特開 2024-52240 コモンモード電流検出器及びアクティブノイズキャンセラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024052240

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】コモンモード電流検出器及びアクティブノイズキャンセラ

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/12 20060101AFI20240404BHJP

   H02M 1/00 20070101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

H02M1/12

H02M1/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022158824

(22)【出願日】2022-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206405

【弁理士】

【氏名又は名称】岸 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】小山 義次

(72)【発明者】

【氏名】奥園 広大

【テーマコード（参考）】

5H740

【Ｆターム（参考）】

5H740BA11

5H740BB05

5H740BB09

5H740BC01

5H740BC02

5H740JA01

5H740JB01

5H740MM11

5H740NN08

(57)【要約】

【課題】一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
【解決手段】ノイズ検出器３１は、第１の磁性材料からなるトロイダルコア４１と、第１の磁性材料とは周波数特性が異なる第２の磁性材料からなるトロイダルコア４２と、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２を貫通する主回路配線４３と、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２に巻いてコモンモード電流を検知するための２次巻線４４と、を備え、２次巻線４４に発生する信号で主回路配線４３に流れるコモンモード電流を検出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の磁性材料からなる第１環状コアと、
前記第１の磁性材料とは周波数特性が異なる第２の磁性材料からなる第２環状コアと、
前記第１環状コア及び前記第２環状コアを貫通する主回路配線と、
前記第１環状コア及び前記第２環状コアに巻いてコモンモード電流を検知するための検知線と、
を備え、前記検知線に発生する信号で前記主回路配線に流れるコモンモード電流を検出する、
コモンモード電流検出器。

【請求項2】

前記検知線は、前記第１環状コア及び前記第２環状コアをまとめて巻いたものである、
請求項１に記載のコモンモード電流検出器。

【請求項3】

前記検知線は、前記第１環状コアのみを巻く部分と前記第２環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されている、
請求項１に記載のコモンモード電流検出器。

【請求項4】

前記第１環状コアと前記第２環状コアのインピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコモンモード電流検出器。

【請求項5】

前記第１環状コアと前記第２環状コアの位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコモンモード電流検出器。

【請求項6】

前記第１の磁性材料がＭｎ－Ｚｎフェライトから成り、
前記第２の磁性材料がＮｉ－Ｚｎフェライトから成る、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコモンモード電流検出器。

【請求項7】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコモンモード電流検出器を備えるアクティブノイズキャンセラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コモンモード電流検出器及びアクティブノイズキャンセラに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、交流電源と整流回路と平滑用コンデンサとインバ－タ回路とから成るインバ－タ装置に負荷として電動機を接続し、交流電源と整流回路との間に洩れ電流検出器を接続し、平滑用コンデンサの一端と電動機のケ－スとの間にＮＰＮ型の第１のトランジスタを接続し、電動機のケ－スと平滑用コンデンサの他端との間にＰＮＰ型の第２のトランジスタを接続し、第１及び第２のトランジスタを洩れ電流検出器の出力で駆動してコモンモ－ドノイズを打ち消すための電流を注入する、電力変換装置のノイズ低減装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３０４４６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、トロイダルコア（環状コア）ではインピーダンス及び位相に関して磁性材料に起因する周波数特性を有する。このため、一種類のトロイダルコアを検出コアとして用いたコモンモード電流検出器を備えるアクティブノイズキャンセラでは、補償性能が不足する周波数帯域が存在する。

【0005】

本開示は、一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のコモンモード電流検出器は、第１の磁性材料からなる第１環状コアと、前記第１の磁性材料とは周波数特性が異なる第２の磁性材料からなる第２環状コアと、前記第１環状コア及び前記第２環状コアを貫通する主回路配線と、前記第１環状コア及び前記第２環状コアに巻いてコモンモード電流を検知するための検知線と、を備え、前記検知線に発生する信号で前記主回路配線に流れるコモンモード電流を検出する。この場合、一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
ここで、前記検知線は、前記第１環状コア及び前記第２環状コアをまとめて巻いたものであるとしてよい。この場合、第１環状コア及び第２環状コアをまとめて巻いたものである構成を採用しない場合に比べて、製造コストが抑制される。
また、前記検知線は、前記第１環状コアのみを巻く部分と前記第２環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されているとしてよい。この場合、第１環状コアのみを巻く部分と第２環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されている構成を採用しない場合に比べ、第１環状コアと第２環状コアの組合せの自由度が向上する。
さらに、前記第１環状コアと前記第２環状コアのインピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよい。この場合、インピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、インピーダンス特性の改善が図られる。
また、前記第１環状コアと前記第２環状コアの位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよい。この場合、位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、位相特性の改善が図られる。
さらにまた、前記第１の磁性材料がＭｎ－Ｚｎフェライトから成り、前記第２の磁性材料がＮｉ－Ｚｎフェライトから成るとしてよい。この場合、Ｍｎ－ＺｎフェライトとＮｉ－Ｚｎフェライトの組合せを採用しない場合に比べ、製造コストの上昇が抑制される。

