流電源に接続される入力回路には、共通の磁気回路に各相のコイルが互いに絶縁されて巻回され、入力回路に直列に接続されたコモンモードチョークと、上記入力回路の各相の相間および対地間に配置されたコンデンサとからなる電源フィルタ回路が接続され、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、上記入力側の各相コイルは、上記電気装置の入力回路の上記インバータ回路と上記フィルタ回路との間に直列接続され、上記出力側の各相コイルは、上記インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、上記入力側の各相コイルによる磁界の方向とは逆方向の磁界となる方向として上記電気装置の出力回路に直列接続された逆相コモンモードチョークが配置されていることを特徴とするインバータ回路を備えた電気装置。
【請求項４】
上記電源フィルタ回路および上記逆相コモンモードチョークは、一体に形成してノイズフィルタとしてブロック化したことを特徴とする請求項３記載のインバータ回路を備えた電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はインバータ装置や無停電電源装置などのインバータ回路を備えた電気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交流電源から入力された交流電圧をスイッチング素子により直流に変換し、変換した直流をスイッチング素子で所望の周波数、電圧の交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電気装置においては、スイッチング素子（ＩＧＢＴなど）の動作に伴い、伝導性ノイズ、放射性ノイズが発生するものであり、このノイズが他の機器への障害とならないようにノイズフィルタが搭載されている。
インバータ回路を備えた電気装置にノイズフィルタを搭載した例として、例えば特許文献１に示されたものがある。
特許文献１は、交流電圧をスイッチング素子により直流に変換する整流器と、変換した直流をスイッチング素子により所望の周波数・電圧の交流電圧に変換する逆変換器と、直流部分に蓄電池が接続された無停電電源装置に関するものであり、共通の磁気回路に互いに絶縁された二つのコイルが巻回され、一方のコイルが交流電源から無停電電源装置に入力される入力回路に直列接続され、他方のコイルが逆変換器から負荷に出力される出力回路に、インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、上記入力回路に直列接続された一方のコイルが作る磁界の方向と同一方向になるように接続されたコモンモードチョークが入力回路と出力回路に跨って配置された構成である。
【０００３】
このようにコモンモードチョークを入力回路および出力回路に跨って配置して直列接続すると、無停電電源装置の内部で対アース間に発生したノイズは、コモンモードチョークによって、入力側および出力側のコイルが互いに反対側のコイルにノイズ電流に対応する逆位相の電圧を発生させて相殺し、外部に漏洩することが抑制されるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９８７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のインバータ回路を備えた電気装置である無停電電源装置では、入力回路および出力回路に跨って共通の磁気回路を持つコモンモードチョークを直列接続したことにより、インバータ回路から見て外部に漏洩するノイズが抑制される効果を有するものであるが、インバータ回路→負荷→接地部→交流電源→インバータ回路というようなループモードのノイズに対しては入力回路と出力回路には同相のノイズ電圧となるので、抑制できないという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、インバータ回路から発生する伝導性、放射性ノイズの主要因となっているのは「インバータ回路→負荷→接地部→交流電源→インバータ回路」のループモードのコモンモード電流であり、このコモンモード電流の抑制が少ないコア数で実現できるインバータ回路を備えた電気装置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】
【０００７】
この発明に係るインバータ回路を備えた電気装置は、交流電圧をスイッチング素子により直流に変換し、変換した直流をスイッチング素子で所望の周波数および電圧の交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電気装置であって、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、入力側の各相コイルは電気装置の入力回路に直列接続され、出力側の各相コイルは、インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、入力側の各相コイルによる磁界の方向とは逆方向の磁界となる方向として電気装置の出力回路に直列接続された逆相コモンモードチョークが配置されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、インバータ回路から発生する伝導性、放射性ノイズの主要因となっている「インバータ回路→負荷→接地部→交流電源→インバータ回路」のループモードのコモンモード電流が抑制され、入力回路および出力回路に個別にチョークやコンデンサを設けて抑制する構成に比較して少ないコア数でループモードが抑制され、ループモードノイズの減衰効果が得られるインバータ回路を備えた電気装置が安価に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１の交流電圧を所望の周波数、電圧の交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電気装置の構成を示すブロック図である。
