JP6863187B2 - ラインノイズ試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラインノイズ試験装置に関する。

下記非特許文献１には、方形波インパルスノイズ試験器が公開されている。この方形波インパルスノイズ試験器は、所謂ＥＭＣ試験器の一種であり、電源ラインを介して被試験装置（電気機器）に侵入するインパルスノイズに対する耐性を評価するために、上記電源ラインにインパルスノイズが付加された交流電源を被試験装置に供給する。このような方形波インパルスノイズ試験器は、交流電源発生部とインパルスノイズ発生部とを備えており、ラインノイズ試験器あるいはラインノイズ試験装置とも言われている。

株式会社ノイズ研究所 テストラボ船橋、「方形波インパルスノイズ試験」、［online］、［平成２９年９月１日検索］、インターネット＜www.noiseken.co.jp/uploads/photos0/211.pdf＞

ところで、ラインノイズ試験装置は、上記交流電源発生部とインパルスノイズ発生部とに加えてＬＣフィルタが備えられている。このＬＣフィルタは、交流電源発生部とインパルスノイズ発生部との間に設けられており、インパルスノイズが交流電源発生部に流入することを抑制するためのローパスフィルタである。一方、被試験装置は、電源ラインに接続されたコンデンサを備えてる。このコンデンサは、ラインノイズ試験装置から交流電源の供給が開始された際に、突入電流を電源ラインを介して被試験装置に流入させる。

このようなラインノイズ試験装置におけるＬＣフィルタと被試験装置のコンデンサとは、ラインノイズ試験装置から被試験装置に交流電源の供給が開始された際に突入電流の共振現象を起こす場合がある。この突入電流の共振現象が発生した場合、当該共振現象が落ち着くまでの間、被試験装置の試験を開始することができないという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、被試験装置に電源の供給を開始した際の不要現象を抑制あるいは防止することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、ラインノイズ試験装置に係る第１の解決手段として、ノイズ信号を発生するノイズ発生回路と、一方の入出力端が電源に接続され、他方の入出力端が前記ノイズ発生回路に接続されたＬＣローパスフィルタと、被試験装置における突入電流あるいは前記ＬＣローパスフィルタと前記被試験装置との共振を所定時間に亘って防止する不要現象防止回路とを備え、前記ノイズ信号が重畳した電源を試験用電源として前記不要現象防止回路から前記被試験装置に出力する、という手段を採用する。

本発明では、ラインノイズ試験装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記不要現象防止回路は、前記ＬＣローパスフィルタと前記被試験装置との間への抵抗器の挿入／非挿入を切り替える抵抗挿入切替回路と、前記試験信号の前記被試験装置への出力開始から所定時間を計時し、タイムアップ前に前記抵抗器を挿入するように前記抵抗挿入切替回路を制御し、タイムアップ後には前記抵抗器を非挿入とするように前記抵抗挿入切替回路を制御するタイマリレーとを備える、という手段を採用する。

本発明では、ラインノイズ試験装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記ＬＣローパスフィルタ及び前記不要現象防止回路は一体として設けられ、前記ノイズ発生回路は、前記ＬＣローパスフィルタ及び前記不要現象防止回路に対して別体として設けられる、という手段を採用する。

本発明では、ラインノイズ試験装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記ノイズ発生回路及び前記ＬＣローパスフィルタは一体として設けられ、前記不要現象防止回路は、前記ノイズ発生回路及び前記ＬＣローパスフィルタに対して別体として設けられる、という手段を採用する。

本発明では、ラインノイズ試験装置に係る第５の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記不要現象防止回路は、前記電源と前記被試験装置との間への前記ＬＣローパスフィルタの挿入／非挿入を切り替えるフィルタ挿入切替回路と、前記試験信号の前記被試験装置への出力開始から所定時間を計時し、タイムアップ前に前記ＬＣローパスフィルタを挿入するように前記フィルタ挿入切替回路を制御し、タイムアップ後には前記ＬＣローパスフィルタを非挿入とするように前記フィルタ挿入切替回路を制御するタイマリレーとを備える、という手段を採用する。

本発明によれば、被試験装置における突入電流あるいはＬＣローパスフィルタと被試験装置との共振を所定時間に亘って防止する不要現象防止回路とを備えるので、被試験装置に電源の供給を開始した際の不要現象を抑制あるいは防止することが可能である。