【0007】

他の観点から捉えると、本開示のアクティブノイズキャンセラは、第１の磁性材料からなる第１環状コアと、前記第１の磁性材料とは周波数特性が異なる第２の磁性材料からなる第２環状コアと、前記第１環状コア及び前記第２環状コアを貫通する主回路配線と、前記第１環状コア及び第２環状コアに巻いてコモンモード電流を検知するための検知線と、を備え、前記検知線に発生する信号で前記主回路配線に流れるコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出器を備える。この場合、一種類のコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。
かかるアクティブノイズキャンセラでは、前記検知線は、前記第１環状コア及び前記第２環状コアをまとめて巻いたものであるとしてよく、前記第１環状コアのみを巻く部分と前記第２環状コアのみを巻く部分とが直列に接続されているとしてよく、前記第１環状コアと前記第２環状コアのインピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよく、前記第１環状コアと前記第２環状コアの位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよく、前記第１の磁性材料がＭｎ－Ｚｎフェライトから成り、前記第２の磁性材料がＮｉ－Ｚｎフェライトから成るとしてよい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施の形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。

【図2】材料が異なるトロイダルコアのインピーダンス特性を示すグラフであり、縦軸がインピーダンス（Ω）、横軸が周波数（Ｈｚ）である。

【図3】第１の実施の形態に係るアクティブノイズキャンセラの構成を説明する図である。

【図4】異なる２つのコア材の単独及び組合せについての周波数特性を示すグラフであり、（ａ）は縦軸がインピーダンス（Ω）であり、インピーダンス特性を示し、（ｂ）は縦軸が位相（deg）であり、位相特性を示す。

【図5】アクティブノイズキャンセラがコモンモード電流を検出してキャンセル信号を流す簡単化した回路を示す回路図である。

【図6】図５の回路図におけるＩａに電流を流した時のＡＭ１とＡＭ２のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ａ）は１００ｋＨｚの場合、（ｂ）は１ＭＨｚの場合を示す。

【図7】シミュレーションに用いた検出コアのインピーダンスと位相の周波数特性を示すグラフである。

【図8】トロイダルコアについての周波数特性を示すグラフであり、（ａ）の縦軸がインピーダンス（Ω）であり、（ｂ）の縦軸が位相（deg）であり、横軸はいずれも周波数（Ｈｚ）である。

【図9】トロイダルコアとしてＭｎ－ＺｎフェライトとＮｉ－Ｚｎフェライトを用いた場合の周波数特性を示すグラフであり、（ａ）の縦軸がインピーダンス（Ω）であり、（ｂ）の縦軸が位相（deg）であり、横軸はいずれも周波数（Ｈｚ）である。

【図10】第２の実施の形態に係るノイズ検出部の構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施の形態について詳細に説明する。
［電力変換システム１］
図１は、本実施の形態における電力変換システム１の回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１は、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００とを含む。

【0010】

交流電源１００は、例えば、三相３線式の商用の交流電源であり、電力変換装置３００に交流を供給する。ここでは、第一相から第三相を、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相と表記する。また、Ｒ相、Ｓ相及びＴ相を供給する電力ラインを、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと表記する。相を区別しない場合は電力ラインと表記する。尚、以下では、三相３線式交流を用いる場合について説明するが、三相４線式や単相交流を用いる場合であっても同様の考え方で構成できる。

【0011】

モータ２００は、電力変換装置３００に接続され、負荷として三相交流で制御されるモータである。モータ２００は、例えば、ＤＣブラシレスモータであってよい。或いは、モータ２００は、他の三相交流モータであってもよい。

