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JP2016165081A - Noise filter - Google Patents

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JP2016165081A
JP2016165081A JP2015045187A JP2015045187A JP2016165081A JP 2016165081 A JP2016165081 A JP 2016165081A JP 2015045187 A JP2015045187 A JP 2015045187A JP 2015045187 A JP2015045187 A JP 2015045187A JP 2016165081 A JP2016165081 A JP 2016165081A
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JP
Japan
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common mode
resonance
coil
resonance circuit
mode choke
Prior art date
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Pending
Application number
JP2015045187A
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Japanese (ja)
Inventor
康誌 齋藤
Yasushi Saito
康誌 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise filter capable of flexibly corresponding to a resonance frequency and effectively reducing a noise in the resonance frequency, even when a resonance frequency is changed, the resonance frequency being caused by a floating capacitance due to a differential transmission cable and a common mode inductance of a common mode choke coil.SOLUTION: A noise filter 1 includes: a common mode choke coil 10 having a first coil 101 and a second coil 102; a first LC series resistance circuit 21 connected between one end of the first coil 101 and the ground; and a second LC series resistance circuit 22 connected between one end of the second coil 102 and the ground. Constants of coils 213, 224 and capacitors 211, 222 configuring the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 are set according to the resonance frequency of the resonance caused by a common mode inductance of the common mode choke coil 10 and a floating capacitance 51 formed between a differential transmission cable 50 and the ground.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ノイズフィルタに関し、特に、コモンモードチョークコイルを用いたノイズフィルタに関する。   The present invention relates to a noise filter, and more particularly to a noise filter using a common mode choke coil.

従来から、例えば、信号を伝送する一対の差動伝送ライン上のコモンモードノイズを除去するために、コモンモードチョークコイルが使用されている。ここで、特許文献1には、差動伝送ラインに接続されたコモンモードチョークコイルと、各差動伝送ラインとグランドとの間に接続されたLC直列共振回路とを備えるコモンモードノイズフィルタが開示されている。   Conventionally, for example, a common mode choke coil has been used to remove common mode noise on a pair of differential transmission lines for transmitting signals. Here, Patent Document 1 discloses a common mode noise filter including a common mode choke coil connected to a differential transmission line and an LC series resonance circuit connected between each differential transmission line and the ground. Has been.

このコモンモードノイズフィルタによれば、LC直列共振回路によって、特定の帯域において対地間で直列共振させることができるため、該特定の共振周波数帯域でコモンモードノイズ及びディファレンシャルモードノイズの減衰量を大きくすることができる。   According to this common mode noise filter, the LC series resonance circuit can cause series resonance between the ground in a specific band, so that the attenuation of common mode noise and differential mode noise is increased in the specific resonance frequency band. be able to.

特開2014−53765号公報JP 2014-53765 A

しかしながら、上述した特許文献1のコモンモードノイズフィルタでは、該コモンモードノイズフィルタ(コモンモードチョークコイル)が介装されることにより生じ得る共振の共振周波数と、上記LC直列共振回路の共振周波数が異なっている場合、該コモンモードノイズフィルタが介装されることにより生じ得る共振の共振周波数において、差動伝送ラインに大電流が流れることから、ノイズが増大してしまうおそれがある。   However, in the above-described common mode noise filter of Patent Document 1, the resonance frequency of resonance that can be caused by the common mode noise filter (common mode choke coil) being interposed is different from the resonance frequency of the LC series resonance circuit. In such a case, a large current flows through the differential transmission line at a resonance frequency of resonance that may occur when the common mode noise filter is interposed, which may increase noise.

特に、例えば、複数のコントローラ間(通信用IC間)を接続するケーブル(差動伝送ケーブル)の取り回しを変えることにより、該ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量が変化し、該浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変化するような場合、特許文献1のコモンモードノイズフィルタでは、共振周波数の変化に対応してノイズを低減することができなかった。   In particular, for example, by changing the routing of a cable (differential transmission cable) connecting a plurality of controllers (between communication ICs), the stray capacitance formed between the cable and the ground changes, and the floating When the resonance frequency of resonance due to the capacitance and the common mode inductance of the common mode choke coil changes, the common mode noise filter of Patent Document 1 cannot reduce noise corresponding to the change of the resonance frequency. .

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、差動伝送ケーブルによる浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変化したとしても、フレキシブルに対応でき、該共振周波数におけるノイズを効果的に低減することが可能なノイズフィルタを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and can flexibly cope with a change in resonance resonance frequency due to stray capacitance due to a differential transmission cable and common mode inductance of a common mode choke coil. An object of the present invention is to provide a noise filter capable of effectively reducing noise at the resonance frequency.

本発明に係るノイズフィルタは、一対の第1コイル及び第2コイルを有するコモンモードチョークコイルと、第1コイルの一端とグランドとの間に接続される第1共振回路と、第2コイルの一端とグランドとの間に接続される第2共振回路とを備え、第1共振回路及び第2共振回路の共振周波数が、コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定されることを特徴とする。   The noise filter according to the present invention includes a common mode choke coil having a pair of first and second coils, a first resonance circuit connected between one end of the first coil and the ground, and one end of the second coil. And a second resonance circuit connected between the first resonance circuit and the ground, the resonance frequencies of the first resonance circuit and the second resonance circuit are connected to the common mode inductance of the common mode choke coil and the common mode choke coil. It is characterized in that it is set in accordance with the resonance frequency of resonance caused by the stray capacitance formed between the differential transmission cable and the ground.

