図面 (/)

技術 出力ノイズ低減装置

出願人 北川工業株式会社
発明者 大橋良紀矢田哲也森田勝幸
出願日 2016年7月28日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-148288
公開日 2018年2月1日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2018-019512
状態 特許登録済
技術分野 フィルタ・等化器 DC‐DCコンバータ 通信用コイル・変成器
主要キーワード エアコン機器 パターン穴 金属筐体内 所定スイッチ 出力定格 電磁遮蔽板 内部結線 コアユニット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

電磁的結合により放射されあるいは配線を介して回り込んで出力端子伝搬してしまうノイズを抑制して、ノイズ低減装置の性能が十分発揮することが可能な出力ノイズ低減装置を提供すること。

解決手段

導電バー11が磁性体コア13を貫通して構成されるチョークコイルL1とコンデンサC1およびC2で構成するノイズフィルタモジュール1において、実装面にコンデンサC1およびC2が実装する実装基板に実装面と反対面にグランド面を設けて、スイッチング電源5の金属筐体3内で発生する放射ノイズを抑制した。

概要

背景

従来より、スイッチング電源やその他の電子機器から導電バーを介して出力される出力電圧出力信号には、電子機器等の動作周波数やその高調波周波数スイッチングノイズ混入する場合がある。こうしたノイズは、外部の電子機器に対して悪影響を及ぼす場合があり必要に応じて抑制することが必要である。スイッチング電源では、パワートランジスタスイッチング動作により所定電圧値の出力電圧を出力するところ、パワートランジスタのオンオフによる電流経路切り替えにより、出力定格によってはスイッチング周波数およびその高調波周波数のノイズが発生する。このノイズが出力電圧に重畳されて導電バーを介して外部の電子機器に伝搬されることが考えられる。特に、スイッチング電源が自動車内に実装される場合、スイッチング周波数によっては、オーディオ信号などにスイッチング周波数およびその高調波周波数のノイズが重畳され視聴に悪影響を及ぼす、いわゆるラジオノイズが生じてしまうという問題がある。

こうしたノイズを抑制するために、出力電圧などの出力経路チョークコイルなどのインダクタンス素子やチョークコイルとコンデンサとを組み合わせるなどの出力ノイズ低減装置が挿入されている(特許文献1、2、3など)。特許文献1に記載されたスイッチング電源装置は、出力経路に平滑コンデンサ平滑リアクトル等からなる出力フィルタを備えている。また、特許文献2に記載されたスイッチング電源装置は、出力経路となるバスバー磁性体コアで囲んで構成されるコアユニットを備えている。この磁性体コアはノイズフィルタとして機能する。そして、特許文献3にはスイッチング電源装置やその他の電子機器の出力信号の信号経路に挿入されるインダクタンス素子を含むノイズ低減装置が記載されている。

概要

電磁的結合により放射されあるいは配線を介して回り込んで出力端子に伝搬してしまうノイズを抑制して、ノイズ低減装置の性能が十分発揮することが可能な出力ノイズ低減装置を提供すること。導電バー11が磁性体コア13を貫通して構成されるチョークコイルL1とコンデンサC1およびC2で構成するノイズフィルタモジュール1において、実装面にコンデンサC1およびC2が実装する実装基板に実装面と反対面にグランド面を設けて、スイッチング電源5の金属筐体3内で発生する放射ノイズを抑制した。

目的

本願に開示される技術は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、金属筐体に収納された電子機器に起因する、電磁的結合により放射されあるいは配線を介して回り込んで出力端子に伝搬してしまうノイズを抑制して、ノイズ低減装置の性能が十分発揮することが可能な出力ノイズ低減装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

電子機器からの出力信号混入するノイズを低減する出力ノイズ低減装置であって、前記電子機器と前記出力ノイズ低減装置とを収納する金属筐体と、導電性材料により形成され、一方の端部を前記電子機器に係る出力端に接続する接続端子とし、他方の端部を出力端子とする導電バーと、磁性材料により形成され、前記導電バーが貫通する貫通孔を有する磁性体コアと、前記磁性体コアと前記出力端子との間または前記磁性体コアと前記接続端子との間の少なくともいずれか一方にあって、前記導電バーと前記金属筐体との間を接続する容量素子と、一方の面は前記容量素子を実装する実装面とし、他方の面は前記容量素子の一方の端子が接続され前記金属筐体と同電位の金属面とする実装基板とを備えることを特徴とする出力ノイズ低減装置。

