JP2002094348A - Dcラインフィルタ - Google Patents
DcラインフィルタInfo
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- JP2002094348A JP2002094348A JP2000278011A JP2000278011A JP2002094348A JP 2002094348 A JP2002094348 A JP 2002094348A JP 2000278011 A JP2000278011 A JP 2000278011A JP 2000278011 A JP2000278011 A JP 2000278011A JP 2002094348 A JP2002094348 A JP 2002094348A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 AC/DCコンバータの出力電圧が低下して
も、次段への出力電圧が瞬時のあいだ低下しないバック
アップ機能を持ったDCラインフィルタを提供する。 【解決手段】 コモンモードチョークコイルの一端にX
コンデンサとYコンデンサを備え、他端に備えるXコン
デンサが負荷装置の入力抵抗値に対応して一定の時定数
を満たす静電容量値を、100μF〜470mFの範囲
に設定する。また、前記Xコンデンサを、ダイオードが
並列接続されヒューズが直列接続された電解コンデンサ
で構成し、さらに放電抵抗を備えたDCラインフィルタ
を構成する。
も、次段への出力電圧が瞬時のあいだ低下しないバック
アップ機能を持ったDCラインフィルタを提供する。 【解決手段】 コモンモードチョークコイルの一端にX
コンデンサとYコンデンサを備え、他端に備えるXコン
デンサが負荷装置の入力抵抗値に対応して一定の時定数
を満たす静電容量値を、100μF〜470mFの範囲
に設定する。また、前記Xコンデンサを、ダイオードが
並列接続されヒューズが直列接続された電解コンデンサ
で構成し、さらに放電抵抗を備えたDCラインフィルタ
を構成する。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、DC(直流)電源
の入力電圧を平滑するラインフィルタに関するものであ
り、特に瞬時停電に対する一定時間のバックアップ機能
を備えるラインフィルタに関する。
の入力電圧を平滑するラインフィルタに関するものであ
り、特に瞬時停電に対する一定時間のバックアップ機能
を備えるラインフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】各種の電子機器の電源装置として、スイ
ッチング方式の電源装置が用いられている。 通常は、
スイッチング周波数は数KHzのAC/DC(交流/直
流)コンバータなどが用いられ、スイッチング周波数お
よびその高調波成分がDC出力電圧に重畳するので、そ
のノイズを除去する目的で電源装置の後段に、図2の回
路図に示すようなラインフィルタを配置していた。
ッチング方式の電源装置が用いられている。 通常は、
スイッチング周波数は数KHzのAC/DC(交流/直
流)コンバータなどが用いられ、スイッチング周波数お
よびその高調波成分がDC出力電圧に重畳するので、そ
のノイズを除去する目的で電源装置の後段に、図2の回
路図に示すようなラインフィルタを配置していた。
【0003】図2に示すラインフィルタ回路図の構成に
おいて、チョークコイルのコアは直流電流が流れるた
め、磁気飽和し難い非晶質超微細結晶合金薄板を捲回し
たリング状の閉磁路コアやフェライトコアを用いる。さ
らに閉磁路コアの一部にスリットを入れて開磁路にし
て、磁気飽和を避けることも行われている。コモンモー
ドチョークコイルの前段のライン間に接続されるXコン
デンサC1,および後段のライン間に接続されるXコン
デンサC2と,ラインとアース間に接続されるYコンデ
ンサC3、C4は共にプラスチックフィルムと金属箔を
捲回してなるフィルムコンデンサで構成され、数μF以
下の静電容量値を有し、高周波成分のノイズを減衰させ
ている。
おいて、チョークコイルのコアは直流電流が流れるた
め、磁気飽和し難い非晶質超微細結晶合金薄板を捲回し
たリング状の閉磁路コアやフェライトコアを用いる。さ
らに閉磁路コアの一部にスリットを入れて開磁路にし