本発明の第１実施形態に係るラインノイズ試験装置及び被試験装置の回路図である。 本発明の第２実施形態に係るラインノイズ試験装置及び被試験装置の回路図である。 本発明の第３実施形態に係るラインノイズ試験装置及び被試験装置の回路図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態に係るラインノイズ試験装置は、図１に示すように、別体である試験装置本体Ｍと突入電流防止装置Ｓとから構成されている。試験装置本体Ｍは、外部から供給される交流電源（商用電源）にノイズ信号を重畳させ、試験用電源として突入電流防止装置Ｓに出力する。突入電流防止装置Ｓは、上記試験用電源の被試験装置Ｅへの供給開始時に発生する突入電流（不要現象）を防止する回路（不要現象防止回路）であり、上記試験用電源を被試験装置Ｅに供給する。

ここで、本第１実施形態における被試験装置Ｅは、被試験装置Ｅの電源ラインから見た入力インピーダンスとして静電容量を有する。この静電容量は、図１に示すように、被試験装置Ｅに備えられた電源回路、つまり試験用電源に含まれる交流電源がら直流電源を生成する整流回路の平滑コンデンサ８（容量性負荷）に起因するものである。

試験装置本体Ｍ及び突入電流防止装置Ｓについてさらに詳細を説明すると、試験装置本体Ｍは、ＬＣフィルタ１及びノイズ波形生成回路２、第１カップリングコンデンサ３及び第２カップリングコンデンサ４を備えている。一方、突入電流防止装置Ｓは、抵抗挿入切替回路５、ＡＣ／ＤＣコンバータ６及びタイマリレー７を備えている。ただし、ＡＣ／ＤＣコンバータは入力が直流電圧の場合はＤＣ／ＤＣコンバータとなる。

すなわち、本第１実施形態では、ＬＣフィルタ１及びノイズ波形生成回路２、第１カップリングコンデンサ３及び第２カップリングコンデンサ４が試験装置本体Ｍとして一体に設けられ、また抵抗挿入切替回路５、ＡＣ／ＤＣコンバータ６及びタイマリレー７は、突入電流防止装置Ｓとして一体に設けられている。

ＬＣフィルタ１は、一方の入出力端（２つの端子ａ、ｂ）と他方の入出力端（２つの端子ｃ、ｄ）を備える４端子回路であり、一方の入出力端と一方の出力端との間にコイル１ａが設けられ、一方の出力端と他方の出力端との間にコンデンサ１ｂが設けられている。このＬＣフィルタ１は、交流電源を通過させると共に、ノイズ波形生成回路２から出力されるノイズ信号が交流電源（商用電源）に流れ込むことを防止するＬＣローパスフィルタである。

ノイズ波形生成回路２は、パルス状のノイズ信号を生成するノイズ発生回路であり、一対の出力端子を備えている。第１カップリングコンデンサ３は、ＬＣフィルタ１の端子ｃとノイズ波形生成回路２の一方の出力端との間に設けられている。すなわち、第１カップリングコンデンサ３は、一端がＬＣフィルタ１の端子ｃに接続され、他端がノイズ波形生成回路２の一方の出力端に接続されている。

第２カップリングコンデンサ４は、ＬＣフィルタ１の端子ｄとノイズ波形生成回路２の他方の出力端との間に設けられている。すなわち、第２カップリングコンデンサ４は、一端がＬＣフィルタ１の端子ｄに接続され、他端がノイズ波形生成回路２の他方の出力端に接続されている。このような第１、第２カップリングコンデンサ３、４は、ノイズ波形生成回路２をＬＣフィルタ１及び突入電流防止装置Ｓに交流的に、つまり直流結合を廃した状態で結合させる。

抵抗挿入切替回路５は、入力端ｅ及び出力端ｆ、また選択スイッチ５ａ及びサーミスタ５ｂを備えた２端子回路であり、ＬＣフィルタ１と被試験装置Ｅとの間へのサーミスタ５ｂの挿入／非挿入を選択スイッチ５ａで切り替える。すなわち、入力端ｅはＬＣフィルタ１の端子ｃに接続され、出力端ｆは被試験装置Ｅにおける一方の電源ラインに接続されている。

