TWI679382B - 空氣調和機之室外機、及空氣調和機 - Google Patents
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Abstract
[課題] 提供可靠性高、且低成本的空氣調和機之室外機等。 [解決手段] 用以驅動壓縮機的額定電流為預定值以上的壓縮機用變流器電路(5e)、及用以驅動室外風扇的額定電流為未達前述預定值的風扇用變流器電路(5f)被構裝在一塊控制基板(B),壓縮機用變流器電路(5e)及風扇用變流器電路(5f)係透過配線(p、q、m、n)而連接在將交流電壓轉換成直流電壓的交直流轉換器(5b),在配線(m、n)係設有將電雜訊減低的共模線圈(5g)。
Description
本發明係關於空氣調和機之室外機、及空氣調和機。
關於構裝用以驅動室外機之壓縮機的壓縮機用變流器、或用以驅動室外風扇的風扇用變流器等的基板,已知例如專利文獻1所記載之技術。亦即,在專利文獻1中係記載:將「壓縮機用變流器電路、…複數風扇用變流器電路及…運算裝置(微電腦)」構裝在一塊變流器基板。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2016/006106號
(發明所欲解決之課題)
一般而言,流至壓縮機用變流器電路的電流係大於流至風扇用變流器電路的電流。在專利文獻1所記載的技術中,因前述電流大小不同、或基板的配線圖案的阻抗等,有在壓縮機用變流器電路的基準電位(母線的電位)、與小電流用變流器電路的基準電位(母線的電位)之間產生電位差的可能性。該電位差由於伴隨各變流器電路所具備的切換元件的ON/OFF而在時間上一點一點地變動,因此發生電雜訊,視情況,有引起風扇用變流器電路等錯誤動作的可能性。因此,圖求更加提高空氣調和機的可靠性,此外,達成低成本化。
因此,本發明之課題在提供可靠性高、且低成本的空氣調和機之室外機等。 (解決課題之手段)
為解決前述課題,本發明之特徵為:用以驅動壓縮機的額定電流為預定值以上的大電流用變流器電路、及用以驅動室外風扇的額定電流為未達前述預定值的小電流用變流器電路被構裝在一塊控制基板,前述大電流用變流器電路及前述小電流用變流器電路係其輸入側透過配線而連接在將交流電壓轉換成直流電壓的交直流轉換器,在前述配線係設有將電雜訊減低的雜訊減低元件。其中,前述之「配線」係包含控制基板(印刷基板)的配線圖案。 (發明之效果)
藉由本發明,可提供可靠性高、且低成本的空氣調和機之室外機等。
≪第1實施形態≫ <空氣調和機的構成> 圖1係空氣調和機W所具備的冷媒電路Q的說明圖。 其中,圖1的實線箭號係表示暖氣設備運轉時的冷媒流。此外,圖1的虛線箭號係表示冷氣設備運轉時的冷媒流。 圖1所示之空氣調和機W係藉由以冷凍循環(熱泵循環)使冷媒作循環,來進行空調的機器。
如圖1所示,空氣調和機W係具備有:壓縮機1、室外熱交換器2、室外風扇3、四通閥4、及室外控制電路5,該等機器被設在室外機Go。此外,空氣調和機W係前述構成之外,具備有:膨脹閥6、室內熱交換器7、室內風扇8、及室內控制電路9,該等機器被設在室內機Gi。
壓縮機1係藉由壓縮機馬達1a(圖2中記載為「CM」)的驅動,壓縮低溫低壓的氣體冷媒,吐出為高溫高壓的氣體冷媒的機器。
室外熱交換器2係在於其傳熱管(未圖示)通流的冷媒、與由室外風扇3被送入的外氣之間進行熱交換的熱交換器。 室外風扇3係藉由室外風扇馬達3a(圖2中記載為「FM」)的驅動,將外氣送入至室外熱交換器2的風扇,被設置在室外熱交換器2的附近。