て、磁気飽和を避けることも行われている。コモンモー
ドチョークコイルの前段のライン間に接続されるXコン
デンサC1,および後段のライン間に接続されるXコン
デンサC2と,ラインとアース間に接続されるYコンデ
ンサC3、C4は共にプラスチックフィルムと金属箔を
捲回してなるフィルムコンデンサで構成され、数μF以
下の静電容量値を有し、高周波成分のノイズを減衰させ
ている。
【0004】コモンモードチョークコイルとYコンデン
サの構成で、コモンモードノイズを低減させ、Xコンデ
ンサでノーマルモードノイズを低減させている。このた
め、後段の負荷装置には、ゼロ電位に対する電位変化の
少ない、またスイッチング周波数およびその高調波成分
を低減した、より平滑なDC電圧を供給している。さら
に、ラインフィルタの後段に、スイッチング周波数が数
100KHzのDC/DC(直流/直流)コンバータな
どが接続される場合も、そこから発生するノイズを前段
に伝搬させることなく、双方向のノイズ伝搬を低減して
いる。
サの構成で、コモンモードノイズを低減させ、Xコンデ
ンサでノーマルモードノイズを低減させている。このた
め、後段の負荷装置には、ゼロ電位に対する電位変化の
少ない、またスイッチング周波数およびその高調波成分
を低減した、より平滑なDC電圧を供給している。さら
に、ラインフィルタの後段に、スイッチング周波数が数
100KHzのDC/DC(直流/直流)コンバータな
どが接続される場合も、そこから発生するノイズを前段
に伝搬させることなく、双方向のノイズ伝搬を低減して
いる。
【0005】通常、前記のAC/DCコンバータは共通
電源として用いられ、後段の負荷回路には複数のDC/
DCコンバータが並列接続され、それぞれ所定のDC電
圧を供給するシステムを構成する場合が多い。このよう
な構成で、他のDC/DCコンバータの負荷回路がON
/OFF動作する場合のON時に、瞬時の間に突入電流
が流れてAC/DCコンバータが過負荷となり電圧降下
をもたらすため、他のDC/DCコンバータの入力電圧
が低下し、次段への出力電圧が瞬時のあいだ低下し次段
の回路が動作しなくなり、いわゆる瞬間停電と同一の結
果をもたらしていた。
電源として用いられ、後段の負荷回路には複数のDC/
DCコンバータが並列接続され、それぞれ所定のDC電
圧を供給するシステムを構成する場合が多い。このよう
な構成で、他のDC/DCコンバータの負荷回路がON
/OFF動作する場合のON時に、瞬時の間に突入電流
が流れてAC/DCコンバータが過負荷となり電圧降下
をもたらすため、他のDC/DCコンバータの入力電圧
が低下し、次段への出力電圧が瞬時のあいだ低下し次段
の回路が動作しなくなり、いわゆる瞬間停電と同一の結
果をもたらしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、AC
/DCコンバータは共通電源として用いられ、後段の負
荷回路には複数のDC/DCコンバータが並列接続さ
れ、他のDC/DCコンバータの負荷回路がON/OF
F動作するようなシステム構成であっても、次段への出
力電圧が瞬時のあいだ低下しないバックアップ機能を持
ったDCラインフィルタを提供することである。
/DCコンバータは共通電源として用いられ、後段の負
荷回路には複数のDC/DCコンバータが並列接続さ
れ、他のDC/DCコンバータの負荷回路がON/OF
F動作するようなシステム構成であっても、次段への出
力電圧が瞬時のあいだ低下しないバックアップ機能を持
ったDCラインフィルタを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、DC電源
に接続されるラインフィルタであって、コモンモードチ
ョークコイルの一端にXコンデンサとYコンデンサを備
え、他端に備えるXコンデンサが負荷装置の入力抵抗値
に対応して一定の時定数を満たす静電容量値を有し、瞬
間停電に対するバックアップ機能を備えることを特徴と
するDCラインフィルタである。
に接続されるラインフィルタであって、コモンモードチ
ョークコイルの一端にXコンデンサとYコンデンサを備
え、他端に備えるXコンデンサが負荷装置の入力抵抗値
に対応して一定の時定数を満たす静電容量値を有し、瞬
間停電に対するバックアップ機能を備えることを特徴と
するDCラインフィルタである。
【0008】図2の回路図に示すラインフィルタを構成
