(57)【要約】【課題】入力線路と出力線路の磁気結合を低減し、リジェクション特性を改善するフィルタ回路を提供する。【解決手段】コモンモードチョークコイル２と、コモンモードチョークコイル２の入力側と入力端子との間にそれぞれ介挿された一対の入力線路１−１，１−２と、コモンモードチョークコイル２の出力側と出力端子との間にそれぞれ介挿された一対の出力線路３−１，３−２と、コモンモードチョークコイル２の入力側の入力線路間とコモンモードチョークコイル２の出力側の出力線路間にそれぞれ介挿されたＸコンデンサ４−１，４−２と、コモンモードチョークコイル２の入力側の入力線路とコモングランドとの間にそれぞれ介挿された一対のＹコンデンサ５−１，５−２とを基板６に実装したフィルタ回路において、一対の入力線路の線路同士と一対の出力線路の線路同士をそれぞれ近接して配置した。【選択図】図１
2017212496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルの入力側と入力端子との間にそれぞれ介挿された一対の入力線路と、前記コモンモードチョークコイルの出力側と出力端子との間にそれぞれ介挿された一対の出力線路と、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路間と前記コモンモードチョークコイルの出力側の出力線路間にそれぞれ介挿されたＸコンデンサと、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路とコモングランドとの間にそれぞれ介挿された一対のＹコンデンサとを、基板に実装したフィルタ回路において、
前記一対の入力線路の線路同士と前記一対の出力線路の線路同士をそれぞれ近接して配置した
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ回路において、
前記一対の入力線路と前記一対の出力線路の配線経路をそれぞれ曲げた
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタ回路において、
前記一対の入力線路と前記一対の出力線路の配線経路をコ字状と逆コ字状にそれぞれ曲げた
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項４】
請求項１に記載のフィルタ回路において、
前記一対の入力線路と前記一対の出力線路の線路幅をそれぞれ広げた
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフィルタ回路において、
前記コモンモードチョークコイル、前記Ｘコンデンサ及び前記Ｙコンデンサでなるフィルタを多段構成した
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のフィルタ回路において、
前記基板の上面の周辺部分にグランドパターンを設けるとともに、シールドケースを設け、基板上部の入力線路、出力線路にあたる基板裏面の部分にグランドパターンを設け、基板周辺部において上面と裏面のグランドパターンをスルーホールにより接続し、さらに基板上部のコモンモードチョークコイル、Ｘコンデンサ、Ｙコンデンサにあたる基板裏面部分にシールドケースを設けた
ことを特徴とするフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータ等のパワーエレクトロニクス機器（以下、単にパワエレ機器と称す）におけるノイズ低減に用いるフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパワエレ機器においては、スイッチング動作によるノイズが発生するため、ノイズを低減し、良好なＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility、電磁両立性：電気機器などが備える、電磁的な不干渉性および耐性を意味する）特性を実現するためには、入出力の電源ラインに発生する広帯域に渡るノイズを低減する必要があり、電源ラインにフィルタ回路が使用される。
【０００３】
上記のような要求を満たした従来のフィルタ回路の構成の一例を図６に示す（例えば非特許文献１参照）。
【０００４】
図６において、端子Ｐ１／Ｐ２がスイッング電源側、端子Ｐ３／Ｐ４が商用電源側に接続される。スイッチング電源で発生するコモンモードノイズは端子Ｐ１／Ｐ２から入力され、入力線路１を通ってコモンモードチョークコイル２とＹコンデンサ５により減衰し、残留成分は出力線路３を通り、端子Ｐ３／Ｐ４から出力される。ノーマルモードノイズは、端子Ｐ１から入力され、入力線路１を通って、コモンモードチョークコイル２の両端に設けられたＸコンデンサ４−１およびＸコンデンサ４−２によりＰ２へ戻り、残留成分が出力線路３を通り、端子Ｐ３に出力される。
【０００５】
従来の構成では、入力線路１とＸコンデンサ４−１のループと出力線路３とＸコンデンサ４−２によるループが存在するため、この２つのループによる磁気結合が発生し、フィルタ回路の高周波リジェクション特性が劣化するという問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】松塚晃祐著、「ＥＭＣ電磁環境ハンドブック」三松株式会社出版事業部出版、２００９年９月１日、ｐ．８７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち、図６のような従来の構成では、入力線路１−１とＸコンデンサ４−１、入力線路１−２のループ回路により磁気が発生し、出力線路３−１とＸコンデンサ４−２、出力線路３−２によるループ回路に結合が発生する。この２つのループ回路による磁気結合により、高周波域の不要ノイズにおけるフィルタ回路の高周波リジェクション特性が劣化するという問題があった（図６において、磁気ループの発生とその結合の様子を点線で示す）。
【０００８】