室內熱交換器7係在於其傳熱管(未圖示)通流的冷媒、與由室內風扇8被送入的室內空氣(被空調空間的空氣)之間進行熱交換的熱交換器。 室內風扇8係藉由室內風扇馬達8a的驅動,將室內空氣送入至室內熱交換器7的風扇,被設置在室內熱交換器7的附近。
膨脹閥6係具有將以「冷凝器」(室外熱交換器2及室內熱交換器7的其中一方)進行冷凝後的冷媒進行減壓的功能。在膨脹閥6中被減壓的冷媒係被導引至「蒸發器」(室外熱交換器2及室內熱交換器7的另一方)。其中,在圖1中係顯示在室內機Gi設置膨脹閥6之例,但是亦可在室外機Go設置膨脹閥,此外,亦可在室內機Gi及室外機Go的各個適當設置膨脹閥。
四通閥4係按照空氣調和機W的運轉模式,切換冷媒流路的閥。例如,在冷氣設備運轉時(參照虛線箭號),在壓縮機1、室外熱交換器2(冷凝器)、膨脹閥6、及室內熱交換器7(蒸發器)透過四通閥4而以環狀依序相連接而成的冷媒電路Q中,冷媒以冷凍循環作循環。
此外,在暖氣設備運轉時(參照實線箭號),在壓縮機1、室內熱交換器7(冷凝器)、膨脹閥6、及室外熱交換器2(蒸發器)透過四通閥4而以環狀依序相連接而成的冷媒電路Q中,冷媒以冷凍循環作循環。
亦即,在依序透過壓縮機1、「冷凝器」、膨脹閥6、及「蒸發器」,冷媒以冷凍循環作循環的冷媒電路Q中,前述之「冷凝器」及「蒸發器」的一方為室外熱交換器2,另一方為室內熱交換器7。
室外控制電路5雖未圖示,構成為包含:CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、各種介面等電子電路。接著,讀出記憶在ROM的程式,在RAM展開,CPU執行各種處理。室外控制電路5係根據由室內控制電路9透過通訊線路(未圖示)所接收到的資料、或各感測器(未圖示)的檢測值等,控制壓縮機馬達1a、室外風扇馬達3a、四通閥4等。
室內控制電路9雖未圖示,構成為包含:CPU、ROM、RAM、各種介面等電子電路。室內控制電路9係根據由室外控制電路5透過通訊線路(未圖示)所接收到的資料、或各感測器(未圖示)的檢測值、來自遙控器(未圖示)的訊號等,控制膨脹閥6或室內風扇馬達8a。
<室外控制電路的構成> 圖2係空氣調和機W的室外機Go所具備的室外控制電路5的構成圖。 如圖2所示,室外控制電路5係具備有:雜訊濾波器5a、交直流轉換器5b、及減振電容器5c、5d。此外,室外控制電路5係前述構成之外,具備有:壓縮機用變流器電路5e、風扇用變流器電路5f、及共模線圈5g(雜訊減低元件)。此外,室外控制電路5係具備有:電流感測器5h、分路電阻器5i、過電流檢測電路5j、5k、瞬時電流檢測電路5r、MCU(Micro Controller Unit,微控制器單元)5s、及驅動機IC(Integrated Circuit,積體電路)5t、5u。
圖2所示之雜訊濾波器5a係使由三相的交流電源E所被施加的交流電壓的雜訊衰減的濾波器電路。 交直流轉換器5b係將透過雜訊濾波器5a而被施加於自身的交流電壓轉換成直流電壓的電路。交直流轉換器5b的輸入側(交流側)係連接於雜訊濾波器5a。交直流轉換器5b的輸出側(直流側)係透過配線p、q而連接於壓縮機用變流器電路5e,此外,透過配線p、q的一部分及配線m、n而亦連接於風扇用變流器電路5f。
如圖2所示,交直流轉換器5b係具備有:整流電路51b、及平滑電容器52b。 整流電路51b係三對二極體(未圖示)連接成橋形之周知的二極體橋接電路。 平滑電容器52b係用以將由整流電路51b所被施加的電壓(進行脈動的直流電壓)平滑化的電解電容器。平滑電容器52b的正極係連接於配線p,負極係連接於配線q。
減振電容器5c係抑制伴隨壓縮機用變流器電路5e之切換的突波電壓的電容器,被設在壓縮機用變流器電路5e的輸入側(直流側)。