【0012】

電力変換装置３００は、電源端子台１０と、インバータ基板２０と、ノイズ低減回路３０とを含む。

【0013】

電源端子台１０は、交流電源１００から交流を入力するための配線を接続する部分である。電源端子台１０は、図示しないＲ相入力端子、Ｓ相入力端子及びＴ相入力端子を備える。また、電源端子台１０は、図中、電源端子台１０から離れた位置に示しているが外部アース線が接続されるアース端子Ｅ０も備えている場合もある。

【0014】

インバータ基板２０は、整流部２１と、平滑コンデンサ２２と、インバータ部２３と、を備える。インバータ基板２０において、交流電源１００側から整流部２１、平滑コンデンサ２２、インバータ部２３の順に接続されている。そして、インバータ部２３がモータ２００に接続されている。

【0015】

整流部２１は、交流電源１００から供給される交流を整流し、平滑コンデンサ２２が直流にする。インバータ部２３は、整流部２１から出力された直流を三相交流に変換して、モータ２００に供給する。平滑コンデンサ２２の両端子間の直流電圧がＤＣリンク電圧である。インバータ部２３は、図示しないが、スイッチング素子を備える。スイッチング素子としては、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））等を用いるとよい。

【0016】

ノイズ低減回路３０は、ノイズ検出部３１と補償回路部３５とを備えるコモンモードノイズ低減回路と、ノイズフィルタ３２とを備える。コモンモードノイズ低減回路は、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路であって、アクティブノイズキャンセラ５０（図３参照）を構成するものである。

【0017】

ノイズ検出部３１は、コモンモードノイズ電流を検出する。ノイズ検出部３１の一例として検出コアがある。検出コアは、トロイダルコアに電源ラインがコイル状に巻き回されていてもよい。トロイダルコアは、例えば、断面が円形の円環状（ドーナツ形状）のフェライト等の磁性体で構成されている。トロイダルコアは鉄心と呼ばれることがある。尚、トロイダルコアは、円環状でなくともよく、四角形、三角形等の多角形の枠状であってもよい。また、断面形状も四角形、三角形等の形状であってもよい。

【0018】

ここでは、電源ラインのトロコイダルコアに巻き回されたコイル状の部分をコイル（巻線）Ｌ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔ、Ｌ１ａとして説明する。これらのコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、電力ラインの一部を構成する導線（ワイヤ）である。
ここで、コイルとは、インダクタを構成するように螺旋（ループ）状に巻かれた導線をいう。なお、電源ラインがトロコイダルコアを貫通するだけの導線であってもよい。
ノイズ検出部３１は、コモンモード電流検出器の一例である。

【0019】

トロコイダルコアには、検出用のコイルＬ１ａが、電源ラインのコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに隣接するように巻き回されている。すなわち、電源ラインのコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔとコイルＬ１ａとは、磁気的に結合（磁気結合）するように設けられている。
尚、電源ラインＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、図１に“・”で示す極性になるように巻き回されている。すなわち、電源ラインＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに例えば図の右方向に電流が流れた場合に、コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔ、Ｌ１ａに図の左方向に電流が流れるように、コイルＬ１ａは巻き回されている。よって、上記の“・”で示す極性とは、電流が流れ込む向きに従った極性である。

【0020】

コモンモードノイズ電流は、インバータ部２３のスイッチング素子のスイッチングにより、モータ２００等の浮遊容量を介して、接地に対して漏れた高周波の電流である。よって、コモンモードノイズ電流は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと接地（アース）との間で流れる。

【0021】

コモンモードノイズ電流が電源ラインＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに流れると、トロイダルコアを介してコイルＬ１ａにコモンモードノイズ電流に比例した電流を誘起する。この場合、電源ラインＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔとコイルＬ１ａとは、電流トランスとして機能し、コモンモードノイズ電流を検出する検出トランスを構成する。

【0022】

また、ノイズ検出部３１は、ベース抵抗Ｒｂを備える。ベース抵抗Ｒｂは、補償回路部３５に流れるベース電流を制限するための抵抗である。ここでは、検出コアの接続部からベース抵抗Ｒｂの間に接続される回路を検出回路とする。

【0023】

補償回路部３５は、第１のトランジスタＴｒ１と、第２のトランジスタＴｒ２と、第１のダイオ－ドＤ１と、第２のダイオ－ドＤ２と、出力コンデンサＣｏとを備える。

【0024】

第１のトランジスタＴｒ１はＰＮＰ型であり、第２のトランジスタＴｒ２はＮＰＮ型であり、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は互いに逆の極性を有する。第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ２は、直列接続されている。つまり、第１のトランジスタＴｒ１のエミッタと第２のトランジスタＴｒ２のエミッタとが接続されている。
第１のトランジスタＴｒ１のコレクタと第２のトランジスタＴｒ２のコレクタとの間にＤＣリンク電圧Ｖが印加される。