選択スイッチ５ａは、１つの可動接点と２つの固定接点とを備え、可動接点が入力端ｅに接続され、一方の固定接点が出力端ｆに接続され、他方の固定接点がサーミスタ５ｂの一端に接続されている。サーミスタ５ｂは、一端が選択スイッチ５ａにおける他方の固定接点に接続され、他端が上記出力端ｆに接続されている。このサーミスタ５ｂは、周囲温度の上昇に従って抵抗値が低下する温度依存性の抵抗器である。

ＡＣ／ＤＣコンバータ６は、一方の入力端がＬＣフィルタ１の端子ｃに接続され、他方の入力端がＬＣフィルタ１の端子ｄに接続された直流電源回路であり、試験用電源に含まれる交流電力から直流電源を生成してタイマリレー７に供給する。タイマリレー７は、試験用電源の被試験装置Ｅへの出力開始から所定時間Ｔを計時し、当該計時の状態に基づいて抵抗挿入切替回路５を制御する。すなわち、このタイマリレー７は、所定時間Ｔの計時の終了前（タイムアップ前）においてサーミスタ５ｂを挿入するように抵抗挿入切替回路５を制御し、所定時間Ｔの計時の終了後（タイムアップ後）には、サーミスタ５ｂを非挿入とするように抵抗挿入切替回路５を制御する。

続いて、このように構成された第１実施形態に係るラインノイズ試験装置の動作について詳しく説明する。

このラインノイズ試験装置は、作業員によって作動スイッチ（図示略）が押下されることによって試験用電源の被試験装置Ｅへの出力を開始するが、この給電開始からタイマリレー７がタイムアップするまでの間、抵抗挿入切替回路５はサーミスタ５ｂを挿入するようにタイマリレー７によって制御される。すなわち、タイマリレー７の計時開始（つまり給電開始）から所定時間Ｔの計時が終了するまでの間、被試験装置Ｅにはサーミスタ５ｂを介して試験用電源が供給される。

したがって、このラインノイズ試験装置によれば、給電開始における突入電流（不要現象）の発生を抑制あるいは防止することができる。このような本第１実施形態に係るラインノイズ試験装置によれば、給電開始における突入電流（不要現象）が発生しないので、速やかにラインノイズ試験を実施することが可能になる。

また、このラインノイズ試験装置では、タイマリレー７が計時開始から所定時間Ｔが経過してタイムアップすると、抵抗挿入切替回路５はサーミスタ５ｂの挿入状態から非挿入状態に切り替わる。したがって、タイマリレー７の計時開始（つまり給電開始）から所定時間Ｔが経過して以降、被試験装置Ｅにはサーミスタ５ｂを介することなく試験用電源が供給される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るラインノイズ試験装置は、図２に示すように、ＬＣフィルタ１、第１カップリングコンデンサ３、第２カップリングコンデンサ４、抵抗挿入切替回路５、ＡＣ／ＤＣコンバータ６及びタイマリレー７が試験装置本体Ｍａとして一体に設けられ、ノイズ波形生成回路２が試験装置本体Ｍａに対して別体として設けられている。

このような試験装置本体Ｍａとノイズ波形生成回路２とは、同軸ケーブル等の信号線Ｃによって相互接続されている。すなわち、ノイズ波形生成回路２から出力されたノイズ信号は、信号線Ｃを介して試験装置本体Ｍａに供給され、ＬＣフィルタ１から出力される交流電力に重畳される。

このような第２実施形態に係るラインノイズ試験装置によれば、ノイズ波形生成回路２が試験装置本体Ｍａに対して着脱自在なので、異なるノイズ信号を出力するノイズ波形生成回路２を試験装置本体Ｍａに接続することにより、被試験装置Ｅのラインノイズ試験に使用するノイズ信号を容易に変更することが可能である。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態に係るラインノイズ試験装置は、図３に示すように、第２実施形態に係るラインノイズ試験装置において、抵抗挿入切替回路５に代えてフィルタ挿入切替回路９が設けられた試験装置本体Ｍｂを備える。

このフィルタ挿入切替回路９は、選択スイッチ９ａと、当該選択スイッチ９ａの一方の固定接点とＬＣフィルタ１の端子ｃとを接続する接続線９ｂとを備えており、交流電源と被試験装置Ｅとの間へのＬＣフィルタ１の挿入／非挿入を切り替える。すなわち、このフィルタ挿入切替回路９は、交流電力の伝送路にＬＣフィルタ１を挿入するか、あるいはＬＣフィルタ１を非挿入にするかを切り替える回路である。