するコンデンサC1の静電容量値をCとし負荷装置の入
力抵抗値をRとしたときCRの積で表される時定数が、
前記のAC/DCコンバータの出力電圧が瞬時低下し回
復するまでの時間、前記負荷装置の動作できる電源電圧
を保持できるような放電特性を示す時定数、すなわちコ
ンデンサC1の静電容量値を設定する。
するコンデンサC1の静電容量値をCとし負荷装置の入
力抵抗値をRとしたときCRの積で表される時定数が、
前記のAC/DCコンバータの出力電圧が瞬時低下し回
復するまでの時間、前記負荷装置の動作できる電源電圧
を保持できるような放電特性を示す時定数、すなわちコ
ンデンサC1の静電容量値を設定する。
【0009】AC/DCコンバータの出力電圧が低下し
た場合を瞬間停電とみなすと、Xコンデンサの静電容量
値C1が負荷装置の入力抵抗Rに放電する過渡現象とみ
なせるので、定常状態での出力電圧V1,過渡状態での
出力電圧V2とすると、電圧低下の割合(V2/V1)
は、(V2/V1)=Exp{−t/(C・R)}と表
されるので、C=(―t)/{ln(V2/V1)*
R}となり、負荷装置の入力抵抗R,許容できる電圧低
下の割合(V2/V1)、および時間(t)より、Xコ
ンデンサの静電容量値C1の最低値が決定される。
た場合を瞬間停電とみなすと、Xコンデンサの静電容量
値C1が負荷装置の入力抵抗Rに放電する過渡現象とみ
なせるので、定常状態での出力電圧V1,過渡状態での
出力電圧V2とすると、電圧低下の割合(V2/V1)
は、(V2/V1)=Exp{−t/(C・R)}と表
されるので、C=(―t)/{ln(V2/V1)*
R}となり、負荷装置の入力抵抗R,許容できる電圧低
下の割合(V2/V1)、および時間(t)より、Xコ
ンデンサの静電容量値C1の最低値が決定される。
【0010】第2の発明は、前記Xコンデンサが負荷装
置の入力抵抗値に対応して一定の時定数を満たす静電容
量値を有し、瞬間停電に対するバックアップ機能を備え
る請求項1に記載のDCラインフィルタにおいて、前記
Xコンデンサの静電容量値の和が100μFから470
mFの範囲内であることを特徴とするDCラインフィル
タである。
置の入力抵抗値に対応して一定の時定数を満たす静電容
量値を有し、瞬間停電に対するバックアップ機能を備え
る請求項1に記載のDCラインフィルタにおいて、前記
Xコンデンサの静電容量値の和が100μFから470
mFの範囲内であることを特徴とするDCラインフィル
タである。
【0011】DCラインフィルタ前段のAC/DCコン
バータの瞬間停電時間(t)が0.001秒以下であ
り、後段回路が電源電圧(Vcc)90%低下まで動作
し、入力抵抗(R)が100Ωの場合、前記の計算式;
C=(―t)/{ln(V2/V1)*R}よりXコン
デンサの静電容量値は約95μFとなるので、余裕をみ
て100μFの静電容量値は必要となる。 同様に、D
Cラインフィルタ前段のAC/DCコンバータの瞬間停
電時間(t)が0.5秒以下であり、次段回路が電源電
圧(Vcc)95%低下まで動作し、入力抵抗(R)が
25Ωの場合、前記の計算式よりXコンデンサの静電容
量値は約390mFとなるので、余裕をみて470mF
の静電容量値は必要となる。通常、次段回路が電源電圧
(Vcc)90%低下まで動作するのが限界であり、入
力抵抗(R)が25Ω以上で瞬間停電時間(t)が0.
001秒〜0.5秒を予想すれば凡そ対応できるので、
この範囲におけるXコンデンサの静電容量値は100μ
F〜470mFとなる。
バータの瞬間停電時間(t)が0.001秒以下であ
り、後段回路が電源電圧(Vcc)90%低下まで動作
し、入力抵抗(R)が100Ωの場合、前記の計算式;
C=(―t)/{ln(V2/V1)*R}よりXコン
デンサの静電容量値は約95μFとなるので、余裕をみ
て100μFの静電容量値は必要となる。 同様に、D
Cラインフィルタ前段のAC/DCコンバータの瞬間停
電時間(t)が0.5秒以下であり、次段回路が電源電
圧(Vcc)95%低下まで動作し、入力抵抗(R)が
25Ωの場合、前記の計算式よりXコンデンサの静電容
量値は約390mFとなるので、余裕をみて470mF
の静電容量値は必要となる。通常、次段回路が電源電圧
(Vcc)90%低下まで動作するのが限界であり、入
力抵抗(R)が25Ω以上で瞬間停電時間(t)が0.