請求項2

前記接続端子および前記出力端子を除く前記導電バーと前記磁性体コアは、樹脂材料により形成されるモールド部材によりモールドされることを特徴とする請求項1に記載の出力ノイズ低減装置。

請求項3

前記実装基板は、前記実装を前記磁性体コアに対向させて配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の出力ノイズ低減装置。

請求項4

前記実装基板の前記金属面を前記金属筐体に接続する平板状の部材であって、前記導電バーと平行に、前記磁性体コアまたは前記導電バーの少なくともいずれか一方を覆う接続部材を備えることを特徴とする請求項3に記載の出力ノイズ低減装置。

請求項5

前記実装基板は、前記実装面を前記金属筐体に対向させて前記磁性体コアと前記金属筐体との間に挟持されることを特徴とする請求項1または2に記載の出力ノイズ低減装置。

技術分野

0001

本願に開示の技術は、出力信号混入するノイズを抑制する出力ノイズ低減装置に関し、特に、出力信号の信号経路に挿入されるインダクタンス素子を含むノイズ低減装置に関するものである。

背景技術

0002

従来より、スイッチング電源やその他の電子機器から導電バーを介して出力される出力電圧や出力信号には、電子機器等の動作周波数やその高調波周波数スイッチングノイズが混入する場合がある。こうしたノイズは、外部の電子機器に対して悪影響を及ぼす場合があり必要に応じて抑制することが必要である。スイッチング電源では、パワートランジスタスイッチング動作により所定電圧値の出力電圧を出力するところ、パワートランジスタのオンオフによる電流経路切り替えにより、出力定格によってはスイッチング周波数およびその高調波周波数のノイズが発生する。このノイズが出力電圧に重畳されて導電バーを介して外部の電子機器に伝搬されることが考えられる。特に、スイッチング電源が自動車内に実装される場合、スイッチング周波数によっては、オーディオ信号などにスイッチング周波数およびその高調波周波数のノイズが重畳され視聴に悪影響を及ぼす、いわゆるラジオノイズが生じてしまうという問題がある。

0003

こうしたノイズを抑制するために、出力電圧などの出力経路チョークコイルなどのインダクタンス素子やチョークコイルとコンデンサとを組み合わせるなどの出力ノイズ低減装置が挿入されている(特許文献1、2、3など)。特許文献1に記載されたスイッチング電源装置は、出力経路に平滑コンデンサ平滑リアクトル等からなる出力フィルタを備えている。また、特許文献2に記載されたスイッチング電源装置は、出力経路となるバスバー磁性体コアで囲んで構成されるコアユニットを備えている。この磁性体コアはノイズフィルタとして機能する。そして、特許文献3にはスイッチング電源装置やその他の電子機器の出力信号の信号経路に挿入されるインダクタンス素子を含むノイズ低減装置が記載されている。

先行技術

0004

特開2012−210002号公報
特開2005−93536号公報
特開2016−34180号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1および2に記載された出力ノイズ低減装置では、スイッチング電源やその他の電子機器のスイッチング動作などに伴い発生するノイズが、信号配線接地配線を回り込んで伝搬する伝導ノイズ容量結合誘導結合等の電磁的結合により放射される放射ノイズとして出力端子に伝わるため、出力ノイズが必ずしも十分に抑制される訳ではない。特に、スイッチング動作などに起因して発生するノイズ源と導電バーあるいは出力端子とは、回路構成近接しており、相互の配置位置も近接して実装される場合がある。このため、スイッチング動作により発生したノイズが、寄生の容量成分や誘導成分などによる容量結合や誘導結合等の電磁的結合により放射され、信号経路や接地配線の引き回しや相互の配置関係に依存して信号経路や接地配線を回り込んで伝搬することにより、本来のノイズ低減機能を奏する出力ノイズ低減装置の出力経路を介さずに導電バーや出力端子に到達してしまう恐れがある。出力端子に向かう導電バーなどの出力経路上に出力ノイズ低減装置を備えていても、この出力ノイズ低減装置の先にある導電バーや出力端子にノイズが混入してしまい十分なノイズ抑制ができないという問題がある。