【0025】

第１のトランジスタＴｒ１は、ＤＣリンク電圧Ｖの一端（マイナス側）と出力コンデンサＣｏとの間に接続されている。第２のトランジスタＴｒ２は、ＤＣリンク電圧Ｖの他端（プラス側）と出力コンデンサＣｏとの間に接続されている。第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベ－ス（制御端子）はコイルＬ１ａの一方の出力ラインに接続され、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の相互接続点はコイルＬ１ａの他方の出力ラインに接続されている。これにより、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は互いに逆に動作する。

【0026】

第１及び第２のダイオ－ドＤ１、Ｄ２は、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を保護するためにこれ等に逆並列に接続されている。尚、第１及び第２のダイオ－ドＤ１、Ｄ２は、設けられていなくてもよい。ここでは、補償回路部３５の電源は、整流部２１のＤＣリンクから供給されているとしたが、整流部２１以外に電源を設けて供給してもよい。

【0027】

出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償経路接続端子を介して筐体のアース端子Ｅ１に接続されている。

【0028】

ノイズフィルタ３２は、電源ラインのそれぞれに直列に接続されたコイルと、電源ラインのそれぞれと筐体のアース端子Ｅ２に接続されたコンデンサＣｙで構成されている。これにより、高周波ノイズを除去するフィルタが構成されている。なお、電力変換装置３００は、ノイズフィルタ３２を備えなくてもよい。

【0029】

尚、ここでは、補償回路部３５として、トランジスタを含むものを用いたが、トランジスタに限らず、オペアンプを含むものを用いてもよい。
また、出力コンデンサＣｏが存在しない形態や、出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサＣｏが電力ラインに接続され、直流電源部３３が直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

【0030】

ここで、本実施の形態における電力変換システム１の動作を説明する。

【0031】

商用の交流電源１００は、電源端子台１０を介して、交流電圧をインバータ基板２０に供給する。インバータ基板２０において、整流部２１は、交流電源１００から供給された交流電流を直流に整流する。インバータ部２３は、スイッチング素子のオンオフの制御により、モータ２００に対して交流電圧を供給する。

【0032】

その際、インバータ部２３からパルス的に電圧が印加される毎に、図示するように、モータ２００からコモンモードノイズ電流Ｉｃが流れる。ノイズ検出部３１はインバータ基板２０に入力する電力ラインにおいてコモンモードノイズ電流を検出し、補償回路部３５の第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を駆動する。ノイズ検出部３１による検出電流が第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベ－スに流入すると、これが第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２で増幅される。

【0033】

第１のトランジスタＴｒ１がオンの時（正のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、ＤＣリンク電圧Ｖから供給され、プラス側端子から、整流部２１、ノイズ検出部３１、ノイズフィルタ３２、交流電源１００、出力コンデンサＣｏ、第１のトランジスタＴｒ１を経由してマイナス側端子へと繋がる電流経路（補償経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印の方向に流れる。そして、補償電流Ｉｏは、モータ２００からのコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

【0034】

第２のトランジスタＴｒ２がオンの時（負のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、ＤＣリンク電圧Ｖから供給され、プラス側端子から、第２のトランジスタＴｒ２、出力コンデンサＣｏ、交流電源１００、ノイズフィルタ３２、ノイズ検出部３１、整流部２１を経由してマイナス側端子へと繋がる電流経路（補償経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印とは逆の方向に流れる。そして、負の補償電流Ｉｏは、モータ２００からの負のコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

【0035】

以上説明したように、第１のトランジスタＴｒ１がオンの場合及び第２のトランジスタＴｒ２がオンの場合の何れにおいても、交流電源１００には、補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇが流れる。

【0036】

ここで、検出コアとしてのトロイダルコアは、通常、線路のインピーダンスを大きくし、ノイズを流れにくくするために挿入する。そのインピーダンスは材料、形状に応じて周波数特性を持っている。
図２は、材料が異なるトロイダルコアのインピーダンス特性（各１ターン）を示すグラフであり、縦軸がインピーダンス（Ω）、横軸が周波数（Ｈｚ）である。
図２では、コア材１～コア材６について縦方向に０．１～１０００Ω、横方向に９ｋＨｚ～１００ＭＨｚの範囲を示している。コア材１～コア材６においてインピーダンスの周波数特性は様々で、低減したいノイズの帯域に合わせて、例としてコア材１～６の中から選択して使用する。