壓縮機用變流器電路5e係將由交直流轉換器5b所被施加的直流電壓轉換成預定的交流電壓,且藉由該交流電壓來驅動壓縮機馬達1a的電路。亦即,壓縮機用變流器電路5e係其輸入側透過配線p、q而連接於交直流轉換器5b,且輸出側連接於壓縮機馬達1a。
如圖2所示,壓縮機用變流器電路5e係形成為上臂的切換元件Su、與下臂的切換元件Sd作串聯連接而成的第1接腳/第2接腳/第3接腳彼此作並聯連接的構成。前述之第1接腳的中間端子、第2接腳的中間端子、及第3接腳的中間端子係分別連接於壓縮機馬達1a的繞組(未圖示)。此外,在各切換元件Su、Sd係分別反向並聯連接有續流二極體D。 其中,壓縮機用變流器電路5e係相當於用以驅動壓縮機1的額定電流(例如20[A])為預定值(例如10[A])以上的「大電流用變流器電路」。
風扇用變流器電路5f係將由交直流轉換器5b所被施加的直流電壓轉換成預定的交流電壓,且藉由該交流電壓來驅動室外風扇馬達3a的電路。亦即,風扇用變流器電路5f係其輸入側透過配線m、n等而連接於交直流轉換器5b,輸出側連接於室外風扇馬達3a。風扇用變流器電路5f係成為與壓縮機用變流器電路5e相同的構成。 其中,風扇用變流器電路5f係相當於用以驅動室外風扇3的額定電流(例如0.5[A])為未達預定值(例如10[A])的「小電流用變流器電路」。
此外,在連接於壓縮機用變流器電路5e或風扇用變流器電路5f之輸入側的「配線」係包含有「第1配線」及「第2配線」。前述「第1配線」係將交直流轉換器5b與壓縮機用變流器電路5e相連接的配線p、q。 此外,前述「第2配線」係其一端連接於「第1配線」,另一端連接於風扇用變流器電路5f的配線m、n。若更加詳細說明之,正側的配線m係其一端連接於配線p(平滑電容器52b與減振電容器5c之間),另一端連接於風扇用變流器電路5f。此外,負側的配線n係其一端連接於配線q(平滑電容器52b與減振電容器5c之間),另一端連接於風扇用變流器電路5f。
圖2所示之減振電容器5d係抑制伴隨風扇用變流器電路5f之切換的突波電壓的電容器,被設在風扇用變流器電路5f的輸入側(直流側)。
共模線圈5g係將電雜訊減低的雜訊濾波器線圈,設在配線m、n。該共模線圈5g係形成為以對呈環狀的鐵心(未圖示)形成為加極性的方式,捲繞配線m、n的一部分的構成。接著,若流通因壓縮機用變流器電路5e的「基準電位」、與風扇用變流器電路5f的「基準電位」的電位差而起的電流時,在共模線圈5g所發生的磁通互相加強而電感增加,使前述之電流衰減。
其中,壓縮機用變流器電路5e的「基準電位」係指構成壓縮機用變流器電路5e的下臂的切換元件Sd的射極側的電位。在圖1所示之例中,壓縮機用變流器電路5e的切換元件Sd的射極側係予以接地。此外,風扇用變流器電路5f的「基準電位」係指構成風扇用變流器電路5f的下臂的切換元件Sd的射極側的電位。
電流感測器5h係檢測流至壓縮機用變流器電路5e的電流的感測器,在配線q中,被設在減振電容器5c與壓縮機用變流器電路5e之間。 分路電阻器5i係檢測流至風扇用變流器電路5f的電流的感測器,在配線n中,被設在減振電容器5d與風扇用變流器電路5f之間。
過電流檢測電路5j係根據電流感測器5h的檢測值,判定(檢測)在壓縮機用變流器電路5e是否流通過電流的電路。 其他過電流檢測電路5k係根據分路電阻器5i之兩端的電位差,判定(檢測)在風扇用變流器電路5f是否流通過電流的電路。
瞬時電流檢測電路5r係根據分路電阻器5i的兩端的電位差,檢測流至風扇用變流器電路5f的電流的瞬時值的電路。 MCU5s係根據電流感測器5h或瞬時電流檢測電路5r的檢測值等,藉由PWM控制(Pulse Width Modulation,脈衝寬度調變),對驅動機IC5t、5u輸出預定的控制訊號。