このような第３実施形態に係るラインノイズ試験装置では、フィルタ挿入切替回路９は、試験用電源の出力を開始からタイマリレー７がタイムアップするまでの間、交流電源の伝送路にＬＣフィルタ１を挿入させない。すなわち、このラインノイズ試験装置によれば、試験用電源の出力を開始から所定時間Ｔに亘って被試験装置Ｅの平滑コンデンサ８（容量性負荷）とＬＣフィルタ１との共振（不要現象）を抑制あるいは防止することができる。したがって、本第３実施形態に係るラインノイズ試験装置によれば、被試験装置Ｅの平滑コンデンサ８（容量性負荷）と試験装置本体ＭｂのＬＣフィルタ１との共振（不要現象）が発生しないので、速やかにラインノイズ試験を実施することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記第１、第２実施形態は、試験用電源の被試験装置Ｅへの供給開始時における不要現象として突入電流を防止するものであり、上記第３実施形態は、このような不要現象として共振を防止するものであるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、突入電流や共振以外の不要現象に適用することが可能である。

（２）上記第１、第２実施形態は、サーミスタ５ｂを採用したが、本発明はこれに限定されない。例えばサーミスタ５ｂに代えて一般的な抵抗器、つまり温度依存性が顕著でない抵抗器を採用してもよい。

（３）上記第３実施形態では、選択スイッチ９ａと接続線９ｂとによってフィルタ挿入切替回路９を構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、接続線９ｂに代えて、平滑コンデンサ８との共振周波数が比較的な可くなるようなインダクタンス、つまり平滑コンデンサ８との共振がラインノイズ試験の妨げにならないようなコイルを採用してもよい。

Ｅ 被試験装置
Ｍ、Ｍａ、Ｍｂ 試験装置本体
Ｓ 突入電流防止装置
１ ＬＣフィルタ
２ ノイズ波形生成回路
３ 第１カップリングコンデンサ
４ 第２カップリングコンデンサ
５ 抵抗挿入切替回路
５ａ 選択スイッチ
５ｂ サーミスタ
６ ＡＣ／ＤＣコンバータ
７ タイマリレー７
８ 平滑コンデンサ
９ａ 選択スイッチ
９ｂ 接続線

Claims (5)

1. ノイズ信号を発生するノイズ発生回路と、
   一方の入出力端が電源に接続され、他方の入出力端が前記ノイズ発生回路に接続されたＬＣローパスフィルタと、
   被試験装置における突入電流あるいは前記ＬＣローパスフィルタと前記被試験装置との共振を所定時間に亘って防止する不要現象防止回路とを備え、
   前記ノイズ信号が重畳した電源を試験用電源として前記不要現象防止回路から前記被試験装置に出力することを特徴とするラインノイズ試験装置。
2. 前記不要現象防止回路は、
   前記ＬＣローパスフィルタと前記被試験装置との間への抵抗器の挿入／非挿入を切り替える抵抗挿入切替回路と、
   前記試験用電源への出力開始から所定時間を計時し、タイムアップ前に前記抵抗器を挿入するように前記抵抗挿入切替回路を制御し、タイムアップ後には前記抵抗器を非挿入とするように前記抵抗挿入切替回路を制御するタイマリレーと
   を備えることを特徴とする請求項１記載のラインノイズ試験装置。
3. 前記ＬＣローパスフィルタ及び前記不要現象防止回路は一体として設けられ、
   前記ノイズ発生回路は、前記ＬＣローパスフィルタ及び前記不要現象防止回路に対して別体として設けられることを特徴とする請求項１または２記載のラインノイズ試験装置。
4. 前記ノイズ発生回路及び前記ＬＣローパスフィルタは一体として設けられ、
   前記不要現象防止回路は、前記ノイズ発生回路及び前記ＬＣローパスフィルタに対して別体として設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラインノイズ試験装置。
5. 前記不要現象防止回路は、
   前記電源と前記被試験装置との間への前記ＬＣローパスフィルタの挿入／非挿入を切り替えるフィルタ挿入切替回路と、
   前記試験用電源の前記被試験装置への出力開始から所定時間を計時し、タイムアップ前に前記ＬＣローパスフィルタを挿入するように前記フィルタ挿入切替回路を制御し、タイムアップ後には前記ＬＣローパスフィルタを非挿入とするように前記フィルタ挿入切替回路を制御するタイマリレーと
   を備えることを特徴とする請求項１記載のラインノイズ試験装置。

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