この構成は、交流電圧を直流に変換し、変換された直流を所望の周波数、電圧の交流電圧に変換するインバータ回路１と、交流電源３から交流電圧をインバータ回路１に入力する入力回路２と、インバータ回路１から負荷５に所望の周波数，電圧の交流電圧を負荷５に出力する出力回路４と、共通の磁気回路に入力側の各相コイルと、出力側の各相コイルが互いに絶縁されて巻回され、入力側各相コイルと出力側各相コイルは、インバータ回路から出力する方向のノイズ電流に対して、互いに逆方向の磁界を発生するように接続された逆相コモンモードチョーク６とを備えたものである。
【００１０】
このようにインバータ回路を備えた電気装置を構成すると、インバータ回路１で発生するコモンモードノイズは、出力回路４を通って負荷５に流れ込み、負荷５と対接地部間のインピーダンスを介して接地部に流れ込む。接地部に流れ込んだコモンモードノイズは入力回路２の対接地部間のインピーダンスを介して入力回路２に流れ込み、ノイズの発生元であるインバータ回路に帰還する。即ち、「インバータ回路→負荷→接地部→交流電源→インバータ回路」のループモードの経路で伝播する。
逆相コモンモードチョーク６は入力側コイルと出力側コイルは、逆相に巻回されているので、「インバータ回路→負荷→接地部→交流電源→インバータ回路」のループモードのコモンモードノイズに対して抑制効果がある。
【００１１】
入力回路と出力回路に跨って逆相コモンモードを直列配置したことにより、ループモードのコモンモードノイズを抑制するために、入力回路、出力回路のそれぞれにチョ−クを配置して対策する場合よりも、チョークの数が少なくなり電気装置として安価に構成できる。
【００１２】
実施の形態２．
実施の形態２の構成を図２に示す。実施の形態２は、実施の形態１の逆相コモンモードチョーク６を備えた構成に、同相コモンモードチョークを付加したものである。
図２構成のインバータ回路１、入力回路２、交流電源３、出力回路４、負荷５は実施の形態１の図１と同一であり、これに入力回路２と出力回路に跨って同相コモンモードチョーク７を付加したものである。
【００１３】
インバータ回路１から発生するコモンモードノイズは、実施の形態１で説明したループモードのコモンモードノイズの他に、インバータ回路１から見て入力回路２と出力回路４に同相で発生するダイポール（共振）モードのコモンモードノイズも発生する。
同相コモンモードチョ−ク７は共通の磁気回路に入力側の各相コイルと出力側の各相コイルとが互いに絶縁されて巻回され、入力側の各相コイルは電気装置の入力回路２に直列接続され、出力側の各相コイルは、入力側の各相コイルによる磁界の方向とは同一方向の磁界となる方向として電気装置の出力回路４に直列接続されたものである。
【００１４】
このように入力回路２と出力回路４に跨って逆相コモンモードチョーク６と同相コモンモードチョーク７を直列接続した構成にすると、実施の形態１で説明したコモンモードノイズと、インバータ回路１から見て、入力回路２と出力回路４に同相で伝播するダイポールモードのコモンモードノイズも抑制できる構成となる。
【００１５】
実施の形態３．
実施の形態３のインバータ回路を備えた電気装置のブロック図を図３に示す。図３の構成は、インバータ回路１の入力回路２に電源ノイズフィルタと、入力回路２と出力回路４に跨って逆相コモンモードチョーク６を設けたものである。図４は三相回路用の電源ノイズフィルタと逆相コモンモードチョーク６を一体にしてブロック化した場合のノイズフィルタ８の詳細構成図である。このノイズフィルタ８は図３に内蔵した構成としても、ブロック化して外付けする構成のいずれでもよい。
図４の構成は、図３の入力回路２のインバータ回路１側に接続される入力回路２１と、交流電源３側に接続される電源入力回路２２の間に、コモンモードチョーク２３と逆相コモンモードチョ−ク６の入力側コイルを直列接続し、電源入力回路２２の相間にコンデンサ２４、コモンモードチョーク２３と逆相コモンモードチョーク６の間の相間にコンデンサ２５および各相の対地間にコンデンサ２６を接続して電源ノイズフィルタを構成し、インバータ回路１の入力側には電源入力回路２１により接続される。
インバータ１の出力側は出力回路４１により逆相コモンモードチョーク６の出力側コイルに接続し、逆相コモンモードチョーク６の出力側コイルから、負荷接続回路４２により負荷５に接続される構成である。
【００１６】
このノイズフィルタ８の電源ノイズフィルタは、従来から使用されているＬＣ形の電源ノイズフィルタであり、特に低周波帯（数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）のノイズ減衰を目的としている構成である。コモンモードチョーク２３は、共通の磁気回路に３相のコイルが互いに絶縁されて巻回された構成である。
【００１７】
このように構成し、逆相コモンモードチョーク６の磁気回路の材質・形状などを高周波（数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ）周波数帯の高帯域のノイズを抑制するように選択すると、電源ノイズとともに、ループモードのコモンモードノイズが抑制できる構成となる。
【００１８】
図３におけるノイズフィルタ８は、電源ノイズフィルタと逆相コモンモードチョーク６を一体にブロックにしたものであり、ノイズフィルタ８として組み立てた後に装置に組み込まれるので、生産性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１のインバータ回路を備えた電気装置の構成図である。
【図２】実施の形態２のインバータ回路を備えた電気装置の構成図である。
【図３】実施の形態３のインバータ回路を備えた電気装置の構成図である。
【図４】図３の電源ノイズフィルタと逆相コモンモードチョークをブロック化したノイズフィルタのブロック図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  インバータ回路、２  入力回路、３  交流電源、４  出力回路、５  負荷、
６  逆相コモンモードチョーク、７  同相コモンモードコイル、８  ノイズフィルタ、
２１  電源入力回路、２２  電源回路、２３  コモンモードチョーク、
２４，２５，２６  コンデンサ、４１  出力回路、４２  負荷接続回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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