驅動機IC5t係根據由MCU5s被輸入的控制訊號,切換壓縮機用變流器電路5e的各切換元件Su、Sd的ON/OFF。 其他驅動機IC5u係根據由MCU5s被輸入的控制訊號,切換風扇用變流器電路5f的各切換元件Su、Sd的ON/OFF。
圖3係構裝空氣調和機W的室外控制電路5的控制基板B的說明圖。 其中,在圖3中係省略圖2所示之電流感測器5h、分路電阻器5i、過電流檢測電路5j、5k、瞬時電流檢測電路5r、及驅動機IC5t、5u的圖示。 圖3所示之控制基板B係構裝構成室外控制電路5的各電子零件的印刷基板。其中,圖3所示之配線p、q、m、n等係形成為控制基板B的配線圖案。
如圖3所示,雜訊濾波器5a、交直流轉換器5b、減振電容器5c、5d、共模線圈5g、壓縮機用變流器電路5e、風扇用變流器電路5f、或MCU5s等電子零件被構裝在一塊控制基板B。若更加詳細說明之,在控制基板B的中央附近設置共模線圈5g,且以包圍該共模線圈5g的方式配置有其他電子零件。藉此,可縮短形成在控制基板B的配線圖案(配線m、n等)的長度。因此,可減低配線圖案的阻抗,進而抑制伴隨壓縮機用變流器電路5e等之切換動作的電雜訊。此外,藉由將各電路構裝在一塊控制基板B,可達成控制基板B的小型化/低成本化。
<作用/效果> 若壓縮機1被驅動(參照圖1),在壓縮機用變流器電路5e係流通相對較大的(例如20[A]的)電流。此外,若室外風扇馬達3a進行驅動,在風扇用變流器電路5f係流通相對較小的(例如0.5[A]的)電流。在此,配線p、q、m、n等的配線圖案係具有預定的阻抗,因此如前所述,在壓縮機用變流器電路5e的基準電位、與風扇用變流器電路5f的基準電位之間產生電位差。該電位差係伴隨壓縮機用變流器電路5e等的切換動作而經時性變動,發生電雜訊。尤其,有電雜訊對流通小電流的風扇用變流器電路5f的不良影響之虞。
因此,在本實施形態中,在風扇用變流器電路5f側的配線m、n設置共模線圈5g,藉此減低前述基準電位之間的電位差,抑制電雜訊。藉此,可防止風扇用變流器電路5f等的錯誤動作,且可將空氣調和機W的可靠性比以往更為提高。
此外,共模線圈5g係與作為其他種類的雜訊減低元件的鐵磁體鐵心不同,被直接構裝在控制基板B。亦即,由於不需要在控制基板B的外部透過配線連接共模線圈5g,因此因未設置外部配線的部分而可刪減製造成本。此外,亦可達成收容控制基板B的電子零件箱(未圖示)的小型化。
此外,在本實施形態中,壓縮機用變流器電路5e及風扇用變流器電路5f被構裝在同一控制基板B。假設將各變流器電路構裝在個別的控制基板,產生設置將各控制基板的電子零件作電性連接的線束(harness)(未圖示)的必要,但是在本實施形態中,並不需要設置前述之線束。藉此,可刪減室外機Go的製造成本,此外,達成收容控制基板B的電子零件箱(未圖示)的小型化。
此外,壓縮機用變流器電路5e及風扇用變流器電路5f藉由一個MCU5s予以控制。因此,與設置複數MCU的構成相比,可達成空氣調和機W的低成本化。
≪第2實施形態≫ 第2實施形態係空氣調和機W具備2個室外風扇(未圖示),與2個室外風扇以一對一對應,設置2個風扇用變流器電路51f、52f(參照圖4),此點與第1實施形態不同。其中,關於其他,係與第1實施形態相同。因此,說明與第1實施形態不同的部分,關於重複的部分,則省略說明。
圖4係構裝空氣調和機的室外控制電路5A的控制基板BA的說明圖。 其中,在圖4中係省略第1實施形態中所說明的電流感測器5h(參照圖2)、分路電阻器5i、過電流檢測電路5j、5k、瞬時電流檢測電路5r、及驅動機IC5t、5u等的圖示。 空氣調和機之室外機(未圖示)係如前所述,具備有2個室外風扇(未圖示)。一方室外風扇的驅動源亦即室外風扇馬達31a係連接於風扇用變流器電路51f(小電流用變流器電路)。另一方室外風扇的驅動源亦即室外風扇馬達32a係連接於其他風扇用變流器電路52f(小電流用變流器電路)。
