噪声滤波器和具有该噪声滤波器的电子设备制造技术

一种噪声滤波器，包括：　　　　接地线，其用于把在电子设备上产生的短路电流放电到大地；　　　　电感器，其对在接地线上感应的、从接地线流入电子设备的噪声电流进行抑制；以及　　　　电阻器，其与所述电感器并联连接；其中，　　　　假定噪声电流的下限角频率为ωｎ［ｒａｄ］、电感器的电感为Ｌ［Ｈ］、电阻器的电阻为Ｒ［Ω］、以及电子设备的接地电容为Ｃ［Ｆ］，则＊＜Ｒ＜２ωｎ↑［２］Ｌ（条件是Ｃ＞１／（４ωｎ↑［４］Ｌ））的关系成立。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种设置到用于把在电子设备上产生的短路电流放电到大地的接地线上的噪声滤波器，具体涉及一种具有用于对在接地线上感应的噪声进行抑制的电感器的噪声滤波器。
技术介绍
这种常规噪声滤波器包括电感器(inductor)，其具有用于把被称为“噪声”的不期望信号频率与其他频率加以区别，从而使来自商用电源的短路电流流到大地的功能(例如，参见第61-140620号日本技术专利公报(图1等))。噪声具有例如等于或大于10kHz的频率。在日本，商用电源具有50Hz或60Hz的频率。图10(a)是示出常规噪声滤波器的电路图。图10(b)是示出使用图10(a)所示的噪声滤波器的状态的电路图。以下将参照这些图对噪声滤波器进行说明。噪声滤波器70是两端子型噪声滤波器，其由一个电感器71组成且在接地线上使用。一个端子72通过接地线74接地，另一端子73与一电子设备75连接。并且，电感器71的电感被设定成使由漏电等引起的商用电源的短路电流Is从电子设备75流到大地76，而且使在接地线74上感应的噪声电流In可以被阻断。然而，常规噪声滤波器具有以下问题。(1)被称为“噪声”的噪声功率不仅以稳态电流(steady-statecurrent)形式在接地线74上感应，而且以非周期的脉冲状态(pulse-state)电流形式感应。在该情况下，构成噪声滤波器70的电感器71由于磁场和电场而在其上贮存功率，并当噪声功率停止流入时，释放所贮存的功率。因此，该释放的功率可能会使电子设备75发生故障或者暂时性地功能降低。(2)为了减少在接地线74上感应的噪声电流In，如上所述，电感器71是有效的。另一方面，在与接地线74连接的电子设备75中的大型电子设备具有相当大的接地电容(earth capacitance)C，该接地电容C有时可能会与电感器71组合从而产生串联谐振。当所产生的谐振频率电流在电子设备75上流动时，发生由噪声引起的故障。(3)优选的是，为了阻断噪声电流In而应使电感器71的电感尽可能高，但为了使短路电流Is导通而应使电感尽可能低。在这些矛盾特性之间达到平衡是相当困难的。也就是说，当为了充分阻断噪声电流In而增加电感时，短路电流Is导通不良，当为了使短路电流Is良好导通而减少电感时，噪声电流不能被充分阻断。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种能够解决以下问题的噪声滤波器，即从噪声滤波器释放的功率，由噪声滤波器和接地电容的组合引起谐振频率电流，以及在噪声电流的阻断和短路电流的导通之间的平衡，并且还提供一种使用该噪声滤波器的电子设备。本专利技术人大力从事解决这些问题的研究并发现，“如果噪声滤波器不具有用于使噪声电流耗散(dissipated)(把其变换成热能)的功能，则产生由于从噪声滤波器释放的功率引起的问题”，以及“在噪声电流的阻断和短路电流的导通之间的平衡可通过利用电感的磁饱和效应来达到”。本专利技术是基于这些结果而形成的。也就是说，通过把噪声滤波器的电阻器与电感器并联连接，使噪声电流在电阻器内耗散。而且还发现，在这种电路构成中，电阻器也用于衰减由接地电容和电感器的组合产生的串联谐振电流。并且，使用由短路电流引起磁饱和的电感器，可降低阻抗，这与电感对短路电流的关系无关。因此，通过增加电感，可充分阻断噪声电流。