【0037】

［第１の実施の形態］
図３は、第１の実施の形態に係るアクティブノイズキャンセラ５０の構成を説明する図である。
同図に示すアクティブノイズキャンセラ５０は、ノイズ検出部３１及び補償回路部３５（図１参照）を含む。

【0038】

ノイズ検出部３１は、周波数特性が互いに異なる環状のトロイダルコア４１、４２の組合せを備えている。トロイダルコア４１、４２には、上述の電源ラインＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔ（図１参照）を含む主回路配線４３が貫通している。上述のコイルＬ１ａ（同図参照）を含む２次巻線４４は、トロイダルコア４１、４２に巻かれており、その電圧が検出信号として用いられる。２次巻線４４は補償回路部３５に接続される。

【0039】

図３に示す第１の実施の形態では、２次巻線４４はトロイダルコア４１、４２を合わせて巻いている形態であり、２次巻線４４をトロイダルコア４１、４２にまとめて巻いている。これにより、２次巻線４４を巻く作業が効率的になり、製造コストを抑制することができる。

【0040】

第１の実施の形態では、２つのトロイダルコア４１、４２の組合せを説明したが、これに限られず、３つ又はそれ以上の組合せを用いてもよい。また、トロイダルコア４１、４２の組合せは、ボビンに実装されるなど外観上コアが１つに見えるものでもよく、また、トロイダルコア４１、４２同士が互いに接着されている構成であってもよい。

【0041】

主回路配線４３は主回路配線の一例である。かかる主回路配線４３は、上述したように、トロイダルコア４１、４２を貫通するものであるが、主回路配線４３が直線状の場合のほか、２次巻線４４のように、トロイダルコア４１、４２に巻かれる構成でもよい。
２次巻線４４は検知線の一例である。トロイダルコア４１は、第１環状コアの一例であり、トロイダルコア４２は、第２環状コアの一例である。

【0042】

ここで、トロイダルコア４１、４２の組合せで使用した場合の周波数特性について説明する。その一例として、図２に示すコア材１～６のうちコア材１とコア材４を組み合わせた場合を説明する。
図４は、異なる２つのコア材１とコア材４の単独及び組合せについての周波数特性を示すグラフであり、（ａ）は縦軸がインピーダンス（Ω）であり、インピーダンスの周波数特性を示し、（ｂ）は縦軸が位相（deg）であり、位相の周波数特性を示す。図４（ａ）、（ｂ）の横軸はいずれも周波数（Ｈｚ）である。グラフ中の実線はコア材１、点線はコア材４、破線はコア材１、４を組み合わせた場合の合成である。（ａ）、（ｂ）に示す周波数の範囲は９ｋＨｚ～１００ＭＨｚである。
フェライトコア等のトロイダルコアを用いた電流検出器では、インピーダンス、位相に関して磁性材料に起因する周波数特性を持っている。

【0043】

検出器としては、インピーダンスは高い方が有利であり、位相は０度に近い方が有利である。しかしながら、１５０ｋＨｚ～３０ＭＨｚの周波数帯域で補償性能が不足する帯域がある。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、実線で示すコア材１では、３００ｋＨｚ以下の周波数帯域でインピーダンスが低く、位相は０度から離れている。また、点線で示すコア材４の場合、３００ｋＨｚ以上の周波数帯域ではインピーダンスは低く、８ＭＨｚ付近で位相が０度から離れてしまう。
トロイダルコア４１、４２をコア材１とコア材４の組合せにする場合、その合成の結果は、（ａ）の破線で示すように、広い周波数帯域で高いインピーダンスを得ることができる。

【0044】

また、コア材１では、１００ｋＨｚ付近で９０°位相がずれているものの、コア材４と直列で用いることで、合成の結果が（ｂ）の破線で示す位相の特性となり、高域の位相０°付近を維持しつつ、低域の位相を０°に近づけることが可能である。
このように、コア材１、４の組合せで用いると、図４（ａ）、（ｂ）に破線で示すように、広い帯域で検出のゲインが上がり、位相ずれが小さくなり、アクティブノイズキャンセラの補償性能が改善される。