接著,壓縮機用變流器電路5e、共模線圈5g、MCU5s等之外,與2個室外風扇以一對一對應的2個風扇用變流器電路51f、52f被構裝在一塊控制基板BA。
此外,對應2個風扇用變流器電路51f、52f,配線m、n(第2配線)分別分歧成2個。若更加詳細說明之,正側的配線m係一端連接於配線p,在另一端側分歧成2個,其另一端連接於風扇用變流器電路51f、52f。同樣地,負側的配線n係一端連接於配線q,在另一端側分歧成2個,其另一端連接於風扇用變流器電路51f、52f。在該等配線m、n中,在比該分歧點m1、n1更接近一端側(配線p、q側),設有一個共模線圈5g(雜訊減低元件)。藉由該共模線圈5g,尤其可抑制風扇用變流器電路51f、52f的電雜訊。
<效果> 藉由第2實施形態,在控制基板BA構裝2個風扇用變流器電路51f、52f的構成中,亦可藉由1個共模線圈5g來適當抑制電雜訊。
此外,與對應2個風扇用變流器電路51f、52f,各一個地設置共模線圈(亦即設置2個共模線圈)的構成相比,可達成空氣調和機的低成本化。此外,亦可達成收容控制基板BA的電子零件箱(未圖示)的小型化。
≪變形例≫ 以上,關於本發明之空氣調和機W等,在實施形態中進行說明,惟本發明並非為限定於該等記載者,可進行各種變更。 例如,在各實施形態中,係說明使用共模線圈5g作為減低電雜訊的「雜訊減低元件」的構成,但是不限於此。亦即,亦可使用鐵磁體鐵心(雜訊減低元件:未圖示)來取代共模線圈5g。此時,將配線m、n的一部分拉繞到控制基板B的外側,且在控制基板B的外側,在配線m、n設置鐵磁體鐵心即可。在如上所示之構成中,亦可抑制風扇用變流器電路5f等的電雜訊。
此外,在第2實施形態中,係說明在2個室外風扇(未圖示)設置以一對一對應的2個風扇用變流器電路51f、52f(參照圖4)的構成,惟不限於此。亦即,室外風扇或風扇用變流器電路的個數亦可為3個以上。換言之,亦可為將與複數室外風扇以一對一對應的複數風扇用變流器電路,連同壓縮機用變流器電路5e等一起構裝在一塊控制基板B的構成。在如上所示之構成中,較佳為對應複數風扇用變流器電路,配線m、n(第2配線)分歧成複數,在配線m、n中,在比各分歧點更接近一端側(配線p、q側),設置一個共模線圈5g(雜訊減低元件)。藉此,在各個的風扇用變流器電路中,可適當抑制電雜訊之故。
此外,在各實施形態中,係說明室內機Gi(參照圖1)及室外機Go(參照圖1)各設置一台的構成,惟不限於此。亦即,亦可設置作並聯連接的複數台室內機,亦可設置作並聯連接的複數台室外機。 此外,在各實施形態中所說明的空氣調和機W係可適用於大樓用多路空氣調節器或設備用套裝空氣調節器、房間空氣調節器等各種種類的空氣調節器。
此外,各實施形態係詳細記載,俾以易於理解本發明來進行說明者,並不一定限定於具備所說明的全部構成者。此外,關於實施形態的構成的一部分,可進行其他構成的追加/刪除/置換。 此外,前述機構或構成係顯示在說明上被認為是必要者,在製品上未必顯示全部機構或構成。
1‧‧‧壓縮機
1a‧‧‧壓縮機馬達
2‧‧‧室外熱交換器(冷凝器/蒸發器)
3‧‧‧室外風扇
3a‧‧‧室外風扇馬達
4‧‧‧四通閥
5、5A‧‧‧室外控制電路
5a‧‧‧雜訊濾波器
5b‧‧‧交直流轉換器
5c、5d‧‧‧減振電容器
5e‧‧‧壓縮機用變流器電路(大電流用變流器電路)
5f、51f、52f‧‧‧風扇用變流器電路(小電流用變流器電路)