また、コモンモードチョークコイル２、Ｘコンデンサ４、Ｙコンデンサ５などの部品は基板６を貫通するリード部品として実装されているため、裏面の実装のパターンとの電磁界の放射結合が発生し、フィルタの減衰特性が劣化するという問題があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、入力および出力の回路ループによる磁気結合を低減し、減衰特性の良好なフィルタ回路を得るとともに、フィルタ回路としての電磁界放射及び磁気結合を低減するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るフィルタ回路は、コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルの入力側と入力端子との間にそれぞれ介挿された一対の入力線路と、前記コモンモードチョークコイルの出力側と出力端子との間にそれぞれ介挿された一対の出力線路と、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路間と前記コモンモードチョークコイルの出力側の出力線路間にそれぞれ介挿されたＸコンデンサと、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路とコモングランドとの間にそれぞれ介挿された一対のＹコンデンサとを、基板に実装したフィルタ回路において、前記一対の入力線路の線路同士と前記一対の出力線路の線路同士をそれぞれ近接して配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、入力線路と出力線路で構成される磁気結合を低減させ、広帯域に渡る減衰特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るフィルタ回路の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るフィルタ回路の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係るフィルタ回路の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係るフィルタ回路の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係るフィルタ回路の構成図である。
【図６】従来のフィルタ回路の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、この発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るフィルタ回路の構成図を示すものである。
【００１５】
図１において、端子Ｐ１に接続した入力線路１−１と端子Ｐ２に接続した入力線路１−２を近接して配置し、さらに出力側も、端子Ｐ３に接続した出力線路３−１と端子Ｐ４に接続した出力線路３−２を近接して配置した。入力線路１とコモンモードチョーク２を接続し、入力線路１−１と入力線路１−２の間にＸコンデンサ４−１を接続配置し、Ｙコンデンサ５−１、Ｙコンデンサ５−２をコモングランドとの間に接続配置してある。入力線路１と出力線路３は基板６の上にパターンにて配置、構成してある。
【００１６】
この場合、一対の入力線路１−１と１−２の線路経路をコ字状と逆コ字状にそれぞれ曲げて、対向する入力線路１−１と入力線路１−２の線路との間の距離を縮めるようにして、線路同士を近接して配置することで、端子Ｐ１から入力線路１−１、Ｘコンデンサ４−１、入力線路１−２を介して端子Ｐ２に至るループ経路の面積が小さくなる。同様に、一対の出力線路３−１と３−２の線路経路をコ字状と逆コ字状にそれぞれ曲げて、対向する出力線路３−１と出力線路３−２の線路との間の距離を縮めるようにして、線路同士を近接して配置し、端子Ｐ３から出力線路３−１、Ｘコンデンサ４−２、出力線路３−２を介して端子Ｐ４に至るループ経路の面積も小さくなる（図１において、磁気ループの面積が小さくなる様子を点線で示す）。
【００１７】
上記のように構成されたフィルタ回路では、入出力の２つのループ回路により発生する磁気結合が小さくなり、入力から出力へノイズの漏れこみが少なくなるため、フィルタ回路としては、広帯域に渡り、良好なリジェクション特性を確保できる（図１において、磁気結合が少なくなる様子を点線で示す）。
【００１８】
（実施の形態２）
次に、図２を参照して実施の形態２について説明する。
【００１９】
図２は、この発明の実施の形態２に係るフィルタ回路の構成図を示すものである。
【００２０】
上記実施の形態１では、入力線路１および入力線路の線路幅を変更せずに、配線経路を曲げることで変更してループ面積を小さくしたが、図２に示すように、入力線路１−１と入力線路１−２の線路幅をそれぞれ広げることで、端子Ｐ１から入力線路１−１、Ｘコンデンサ４−１、入力線路１−２を介して端子Ｐ２に至るループ経路の面積を小さくすることができ、同様の効果を奏することができる。同様に、出力線路３−１と出力線路３−２の線路幅をそれぞれ広げることで、端子Ｐ３から出力線路３−１、Ｘコンデンサ４−２、出力線路３−２を介して端子Ｐ４に至るループ経路の面積を小さくすることができ、同様の効果を奏することができる。加えて、実施の形態２では、電流容量を増加することができる。
【００２１】
（実施の形態３）
次に、図３を参照して実施の形態３について説明する。
【００２２】
図３は、この発明の実施の形態３に係るフィルタ回路の構成図を示すものである。
【００２３】
実施例１ではフィルタが１段構成であったが、２段以上の多段構成においても、同様の効果を奏する。
【００２４】
図３に示すように、２段構成では、コモンモードチョークコイル３−２、Ｘコンデンサ４−３と、Ｙコンデンサ５−３、Ｙコンデンサ５−４をさらに加えて接続配置することにより、よりリジェクション量を多くできる。
【００２５】
（実施の形態４）
次に、図４を参照して実施の形態４について説明する。
【００２６】
図４は、この発明の実施の形態４に係るフィルタ回路の構成図を示すものである。
【００２７】