0006

また、特許文献3に記載されたノイズ低減装置は、インダクタンス素子であるチョークコイルおよびコンデンサで構成され、スイッチング電源装置やその他の電子機器の金属筐体より外方にチョークコイルの出力端子側の一部およびコンデンサを配置することにより、金属筐体が電磁的シールドの効果を奏して、金属筐体内で発生する放射ノイズがノイズ低減装置の出力端子に伝搬することを抑制することができる。しかしながら、ノイズ低減装置の一部はスイッチング電源装置やその他の電子機器の金属筐体内にあるため、ノイズ低減装置の一部が金属筐体内で発生する放射ノイズに曝され、ノイズ低減装置の性能が十分発揮できないという問題がある。

0007

本願に開示される技術は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、金属筐体に収納された電子機器に起因する、電磁的結合により放射されあるいは配線を介して回り込んで出力端子に伝搬してしまうノイズを抑制して、ノイズ低減装置の性能が十分発揮することが可能な出力ノイズ低減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

0008

前記目的を達成するため請求項1に係る出力ノイズ低減装置は、電子機器からの出力信号に混入するノイズを低減する出力ノイズ低減装置であって、電子機器と出力ノイズ低減装置とを収納する金属筐体と、導電性材料により形成され、一方の端部を電子機器に係る出力端に接続する接続端子とし、他方の端部を出力端子とする導電バーと、磁性材料により形成され、導電バーが貫通する貫通孔を有する磁性体コアと、磁性体コアと出力端子との間または磁性体コアと接続端子との間の少なくともいずれか一方にあって、導電バーと金属筐体との間を接続する容量素子と、一方の面は容量素子を実装する実装面とし、他方の面は容量素子の一方の端子が接続され金属筐体と同電位の金属面とする実装基板とを備えることを特徴とする。

0009

請求項2に係る出力ノイズ低減装置は、請求項1に記載の出力ノイズ低減装置において、接続端子および出力端子を除く導電バーと磁性体コアは、樹脂材料により形成されるモールド部材によりモールドされることを特徴とする。

0010

請求項3に係る出力ノイズ低減装置は、請求項1または2に記載の出力ノイズ低減装置において、実装基板は、実装面を磁性体コアに対向させて配置されることを特徴とする。

0011

請求項4に係る出力ノイズ低減装置は、請求項3に記載の出力ノイズ低減装置において、実装基板の金属面を金属筐体に接続する平板状の部材であって、導電バーと平行に、磁性体コアまたは導電バーの少なくともいずれか一方を覆う接続部材を備えることを特徴とする。

0012

請求項5に係る出力ノイズ低減装置は、請求項1または2に記載の出力ノイズ低減装置において、実装基板は、実装面を金属筐体に対向させて磁性体コアと金属筐体との間に挟持されることを特徴とする。

発明の効果

0013

請求項1に係る出力ノイズ低減装置では、導電バーが磁性体コアを貫通して電子機器に係る出力端に接続する接続端子と出力端子の間にチョークコイルが構成される。さらに、磁性体コアと出力端子との間または磁性体コアと接続端子との間の少なくともいずれか一方に導電バーと金属筐体との間を接続する容量素子を設けることにより、LC型L型)あるいはCLC型(π型)のノイズフィルタを形成する。これにより、電子機器から発生し信号経路を伝搬する伝導ノイズを抑制する。また、出力ノイズ低減装置は電子機器とともに金属筐体内に配置される。このため、電子機器からの放射ノイズが出力端子に伝搬することが抑制される。実装基板は、一方の面は容量素子を実装する実装面とし、他方の面は容量素子の一方の端子が接続され金属筐体と同電位の金属面となっている。これにより、実装面はシールドされて、容量素子に対する金属筐体内で発生する電子機器の放射ノイズが抑制される。これにより、出力ノイズ低減装置のフィルタとしての性能が十分発揮することができる。

0014

請求項2に係る出力ノイズ低減装置では、導電バーが磁性体コア部を貫通して構成されるチョークコイルの部分が樹脂材料により形成されるモールド部材によりモールドされる。これにより、導電バーが磁性体コア部を貫通した状態が保持されるとともに導電性部材である金属筐体から絶縁されることから、チョークコイルは安定保持することができる。これにより、簡易に、チョークコイルと容量素子から構成される出力ノイズ低減装置のフィルタとしての性能が十分発揮することができる。

0015

請求項3に係る出力ノイズ低減装置では、実装基板は、実装面を磁性体コアに対向させて配置される。これにより、実装基板の金属面が出力ノイズ低減装置の外面に配置される。実装基板の金属面により、出力ノイズ低減装置全体をシールドすることができるため、出力ノイズ低減装置を効果的にシールドすることができる。