001秒〜0.5秒を予想すれば凡そ対応できるので、
この範囲におけるXコンデンサの静電容量値は100μ
F〜470mFとなる。
【0012】第3の発明は、前記Xコンデンサが、ダイ
オードが並列接続されヒューズが直列接続された、複数
の電解コンデンサで構成され、放電抵抗を備えたことを
特徴とするDCラインフィルタである。
オードが並列接続されヒューズが直列接続された、複数
の電解コンデンサで構成され、放電抵抗を備えたことを
特徴とするDCラインフィルタである。
【0013】前記Xコンデンサには大きい静電容量値が
要求されるので単数または複数の電解コンデンサを用い
る。図1に示すように、逆極性の電圧が印加しないよう
にダイオードを並列接続し、電解コンデンサが破壊した
場合の対策としてヒューズを直列接続し、さらにコンデ
ンサの放電抵抗を備えたDCラインフィルタを構成す
る。
要求されるので単数または複数の電解コンデンサを用い
る。図1に示すように、逆極性の電圧が印加しないよう
にダイオードを並列接続し、電解コンデンサが破壊した
場合の対策としてヒューズを直列接続し、さらにコンデ
ンサの放電抵抗を備えたDCラインフィルタを構成す
る。
【0014】
【発明の実施の形態】コモンモードチョークコイルの一
端に、数μF以下のプラスチックフィルムコンデンサを
用いたXコンデンサとYコンデンサを備え、他端に備え
るXコンデンサの静電容量の値を、前記のC=(―t)
/{ln(V2/V1)*R}より決定する。通常の回
路では、前記Xコンデンサに静電容量値;100μFか
ら470mFの範囲内にある電解コンデンサで構成す
る。
端に、数μF以下のプラスチックフィルムコンデンサを
用いたXコンデンサとYコンデンサを備え、他端に備え
るXコンデンサの静電容量の値を、前記のC=(―t)
/{ln(V2/V1)*R}より決定する。通常の回
路では、前記Xコンデンサに静電容量値;100μFか
ら470mFの範囲内にある電解コンデンサで構成す
る。
【0015】
【実施例1】DCラインフィルタ前段のAC/DCコン
バータの瞬間停電時間(t)が0.005秒以下であ
り、後段回路が電源電圧(Vcc)90%低下まで動作
し、入力抵抗(R)が100Ωの場合、前記の計算式;
C=(―t)/{ln(V2/V1)*R}よりXコン
デンサの静電容量値は約475μFとなるので、余裕を
みて560μFの機能高分子コンデンサを採用した。
バータの瞬間停電時間(t)が0.005秒以下であ
り、後段回路が電源電圧(Vcc)90%低下まで動作
し、入力抵抗(R)が100Ωの場合、前記の計算式;
C=(―t)/{ln(V2/V1)*R}よりXコン
デンサの静電容量値は約475μFとなるので、余裕を
みて560μFの機能高分子コンデンサを採用した。
【0016】
【実施例2】実施例1と同様に、DCラインフィルタ前
段のAC/DCコンバータの瞬間停電時間(t)が0.
005秒以下であり、次段回路が電源電圧(Vcc)9
5%低下まで動作し、入力抵抗(R)が25Ωの場合、
前記の計算式よりXコンデンサの静電容量値は約390
0μFとなるので、余裕をみて4400μFとするべ
く、2200μFの電解コンデンサを2個用意した。図
1の回路図に基づき、C2,C3,C4のコンデンサ
は、メタライズフィルムを捲回したポリエステルコンデ
ンサを用い、静電容量値は、それぞれ0.47μF、
1.0μF、1.0μFとした。
段のAC/DCコンバータの瞬間停電時間(t)が0.