以下、この実施の形態４については実施の形態１と異なる部分のみ説明する。即ち、本実施の形態４は、図４に示すように、上面に置いては、基板６の周辺部分にグランドパターン７−１を設け、Ｙコンデンサ５のグランド端に接続。さらに、上部にシールドケース８−１を設けている。基板６の裏面に置いては、上面の入力線路１および出力線路２の裏面に当たる部分にグランドパターン７−２を設けた。さらに、コモンモードチョークコイル３、Ｘコンデンサ４、Ｙコンデンサ５の配置されている裏面は、部品実装のパターンが必要なあため、グランドパターンを設けず、シールドケース８−２を設けている。基板６の上部のグランドパターン７−１と裏面のグランドパターン７−２は基板６の周辺部に設けたスルーホール９により接続されている。
【００２８】
このように構成した本実施の形態４においては、入力部、出力部のループにより発生する磁界ループは裏面のグランドパターン７−２およびシールドケース８−２により抑圧されて、フィルタ回路からの電磁界の放射を抑えることができ、ループ結合によるリジェクション特性の劣化はさらに改善することができる。
【００２９】
（実施の形態５）
次に、図５を参照して実施の形態５について説明する。
【００３０】
図５は、この発明の実施の形態５に係るフィルタ回路の構成図を示すものである。
【００３１】
実施の形態２に対し実施の形態４を適用した例であり、このほか各実施の形態の組合せた構成における構成も可能である。
【００３２】
この実施の形態５によれば、実施の形態４と同様に、ループによる磁気結合を減少させるとともに、フィルタ回路からの電磁界の放射を抑える効果がある。
【符号の説明】
【００３３】
１（１−１，１−２）  入力線路
２（２−１，２−２）  コモンモードチョークコイル
３（３−１，３−２）  出力線路
４（４−１，４−２，４−３）  Ｘコンデンサ
５（５−１，５−２，５−３，５−４）  Ｙコンデンサ
６  基板
７（７−１，７−２）  グランドパターン
８（８−１，８−２）  シールドケース
９  スルーホール
Ｐ１〜Ｐ４  端子
【図１】
2017212496.tif 000003
【図２】
2017212496.tif 000004
【図３】
2017212496.tif 000005
【図４】
2017212496.tif 000006
【図５】
2017212496.tif 000007
【図６】
2017212496.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月14日(2017.9.14)
【手続補正１】
【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】
この発明に係るフィルタ回路は、コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルの入力側と入力端子との間にそれぞれ介挿された一対の入力線路と、前記コモンモードチョークコイルの出力側と出力端子との間にそれぞれ介挿された一対の出力線路と、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路間と前記コモンモードチョークコイルの出力側の出力線路間にそれぞれ介挿されたＸコンデンサと、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路とコモングランドとの間にそれぞれ介挿された一対のＹコンデンサとを、基板に実装したフィルタ回路において、前記一対の入力線路と前記一対の出力線路の配線経路をコ字状と逆コ字状にそれぞれ曲げて、対向する前記一対の入力線路の線路間の距離と対向する前記一対の出力線路の線路間の距離とをそれぞれ縮めるようにして、前記一対の入力線路の線路同士と前記一対の出力線路の線路同士をそれぞれ近接して配置したことを特徴とする。
【手続補正２】
【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】
コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルの入力側と入力端子との間にそれぞれ介挿された一対の入力線路と、前記コモンモードチョークコイルの出力側と出力端子との間にそれぞれ介挿された一対の出力線路と、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路間と前記コモンモードチョークコイルの出力側の出力線路間にそれぞれ介挿されたＸコンデンサと、前記コモンモードチョークコイルの入力側の入力線路とコモングランドとの間にそれぞれ介挿された一対のＹコンデンサとを、基板に実装したフィルタ回路において、
前記一対の入力線路と前記一対の出力線路の配線経路をコ字状と逆コ字状にそれぞれ曲げて、
対向する前記一対の入力線路の線路間の距離と対向する前記一対の出力線路の線路間の距離とをそれぞれ縮めるようにして、
前記一対の入力線路の線路同士と前記一対の出力線路の線路同士をそれぞれ近接して配置した
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ回路において、
前記一対の入力線路と前記一対の出力線路の線路幅をそれぞれ広げた
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフィルタ回路において、
前記コモンモードチョークコイル、前記Ｘコンデンサ及び前記Ｙコンデンサでなるフィルタを多段構成した
ことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルタ回路において、
前記基板の上面の周辺部分にグランドパターンを設けるとともに、シールドケースを設け、基板上部の入力線路、出力線路にあたる基板裏面の部分にグランドパターンを設け、基板周辺部において上面と裏面のグランドパターンをスルーホールにより接続し、さらに基板上部のコモンモードチョークコイル、Ｘコンデンサ、Ｙコンデンサにあたる基板裏面部分にシールドケースを設けた
ことを特徴とするフィルタ回路。