0016

請求項4に係る出力ノイズ低減装置では、実装基板の金属面を金属筐体に接続する平板状の接続部材が磁性体コアまたは導電バーの少なくともいずれか一方を覆うことから、実装基板の金属面に加え、接続部材も出力ノイズ低減装置をシールドすることができる。このため、より高いシールド効果を得ることができる。

0017

請求項5に係る出力ノイズ低減装置では、実装面を金属筐体に対向させて磁性体コアと金属筐体との間に実装基板を挟持することにより、実装基板の実装面は金属面と金属筐体とに挟まれてシールドすることができる。これにより、容量素子に対する金属筐体内で発生する電子機器の放射ノイズがより効果的に抑制されて、出力ノイズ低減装置のフィルタとしての性能が十分発揮することができる。

図面の簡単な説明

0018

第1実施形態に係る出力ノイズ低減装置の一例としてノイズフィルタモジュールをスイッチング電源に接続した場合の回路図である。
第1実施形態のノイズフィルタモジュールの分解斜視図である。
第1実施形態のノイズフィルタモジュールのモールドされた状態の斜視図である。
第1実施形態のノイズフィルタモジュールのモールドされた状態の上から見た上面図である。
第2実施形態に係る出力ノイズ低減装置の上から見た平面図(A)、正面図(B)、出力側からみた側面図(C)および斜視図(D)である。
第3実施形態に係る出力ノイズ低減装置の上から見た平面図(A)、正面図(B)、出力側からみた側面図(C)および斜視図(D)である。

実施例

0019

図1は本願に係る第1実施形態の回路図である。出力ノイズ低減装置の一例としてノイズフィルタモジュール1がスイッチング電源5の出力端子VXと出力端子VOとの間に接続される場合を示す。スイッチング電源5およびノイズフィルタモジュール1は、アルミダイカスト製などの金属筐体3に収納されている。図1においては、ノイズフィルタモジュール1に関する電気的な作用効果を説明する。

0020

スイッチング電源5は、例えば、車載用電源である。ハイブリッド車あるいは電気自動車等における駆動系の電源電圧VINを供給するメインバッテリー(不図示)から電圧値降圧して補機バッテリー(不図示)への電力供給を行う降圧型のスイッチング電源である。補機バッテリーは、オーディオ機器エアコン機器照明機器などの車内電装機器に電源電圧を供給する。

0021

スイッチング電源5は、パワートランジスタ(不図示)を所定スイッチング周波数fでオンオフ制御させることで所定電圧の出力を得る。スイッチング電源5では、このスイッチング動作に応じて、内部結線によってはスイッチング周波数fで高電圧低電圧との間で交互に電圧変動が生ずる。また、負荷電流に応じた電流が電源電圧VINおよび接地電位GNDに交互に断続して流れ電流変動が生ずる。スイッチング動作による電圧変動と電流変動とがノイズ源となり出力端子へのノイズを招来する場合がある。

0022

こうしたノイズ源は、信号経路や接地配線を介して回り込む伝導ノイズとして出力端子に伝搬する他、容量結合や誘導結合などの電磁的結合により放射される放射ノイズとして出力端子に伝搬するおそれがある。ここで、放射ノイズとしては、例えば、内部結線の電圧変動に伴って生ずる場合がある。回路要素間や配線間等に介在する寄生の容量成分による容量結合に応じて結合先の回路要素に対して不測の電圧変動を招来する場合である。また、電源電圧VINや接地電位GNDの電流変動に伴って生ずる場合がある。配線される電源電圧VINや接地電位GNDの配線経路に介在する寄生の誘導成分による逆起電力に応じて電源電圧VINや接地電位GNDに不測の電圧変動を招来する場合である。