以下将进行详细说明。根据本专利技术的噪声滤波器装设到用于把在电子设备上产生的短路电流进行放电的接地线上，并设有电感器，其用于对在接地线上感应的噪声电流进行抑制；以及电阻器，其与电感器并联连接。此处，假定噪声电流的下限角频率为ωn、电感器的电感为L、电阻器的电阻为R、以及电子设备的接地电容为C，则(L/C)<R<2ωn2L]]>(条件是C＞1/(4ωn4L))的关系成立。具有诸如电源频率那样的低频率电流，即短路电流以低阻抗对低频率电流的关系通过电感器，而不通过电阻器。另一方面，包括谐振频率电流在内的高频率噪声电流不通过电感器，而是在电阻器内耗散。因此，由于由噪声引起的功率不贮存在噪声滤波器内，因而不会发生由放电功率引起的问题。并且，由于由噪声滤波器和接地电容引起的谐振频率电流也在电阻器内耗散，因而不会发生由谐振频率电流引起的问题。电阻器的电阻越小，可被抑制的谐振频率电流就越多，从并联连接的电感器放电的电流也就容易耗散。然而，如果电阻器的电阻较小，则高频率噪声电流不能被抑制。此处，假定(L/C)>R,]]>则不产生电感器和接地电容的串联谐振，但同时，高频率噪声电流不能被抑制。因此，把左边设定成(L/C)<R.]]>然而，假定(L/C)<<R,]]>则电感器和接地电容的串联谐振电流不能被忽略不计。因此，把右边设定成R＜2ωn2L。通过满足右边的条件，使得在电阻器内耗散的电流超过在电感器上贮存的电流，从而不能获得具有使噪声电流耗散的高能力的特性。并且，根据本专利技术的噪声滤波器是一种装设到使用商用电源的电子设备的接地线上的类型，并包括电感器，其具有对在接地线上感应的噪声电流进行抑制的特性，并由基于商用电源的短路电流引起磁饱和；以及电阻器，其与电感器并联连接。当在电子设备上发生短路故障等时，短路电流通过噪声滤波器流到大地。此时，由于噪声滤波器的电感器发生磁饱和，因而短路电流通过电感器且几乎无损耗。另一方面，包括谐振频率电流在内的高频率噪声电流不通过电感器，而是在电阻器内耗散。因此，噪声功率不贮存在噪声滤波器内，因而不会发生由于放电功率引起的问题。并且，由噪声滤波器和接地电容引起的谐振频率电流也在电阻器内耗散，因而不会发生由于谐振频率电流引起的问题。并且，由于电感器由基于商用电源的短路电流发生磁饱和，因而即使电感器的电感增加，短路电流通过电感器也几乎无损耗。因此，不仅可对高频率噪声电流进行进一步抑制，而且也可对诸如电源频率那样的低频率噪声电流进行抑制。假定电源电流的角频率为ωp、噪声电流的下限角频率为ωn、电感器的电感为L、以及电阻器的电阻为R、则优选的是，10(ωp·L)＜R＜(ωn·L)/10的关系成立。更优选的是，100(ωp·L)＜R＜(ωn·L)/100的关系成立，最优选的是，1000(ωp·L)＜R＜(ωn·L)/1000的关系成立。通过这样缩小R值的范围，可获得良好平衡特性，即衰减量在ωp时足够小且在ωn时足够大。换句话说，通过这样缩小R值的范围，可获得以下特性，即噪声滤波器在ωp时可用作电感器且在ωn时可用作电阻器。由电感器和电阻器组成的并联电路可以构成为使一个端子通过接地线接地，并使另一端子与电子设备连接。电感器和电阻器的数量可以是单个或多个。当有多个电感器时，至少一个电感器与电阻器并联连接的这种构成可以是容许的。当短路电流为25时，噪声滤波器的阻抗可以等于或小于0.1。这是符合IEC标准的特性。当噪声电流的频率为10时，电感器的电抗可以等于或大于2。如果针对等于或大于10的噪声频率有等于或大于2的电抗，则作为噪声滤波器，性能是足够的。而且，电阻器可以是可变电阻器。根据装设有噪声滤波器的电子设备，接地电容发生波动。即使在该情况下，通过改变可变电阻器的电阻，也可适当调整谐振频率的波动。换句话说，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寺川隆成，山中英幸，
申请(专利权)人：EMC株式会社，
类型：发明
国别省市：