【0045】

ここで、トロイダルコア４１、４２の位相のキャンセラの性能への影響を説明する。
図５は、アクティブノイズキャンセラ５０がコモンモード電流を検出してキャンセル信号を流す簡単化した回路を示す回路図である。図６は、図５の回路図におけるＩａに電流を流した時のＡＭ１とＡＭ２のシミュレーション結果を示すグラフであり、図６（ａ）は、１００ｋＨｚの場合、（ｂ）は１ＭＨｚの場合を示す。図７は、シミュレーションに用いた検出コアのインピーダンスと位相の周波数特性を示すグラフである。

【0046】

図５に示す回路において、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、検出コアの位相によって、検出した電流に対する補償電流の位相ずれが発生する。図６（ａ）と（ｂ）との対比により明らかなように、位相ずれは、１００ｋＨｚよりも１ＭＨｚの方が小さい。コアの特性に依存するものである。

【0047】

また、図７に示すように、周波数が１００ｋＨｚでは、位相差が８０度である一方で、周波数が１ＭＨｚでは－５度の位相差であり、ほとんど位相ずれがない。インピーダンスの周波数特性からわかるように、周波数が高くなるほど位相が０度に近づく。

【0048】

なお、検出コアを理想Ｌとしたときの各部波形をシミュレーションしたところ、図５に示すＩａとＶＢｉｎの間に９０度位相がずれる。よって、コアは、理想Ｌでないことがよい。コアの位相特性が０度であればＩａとＶＢｉｎの間の位相ずれはなくなり、ＩｏはＶＢｉｎと同位相の電流になるため、ＩａとＩｏの位相が合う。

【0049】

図８は、トロイダルコア４１、４２についての周波数特性を示すグラフであり、（ａ）は縦軸がインピーダンス（Ω）であり、インピーダンス特性を示し、（ｂ）は縦軸が位相（deg）であり、位相特性を示す。図８（ａ）、（ｂ）の横軸はいずれも周波数（Ｈｚ）である。なお、実線で示すトロイダルコア４１は、コア材４（図２参照）であり、点線で示すトロイダルコア４２は、コア材２（同図参照）である。
図８（ａ）に示すように、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２のインピーダンスの周波数特性は、９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間の位置６０ａで交差し、また、同図（ｂ）に示すように、位相の周波数特性も９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間の位置６０ｂで交差する。かかる位置６０ａ、６０ｂは、ＥＭＩ対策としては、９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間にあることが好ましい。

【0050】

このように互いに交差する磁性材料の組合せを採用することで、インピーダンスと位相の周波数特性を改善することができる。また、いずれか一方で交差する磁性材料の組合せを採用することで、インピーダンス又は位相の周波数特性を改善することができる。

【0051】

図９は、トロイダルコア４１、４２としてＭｎ－ＺｎフェライトとＮｉ－Ｚｎフェライトを用いた場合の周波数特性を示すグラフであり、（ａ）は縦軸がインピーダンス（Ω）であり、インピーダンス特性を示し、（ｂ）は縦軸が位相（deg）であり、位相特性を示す。（ａ）、（ｂ）の横軸はいずれも周波数（Ｈｚ）である。
図９（ａ）に示すトロイダルコア４１、４２の組合せは、Ｍｎ－Ｚｎフェライトから成る磁性材料とＮｉ－Ｚｎフェライトから成る磁性材料を用いる場合である。このような比較的安価な磁性材料を用いる組合せを採用する場合、製造コストの上昇を抑制することができる。

【0052】

なお、トロイダルコア４１、４２として、いずれもＭｎ－Ｚｎフェライトから成り周波数特性が異なる磁性材料を用いる場合でもよく、また、いずれもＮｉ－Ｚｎフェライトから成り周波数特性が異なる磁性材料を用いる場合でもよい。

【0053】

［第２の実施の形態］
図１０は、第２の実施の形態に係るノイズ検出部３１の構成を説明する図であり、第１の実施の形態のノイズ検出部３１（図３参照）に対応するものである。
図１０に示すノイズ検出部３１において、トロイダルコア４１、４２には、第１の実施の形態の場合と同じく、主回路配線４３が貫通している。また、トロイダルコア４１、４２に巻かれる２次巻線４４は、トロイダルコア４１のみを巻く２次巻線部分４４ａとトロイダルコア４２のみを巻く２次巻線部分４４ｂとが直列に接続されている。