0023

スイッチング電源5の出力端子VXにはノイズフィルタモジュール1が接続されている。ノイズフィルタモジュール1は、スイッチング電源5の出力端子VXと出力端子VOとを結ぶ出力電圧経路にチョークコイルL1が設けられ、スイッチング電源5の出力端子VXと接地電位GNDとの間にコンデンサC1が、出力端子VOと接地電位GNDとの間にコンデンサC2が接続される構造を有している。いわゆるCLC型(π型)フィルタの構成である。コンデンサC1およびコンデンサC2は実装基板7の部品面に実装される。実装基板7の部品面の反対面はグランド面となっており、接地電位GNDに接続されている。コンデンサC1およびコンデンサC2の各々の一端はグランド面に接続されて接地電位GNDに接続される。ノイズフィルタモジュール1により、伝導ノイズのうち信号経路を伝搬するスイッチング周波数fやその高調波周波数のノイズは抑制することができる。ここで、スイッチング電源5におけるスイッチング周波数fは、出力される電力定格や各構成素子仕様や定格などに応じて定められる。例えば、車載用のスイッチング電源では数100kHzで動作することが考えられる。このため、スイッチング周波数fやその高調波周波数が、車載AMラジオ周波数帯域に重なる場合があり、ノイズフィルタモジュール1を備えることにより、これらの帯域で信号経路を伝搬する伝導ノイズを抑制することができる。

0024

また、スイッチング電源5およびノイズフィルタモジュール1は、アルミダイカスト製などの金属筐体3に収納されている。これにより、金属筐体3が電磁的なシールドの効果を奏するため、金属筐体3内でのスイッチング動作により発生する放射ノイズが出力端子VOに伝搬することが抑制される。

0025

さらに、実装基板7のグランド面が接地電位GNDに接続されていることから、グランド面が電磁的なシールドの効果を奏するため、金属筐体3内でのスイッチング動作により発生する放射ノイズが部品面に実装されたコンデンサC1およびコンデンサC2に伝搬することが抑制される。これにより、ノイズフィルタモジュール1のフィルタとしての性能が十分発揮することができるのである。

0026

次に、ノイズフィルタモジュール1のモジュール構成である形状・構造に関して説明する。図2はノイズフィルタモジュール1の分解斜視図である。図3はノイズフィルタモジュール1のモールドされた状態の斜視図である。そして、図4はノイズフィルタモジュール1のモールドされた状態の上から見た上面図である。

0027

図1に示すスイッチング電源5の出力端子VXと出力端子VOとをつなぐ出力電圧経路は導電バー11で構成される。導電バー11は、概ね平板状で、スイッチング電源5の出力端子VXと出力端子VOの方向に伸長する横長形状を有し、例えば銅や炭素鋼等の金属材料で形成されている。中央部11bを挟んで伸長方向の外側の両端部にボルト部11a、11aが形成されている。一方のボルト部11a(図2の左側)には、スイッチング電源5の出力端子VXに接続するためのボルト穴11cが、他方のボルト部11a(図2の右側)には、出力端子VOに接続するためのボルト穴11dが設けられている。すなわち、ボルト穴11cを用いて一方のボルト部11aはスイッチング電源5の出力端子VXに接続され、他方のボルト部11aは出力端子VOであり、ボルト穴11dを用いて後段の電子機器等に接続される。ボルト部11a、11aおよび中央部11bは同一直線状に配置されており、導電バー11は単一の金属部材で形成されている。中央部11bはボルト部11a、11aより幅方向にやや狭くなっており、中央部11bの中心には磁性体コア13が導電バー11により貫通されて配置されている。

0028

磁性体コア13は、中空部13aを有する略直方体状に形成されており、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。また、導電バー11の伸長方向に平行に貫通して切り欠かれたスリット13bが設けられており、導電バー11の中央部11bに対して周方向周回する経路の一部が不連続とされている。いわゆるコアギャップであり、磁性体コア13における磁気抵抗を調整して磁気飽和の発生を防止している。磁性体コア13の中空部13aに導電バー11が貫通し、中空部13aの内側面と導電バー11の中央部11bとを対向させて配置することにより、チョークコイルL1が構成される。スリット13bの幅を調整することにより、磁気抵抗を調整して磁気飽和を抑制し、ノイズ成分の除去に必要なチョークコイルL1のインダクタンスを確保する。

0029

ここで、導電バー11の伸長方向は、磁性体コア13を貫通する貫通方向に相当する。

0030

磁性体コア13の貫通方向の両端面には電磁遮蔽板14、14が配置されている。電磁遮蔽板14、14は磁性体コア13の貫通方向の両端面と略同形の平板状に形成されており、磁性体コア13と同様に導電バー11が貫通する。電磁遮蔽板14、14は、例えば銅、ニッケル、あるいは鉄等の導電性の金属材料で形成され、あるいは金属材料の粉や箔を含む導電性の塗料や導電性の高分子フィルムにより形成されている。この電磁遮蔽板14は磁性体コア13の中空部13aを貫通する導電バー11を電気的にシールドする効果を有している。導電バー11から外部に伝搬する放射ノイズの伝搬を抑制する効果を奏するものである。同時に、外部から導電バー11に伝搬する放射ノイズを抑制することもできる。なお、本実施形態では電磁遮蔽板14を磁性体コア13の両端面に設けているが、一方の端面に設ける構成としても良い。