005秒以下であり、次段回路が電源電圧(Vcc)9
5%低下まで動作し、入力抵抗(R)が25Ωの場合、
前記の計算式よりXコンデンサの静電容量値は約390
0μFとなるので、余裕をみて4400μFとするべ
く、2200μFの電解コンデンサを2個用意した。図
1の回路図に基づき、C2,C3,C4のコンデンサ
は、メタライズフィルムを捲回したポリエステルコンデ
ンサを用い、静電容量値は、それぞれ0.47μF、
1.0μF、1.0μFとした。
【0017】コモンモードチョークコイルLha,外
径;φ25mm、内径;φ15mm、厚さ;12mmの
ケース入りのマンガン・亜鉛系のフェライトコアにポリ
エステル被覆銅線;φ1.2mmを各2本づつ4ターン
捲き、約150μHのチョークコイルをコモンモード捲
きに形成した。
径;φ25mm、内径;φ15mm、厚さ;12mmの
ケース入りのマンガン・亜鉛系のフェライトコアにポリ
エステル被覆銅線;φ1.2mmを各2本づつ4ターン
捲き、約150μHのチョークコイルをコモンモード捲
きに形成した。
【0018】その他の、溶断電流;7.5Aのヒューズ
と、5.1MΩの抵抗器、および耐逆電圧;200V、
順方向電流;20AのダイオードDiを用意した。つぎ
に、対辺に入力端子7と出力端子8およびアース端子9
を取り付けた、固定穴11を備える配線基板10に、図
1の回路図に従って前記の部品を搭載して、図3の平面
図に示す定格電圧;46V,定格電流;30AのDC電
源用の,バックアップ機能を備えるDCラインフィルタ
を構成した。
と、5.1MΩの抵抗器、および耐逆電圧;200V、
順方向電流;20AのダイオードDiを用意した。つぎ
に、対辺に入力端子7と出力端子8およびアース端子9
を取り付けた、固定穴11を備える配線基板10に、図
1の回路図に従って前記の部品を搭載して、図3の平面
図に示す定格電圧;46V,定格電流;30AのDC電
源用の,バックアップ機能を備えるDCラインフィルタ
を構成した。
【0019】
【発明の効果】AC/DCコンバータは共通電源として
用い、後段の負荷回路には複数のDC/DCコンバータ
が並列接続され、他のDC/DCコンバータの負荷回路
がON/OFF動作するようなシステム構成であって
も、次段への出力電圧が瞬時のあいだ低下しないバック
アップ機能を持ったDCラインフィルタが構成できる。
用い、後段の負荷回路には複数のDC/DCコンバータ
が並列接続され、他のDC/DCコンバータの負荷回路
がON/OFF動作するようなシステム構成であって
も、次段への出力電圧が瞬時のあいだ低下しないバック
アップ機能を持ったDCラインフィルタが構成できる。
【0020】
【図1】実施例2のDCラインフィルタ回路図を示す。
【図2】従来のDCラインフィルタ回路図を示す。
【図3】実施例2のDCラインフィルタを実装した平面
図を示す。
図を示す。
C1、C2 Xコンデンサ C3、C4 Yコンデンサ C5 電解コンデンサ L コモンモードチョークコイル Di ダイオード R 放電用の高抵抗 7 入力端子 8 出力端子 9 アース端子 10 配線基板 11 固定穴
Claims (3)
- 【請求項1】 DC電源に接続されるラインフィルタで
あって、コモンモードチョークコイルの一端にXコンデ
ンサとYコンデンサを備え、他端に備えるXコンデンサ
が負荷装置の入力抵抗値に対応して一定の時定数を満た
す静電容量値を有し、瞬間停電に対するバックアップ機
能を備えることを特徴とするDCラインフィルタ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のDCラインフィルタに
おいて、前記Xコンデンサの静電容量値の和が100μ
Fから470mFの範囲内であることを特徴とするDC
ラインフィルタ。 - 【請求項3】 請求項2に記載のDCラインフィルタに
おいて、前記Xコンデンサが、ダイオードが並列接続さ
れヒューズが直列接続された、複数の電解コンデンサで
構成され、放電抵抗を備えたことを特徴とするDCライ
ンフィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000278011A JP2002094348A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Dcラインフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000278011A JP2002094348A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Dcラインフィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002094348A true JP2002094348A (ja) | 2002-03-29 |
Family
ID=18763240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000278011A Pending JP2002094348A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Dcラインフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002094348A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2010100737A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
US7821760B2 (en) * | 2003-05-28 | 2010-10-26 | Audio-Labo Corporation | Counter electromotive force prevention unit |
CN102044981A (zh) * | 2009-10-16 | 2011-05-04 | 深圳Tcl新技术有限公司 | 带有电容放电电路的开关电源 |
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JP2013126360A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Denso Corp | 電力変換装置の放電およびノイズ低減装置 |
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US11955293B2 (en) | 2018-06-28 | 2024-04-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power storage device, power supply device, moving body, capacitor, and method for protecting power storage device |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000278011A patent/JP2002094348A/ja active Pending
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