5g‧‧‧共模線圈(雜訊減低元件)
5h‧‧‧電流感測器
5i‧‧‧分路電阻器
5j、5k‧‧‧過電流檢測電路
5r‧‧‧瞬時電流檢測電路
5s‧‧‧MCU(Micro Controller Unit)
5t、5u‧‧‧驅動機IC
6‧‧‧膨脹閥
7‧‧‧室內熱交換器(蒸發器/冷凝器)
8‧‧‧室內風扇
8a‧‧‧室內風扇馬達
9‧‧‧室內控制電路
31a、32a‧‧‧室外風扇馬達
51b‧‧‧整流電路
52b‧‧‧平滑電容器
B、BA‧‧‧控制基板
D‧‧‧續流二極體
E‧‧‧三相的交流電源
Go‧‧‧室外機
Gi‧‧‧室內機
Q‧‧‧冷媒電路
W‧‧‧空氣調和機
p、q‧‧‧配線(第1配線)
m、n‧‧‧配線(第2配線)
m1、n1‧‧‧分歧點
Sd‧‧‧下臂的切換元件
Su‧‧‧上臂的切換元件
圖1係本發明之第1實施形態之空氣調和機所具備的冷媒電路的說明圖。 圖2係本發明之第1實施形態之空氣調和機所具備的室外控制電路的構成圖。 圖3係構裝在本發明之第1實施形態之空氣調和機之室外機的控制基板的電路零件的說明圖。 圖4係構裝在本發明之第2實施形態之空氣調和機之室外機的控制基板的電路零件的說明圖。
Claims (5)
- 一種空氣調和機之室外機,其特徵為:具備有:壓縮冷媒的壓縮機;在冷媒與外氣之間進行熱交換的室外熱交換器;將外氣送入至前述室外熱交換器的室外風扇;及控制基板,用以驅動前述壓縮機的額定電流為預定值以上的大電流用變流器電路、及用以驅動前述室外風扇的額定電流為未達前述預定值的小電流用變流器電路被構裝在一塊前述控制基板,前述大電流用變流器電路及前述小電流用變流器電路係其輸入側透過配線而連接在將交流電壓轉換成直流電壓的交直流轉換器,在前述小電流用變流器電路側的前述配線係設有被直接構裝在前述控制基板之用以將電雜訊減低的雜訊減低元件。
- 如申請專利範圍第1項之空氣調和機之室外機,其中,前述雜訊減低元件係共模線圈,前述大電流用變流器電路、前述小電流用變流器電路、及前述共模線圈被構裝在一塊前述控制基板。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之空氣調和機之室外機,其中,前述配線係具有:第1配線,其係將前述交直流轉換器與前述大電流用變流器電路相連接;及第2配線,其係一端連接於前述第1配線,另一端連接於前述小電流用變流器電路,前述雜訊減低元件係設在前述第2配線。
- 如申請專利範圍第3項之空氣調和機之室外機,其中,與複數前述室外風扇以一對一對應的複數前述小電流用變流器電路被構裝在一塊前述控制基板,對應複數前述小電流用變流器電路,前述第2配線分歧成複數,在前述第2配線中,在比各分歧點更接近前述一端側設有一個前述雜訊減低元件。
- 一種空氣調和機,其特徵為:具備有:冷媒電路,其係依序透過壓縮機、冷凝器、膨脹閥、及蒸發器,冷媒以冷凍循環作循環,前述冷凝器及前述蒸發器的一方係室外機所具有的室外熱交換器,另一方係室內機所具有的室內熱交換器,前述室外機係前述壓縮機及前述室外熱交換器之外,具有將外氣送入至前述室外熱交換器的室外風扇,並且具有控制基板,用以驅動前述壓縮機的額定電流為預定值以上的大電流用變流器電路、及用以驅動前述室外風扇的額定電流為未達前述預定值的小電流用變流器電路被構裝在一塊前述控制基板,前述大電流用變流器電路及前述小電流用變流器電路係其輸入側透過配線而連接在將交流電壓轉換成直流電壓的交直流轉換器,在前述小電流用變流器電路側的前述配線係設有被直接構裝在前述控制基板之用以將電雜訊減低的雜訊減低元件。
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