0031

上記のように構成された導電バー11および磁性体コア13(電磁遮蔽板14、14を含む)は、図2に示すように、モールド下部32およびモールド上部31によりモールドされる。具体的には、磁性体コア13部(電磁遮蔽板14、14を含む)は、モールド下部32の中央凹部32eに、そして、磁性体コア13部を貫通する導電バー11の中央部11bは両端の凹部32cおよび32dに配置されて、モールド下部32とモールド上部31とで挟み込むことにより、導電バー11および磁性体コア13(電磁遮蔽板14、14を含む)がモールド下部32およびモールド上部31からなるモールド部の中で固定される。

0032

モールド上部31の上方の上面には実装基板7が配置される。実装基板7はコンデンサ22(C1)およびコンデンサ23(C2)が実装される部品面と、部品面とは反対面にはグランド面を有しており、図2に示すように部品面を下方にしてモールド上部31に取り付けられる。実装基板7の略中央部には四角形状の貫通穴7eが設けてあり、モールド上部31の上面に設けられた四角柱状の凸部31aと嵌合して、実装基板7が位置決めされる。また、実装基板7には四角形状のパターン穴7a、7b、7cおよび7dが設けられている。パターン穴7aは部品面でコンデンサ22の電極の一方に導電パターンにより接続され、パターン穴7bは部品面でコンデンサ23の電極の一方に導電パターンにより接続され、パターン穴7cは部品面でコンデンサ22の電極の他方に導電パターンにより接続されているとともに、グランド面のグランドパターンにも接続され、パターン穴7dは部品面でコンデンサ23の電極の他方に導電パターンにより接続されているとともに、グランド面のグランドパターンにも接続されている。尚、パターン穴7a、7b、7cおよび7dは下述するようにリード部材半田付け等で接合するためスルーホールになっている。

0033

また、モールド上部31には、リード部材15、17、19および21が取り付けられている。リード部材15、17、19および21は、例えば銅、ニッケル、あるいは鉄等の導電性の金属材料で形成されており、各リード部材の上端部には実装基板7のパターン穴7a、7b、7cおよび7dに嵌合する嵌合部15a、17a、19aおよび21aが設けられている。リード部材15の嵌合部15aは実装基板7のパターン穴7aと、リード部材17の嵌合部17aは実装基板7のパターン穴7bと、リード部材19の嵌合部19aは実装基板7のパターン穴7cと、リード部材21の嵌合部21aは実装基板7のパターン穴7dと、それぞれ嵌合する。嵌合した後は、半田付け等で接合される。

0034

また、リード部材15および17の下端部には雄ネジ15b(図示しない)および雄ネジ17bが固着され、それぞれ、導電バー11のボルト部11a、11aに設けられた円形状のボルト穴11eおよび11fを貫通し、導電バー11の下方から雌ネジであるナット(図示しない)により雄ネジ15bおよび雄ネジ17bを締め付ける。これにより、リード部材15は、スイッチング電源5の出力端子VXに接続される一方のボルト部11a(図2の左側)に固定されて接続され、リード部材17は、出力端子VOである他方のボルト部11a(図2の右側)に固定されて接続される。尚、リード部材15および17の下端部と導電バー11のボルト部11a、11aとの接続方法は、ネジおよびナットを用いることに限定するものではなく、例えば、雄ネジ15bおよび雄ネジ17bがボルト穴11eおよび11fを貫通した状態で、半田付けで固定して接続してもよいし、抵抗溶接を用いてもよい。