【0054】

２次巻線部分４４ａが巻かれた状態のトロイダルコア４１と、２次巻線部分４４ｂが巻かれた状態のトロイダルコア４２が販売されている場合を考える。周波数特性が向上する磁性材料の組合せの巻線付きトロイダルコア４１、４２を購入し、２次巻線部分４４ａと２次巻線部分４４ｂとを互いに接続する作業により、ノイズ検出部３１の製造が可能になる。
このように、トロイダルコア４１、４２にそれぞれ独立に巻き線を巻く構成を採用することで、組合せの自由度を向上させることができる。
なお、ここでは、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２を分けて説明したが、外見上一体となった構造であってもよい。

【0055】

［実施の形態の作用効果］
本実施の形態のノイズ検出部３１は、第１の磁性材料からなるトロイダルコア４１と、第１の磁性材料とは周波数特性が異なる第２の磁性材料からなるトロイダルコア４２と、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２を貫通する主回路配線４３と、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２に巻いてコモンモード電流を検知するための２次巻線４４と、を備える。そして、ノイズ検出部３１は、２次巻線４４に発生する信号で主回路配線４３に流れるコモンモード電流を検出する。
このノイズ検出部３１によれば、一種類のトロイダルコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。

【0056】

本実施形態において、２次巻線４４は、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２をまとめて巻いたものであってよい。
このようにすれば、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２をまとめて巻いたものである構成を採用しない場合に比べて、製造コストが抑制される。

【0057】

本実施形態において、２次巻線４４は、トロイダルコア４１のみを巻く２次巻線部分４４ａとトロイダルコア４２のみを巻く２次巻線部分４４ｂとが直列に接続されているとしてよい。
このようにすれば、トロイダルコア４１のみを巻く２次巻線部分４４ａとトロイダルコア４１のみを巻く２次巻線部分４４ｂとが直列に接続されている構成を採用しない場合に比べ、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２の組合せの自由度が向上する。

【0058】

本実施形態において、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２のインピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよい。
このようにすれば、インピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、インピーダンス特性の改善が図られる。

【0059】

本実施形態において、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２の位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよい。
このようにすれば、位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差する構成を採用しない場合に比べ、位相特性の改善が図られる。

【0060】

本実施形態において、第１の磁性材料がＭｎ－Ｚｎフェライトから成り、第２の磁性材料がＮｉ－Ｚｎフェライトから成るとしてよい。
このようにすれば、Ｍｎ－ＺｎフェライトとＮｉ－Ｚｎフェライトの組合せを採用しない場合に比べ、製造コストの上昇が抑制される。

【0061】

本実施の形態のアクティブノイズキャンセラ５０は、第１の磁性材料からなるトロイダルコア４１と、第１の磁性材料とは周波数特性が異なる第２の磁性材料からなるトロイダルコア４２と、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２を貫通する主回路配線４３と、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２に巻いてコモンモード電流を検知するための２次巻線４４とを備えるノイズ検出部３１を備える。そして、ノイズ検出部３１は、２次巻線４４に発生する信号で主回路配線４３に流れるコモンモード電流を検出する。
このアクティブノイズキャンセラ５０によれば、一種類のトロイダルコアを用いた場合に不足するインピーダンス特性及び位相特性の改善により補償性能の向上を可能にする。

【0062】

本実施の形態のアクティブノイズキャンセラ５０では、２次巻線４４は、トロイダルコア４１及びトロイダルコア４２をまとめて巻いたものであるとしてよく、２次巻線４４は、トロイダルコア４１のみを巻く２次巻線部分４４ａとトロイダルコア４２のみを巻く２次巻線部分４４ｂとが直列に接続されているとしてよい。
また、アクティブノイズキャンセラ５０では、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２のインピーダンスの周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよく、トロイダルコア４１とトロイダルコア４２の位相の周波数特性が９ｋＨｚ～３０ＭＨｚの間で交差するとしてよい。
さらに、アクティブノイズキャンセラ５０では、第１の磁性材料がＭｎ－Ｚｎフェライトから成り、第２の磁性材料がＮｉ－Ｚｎフェライトから成るとしてよい。

【0063】

以上、実施の形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0064】

３１…ノイズ検出部、４１、４２…トロイダルコア、４３…主回路配線、４４…２次巻線、４４ａ、４４ｂ…２次巻線部分、５０…アクティブノイズキャンセラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】