0035

また、リード部材19および21の下端部には円形状の貫通穴19bおよび21bが設けられている。そして、モールド下部32には、貫通穴19bおよび21bの穴径と略同径の穴径を有する円形状の貫通穴32aおよび32bが設けられている。モールド下部32とモールド上部31とを接合した状態で、リード部材19の貫通穴19bはモールド下部32の貫通穴32aと同心円状に配置され、リード部材21の貫通穴21bはモールド下部32の貫通穴32bと同心円状に配置される。モールド下部32の貫通穴32aと貫通穴32bは、ノイズフィルタモジュール1およびスイッチング電源5が収納される金属筐体3にノイズフィルタモジュール1を取り付けるための取り付け穴であり、金属製のボルト等で取り付けることにより、リード部材19および21の下端部は金属筐体3に接続される。

0036

上述のように、ノイズフィルタモジュール1は、スイッチング電源5の出力端子VXと出力端子VOとの間に配置され、スイッチング電源5と共に金属筐体3に収納される。そして、導電バー11と磁性体コア13から構成されるチョークコイルL1がスイッチング電源5の出力端子VXと出力端子VOとの間に接続される。また、リード部材15とリード部材19とを介して、導電バー11の一方のボルト部11aに接続するスイッチング電源5の出力端子VXと接地電位GNDである金属筐体3との間にコンデンサ22が接続され、リード部材17とリード部材21とを介して導電バー11の他方のボルト部11aである出力端子VOと接地電位GNDである金属筐体3との間にコンデンサ23が接続される。これにより、ノイズフィルタモジュール1はCLC型(π型)フィルタとして構成されるのである。

0037

そして、スイッチング電源5およびノイズフィルタモジュール1が共に金属筐体3に収納されることにより、スイッチング電源5のスイッチング動作により発生する放射ノイズが出力端子VOに伝搬することが抑制することができる。さらに、実装基板7のグランド面によりコンデンサ22および23がシールドされることから、コンデンサ22および23は金属筐体3内で発生する放射ノイズに曝されることが抑制されてノイズフィルタモジュール1のフィルタとしての性能が十分発揮することができるのである。

0038

次に、第2実施形態に係る出力ノイズ低減装置であるノイズフィルタモジュール1aについて、図5を参照して説明する。図5(A)はノイズフィルタモジュール1aを上から見た平面図、図5(B)はリード部材25の方から見た正面図、図5(C)はリード部材17の方から見た側面図、図5(D)は斜視図を示す。ノイズフィルタモジュール1aの回路図は第1実施例と同じであるので、ここでは説明しない。

0039

導電バー11、磁性体コア13(電磁遮蔽板14、14を含む)、実装基板7、リード部材15およびリード部材17は第1実施形態と同じである。導電バー11および磁性体コア13(電磁遮蔽板14、14を含む)は、第1実施形態のモールド上部31およびモールド下部32の代わりにモールド部材26を用いて第1実施形態と同様にモールドされている。そして、第1実施形態のリード部材19の代わりにリード部材25を、第1実施形態のリード部材21の代わりにリード部材24を用いている。リード部材24および25は、リード部材15や17と同様、例えば銅、ニッケル、あるいは鉄等の導電性の金属材料で形成されている。そして、リード部材24および25の下端部に設けた円形状の貫通穴24aおよび25aはノイズフィルタモジュール1aを金属筐体3に取り付けるための取り付け穴であり、リード部材24および25を介して実装基板7のグランド面は金属筐体3に接続されて接地する。

0040

図5に示すように、リード部材24および25は導電バー11の伸長方向に幅広の平板で形成されており、その幅はモールド部材26の側面の幅または実装基板7の側面の幅(長さ)と略同幅になっている。ノイズフィルタモジュール1aを金属筐体3に取り付けると、リード部材24および25の下端部は金属筐体3に接続される。これにより、導電バー11と磁性体コア13から構成されるチョークコイルL1および実装基板7の実装面に実装されるコンデンサ22、23の両側面がリード部材24および25によりシールドされる。また、チョークコイルL1および実装基板7の実装面に実装されたコンデンサ22、23の上面は実装基板7のグランド面により、下面は金属筐体3でシールドされる。このように、第2実施形態に係るノイズフィルタモジュール1aはチョークコイルL1、コンデンサ22および23からなるCLC型(π型)フィルタ全体を上下左右でシールドすることから、金属筐体3内で発生する放射ノイズがさらに抑制されてノイズフィルタモジュール1aのフィルタとしての性能が十分発揮することができる。

0041

次に、第3実施形態に係る出力ノイズ低減装置であるノイズフィルタモジュール1bについて、図6を参照して説明する。図6(A)はノイズフィルタモジュール1bを上から見た平面図、図6(B)はリード部材35の方から見た正面図、図6(C)はリード部材34の方から見た側面図、図6(D)は斜視図を示す。ノイズフィルタモジュール1bの回路図も第1実施例と同じであるので、ここでは詳細は説明しない。

0042

導電バー11、磁性体コア13(電磁遮蔽板14、14を含む)、実装基板7は第1実施形態と同じである。導電バー11および磁性体コア13(電磁遮蔽板14、14を含む)をモールドするモールド部材26は第2実施形態と同じである。第1実施形態のリード部材15の代わりにリード部材33を、第1実施形態のリード部材17の代わりにリード部材34を、第1実施形態のリード部材19の代わりにリード部材35を、第1実施形態のリード部材21の代わりにリード部材36を用いている。リード部材33、34、35および36は、第1実施形態と同様、例えば銅、ニッケル、あるいは鉄等の導電性の金属材料で形成されている。そして、リード部材35および36の下端部に設けた円形状の貫通穴35aおよび36aはノイズフィルタモジュール1bを金属筐体3に取り付けるための取り付け穴であり、リード部材35および36を介して実装基板7のグランド面は金属筐体3に接続されて接地する。

0043

ノイズフィルタモジュール1bでは、実装基板7は、グランド面を上にしてモールド部材26の下面に配置される。リード部材35および36は、ノイズフィルタモジュール1bを金属筐体3に取り付ける際に、実装基板7の実装面に実装されたコンデンサ22および23が金属筐体3に接しない高さを設けて形成されている。

0044

このような構成にすることにより、実装基板7の実装面に実装されたコンデンサ22および23は、上方では実装基板7のグランド面でシールドされ、下方では金属筐体3でシールドされる。これにより、コンデンサ22および23に対する金属筐体3内で発生する放射ノイズが抑制されて、ノイズフィルタモジュール1bのフィルタとしての性能が十分発揮することができる。

0045

また、第3実施形態において、金属筐体3に凹部を設けて、実装基板7の実装面に実装されたコンデンサ22および23を凹部の中に収まるようにしてもよい。これにより、実装基板7の実装面に実装されたコンデンサ22および23は金属筐体3で下方の他、側面方向においてもシールドされるため、さらに放射ノイズを抑制することができる。

0046

ここで、スイッチング電源5は電子機器の一例であり、ノイズフィルタモジュール1、1aおよび1bは出力ノイズ低減装置の一例であり、導電バー11は導電バーの一例であり、磁性体コア13は磁性体コアの一例であり、実装基板7は実装基板の一例であり、コンデンサ22および23容量素子の一例であり、リード部材19、21、24、25、3536は接続部材の一例であり、グランド面は金属面の一例であり、金属筐体3は金属筐体の一例である。

0047

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。

0048

例えば、上記実施形態ではノイズフィルタモジュールはCLC型(π型)のノイズフィルタとしたが、信号経路を伝搬する伝導ノイズによっては、LC型(L型)のノイズフィルタを採用してもよい。

0049

また、上記実施形態ではチョークコイルを構成する導電バー11および磁性体コア13をモールド部材でモールドしたが、導電バー11および磁性体コア13が他の導電部材から絶縁されて配置できれば、必ずしもモールドする必要はない。

0050

1、1a、1b・・ノイズフィルタモジュール
3・・金属筐体
5・・スイッチング電源
7・・実装基板
11・・導電バー
13・・磁性体コア
15、17、19、21、24、25、33、34、35、36・・リード部材
22、23・・コンデンサ
31・・モールド上部
32・・モールド下部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 新電元工業株式会社の「 DC/DCコンバータの制御方法及び制御装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】広範囲の出力可能電力範囲を低損失にてカバーできるDC/DCコンバータの制御装置50を実現する。制御装置50は、選択制御部60及び比較制御部70を有している。選択制御部60は、リファレ... 詳細

  • 株式会社村田製作所の「 無線通信モジュール」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】電源回路が、入力端子と出力端子との間の電流経路に接続されたスイッチング素子、及び出力端子とグランドとの間に接続された平滑コンデンサを含む。入力端子とグランドとの間にバイパスコンデンサ... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 電力変換装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題・解決手段】制御器(30a)は、出力電圧指令値(Vout*)を元に設定される制御目標電圧に従って出力電圧(Vout)を制御するように、降圧回路(10)の第1のスイッチング素子(Tr1)及び昇圧回... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