本発明に係るノイズフィルタによれば、第1共振回路及び第2共振回路の共振周波数が、コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定される。そのため、差動伝送ケーブルによる浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数において、第1共振回路及び第2共振回路も共振を起こし、該第1共振回路及び第2共振回路のインピーダンスが低下する。よって、該共振周波数で差動伝送ケーブルに流れる大電流が、第1共振回路、第2共振回路を通してグランドに流される(落とされる)ことにより、差動伝送ケーブルに大電流が流れることが防止される。その結果、差動伝送ケーブルによる浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変化したとしても、フレキシブルに対応でき、該共振周波数におけるノイズを効果的に低減することが可能となる。   According to the noise filter of the present invention, the resonance frequency of the first resonance circuit and the second resonance circuit is such that the common mode inductance of the common mode choke coil, the differential transmission cable connected to the common mode choke coil, and the ground Is set in accordance with the resonance frequency of resonance caused by stray capacitance formed between the two. Therefore, the first resonance circuit and the second resonance circuit also resonate at the resonance frequency of resonance caused by the stray capacitance due to the differential transmission cable and the common mode inductance of the common mode choke coil, and the first resonance circuit and the second resonance circuit. Impedance decreases. Therefore, a large current flowing in the differential transmission cable at the resonance frequency is caused to flow (dropped) to the ground through the first resonance circuit and the second resonance circuit, thereby preventing a large current from flowing in the differential transmission cable. The As a result, even if the resonance frequency of the resonance due to the stray capacitance due to the differential transmission cable and the common mode inductance of the common mode choke coil changes, it is possible to respond flexibly and effectively reduce noise at the resonance frequency. It becomes.

本発明に係るノイズフィルタでは、第1共振回路及び第2共振回路それぞれが、コイルと、該コイルに直列に接続されるコンデンサとを有するLC直列共振回路であることが好ましい。   In the noise filter according to the present invention, each of the first resonance circuit and the second resonance circuit is preferably an LC series resonance circuit having a coil and a capacitor connected in series to the coil.

このようにすれば、コイルと、該コイルに直列に接続されるコンデンサとを有するLC直列共振回路を用いて、第1共振回路及び前記第2共振回路それぞれを構成することができる。   If it does in this way, each of the 1st resonance circuit and the 2nd resonance circuit can be constituted using LC series resonance circuit which has a coil and a capacitor connected in series to the coil.

本発明に係るノイズフィルタでは、第1共振回路及び第2共振回路それぞれを構成するコイルとコンデンサの定数が、コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定されることが好ましい。   In the noise filter according to the present invention, the constants of the coil and the capacitor constituting each of the first resonance circuit and the second resonance circuit are the common mode inductance of the common mode choke coil and the differential transmission connected to the common mode choke coil. It is preferable to set according to the resonance frequency of the resonance caused by the stray capacitance formed between the cable and the ground.

このようにすれば、第1共振回路及び第2共振回路それぞれを構成するコイル及びコンデンサの定数を調節することにより、該第1共振回路及び第2共振回路それぞれの共振周波数を、コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせることができる。   In this way, by adjusting the constants of the coils and capacitors constituting the first resonance circuit and the second resonance circuit, respectively, the resonance frequencies of the first resonance circuit and the second resonance circuit are set to the common mode choke coil. The resonance frequency of resonance due to the common mode inductance and the stray capacitance formed between the differential transmission cable connected to the common mode choke coil and the ground.

本発明に係るノイズフィルタでは、コモンモードチョークコイルが、車両の通信ネットワークを構成するCANトランシーバと、差動伝送ケーブルとの間に介装され、第1共振回路及び第2共振回路それぞれの共振周波数が、コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、差動伝送ケーブルと車両のグランドとの間で形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定されることが好ましい。   In the noise filter according to the present invention, the common mode choke coil is interposed between the CAN transceiver constituting the communication network of the vehicle and the differential transmission cable, and the resonance frequencies of the first resonance circuit and the second resonance circuit, respectively. Is preferably set in accordance with the resonance frequency of resonance due to the common mode inductance of the common mode choke coil and the stray capacitance formed between the differential transmission cable and the vehicle ground.

このようにすれば、車両に搭載される、CAN(Controller/Car Area Network)トランシーバ、及び該CANトランシーバと接続される差動伝送ケーブルを含む回路のノイズを効果的に低減することができる。特に、差動伝送ケーブルの這わせ方によって共振周波数が変化するような場合であっても、フレキシブルに対応することができる。   In this way, it is possible to effectively reduce noise in a circuit including a CAN (Controller / Car Area Network) transceiver and a differential transmission cable connected to the CAN transceiver, which is mounted on the vehicle. In particular, even when the resonance frequency changes depending on how the differential transmission cables are arranged, it is possible to respond flexibly.

本発明に係るノイズフィルタでは、第1コイルの一端及び前記第2コイルの一端それぞれが、一対の差動伝送ケーブルに接続され、第1コイルの他端及び第2コイルの他端それぞれが、CANトランシーバに接続されることが好ましい。   In the noise filter according to the present invention, one end of the first coil and one end of the second coil are connected to a pair of differential transmission cables, and the other end of the first coil and the other end of the second coil are each CAN. Preferably, it is connected to a transceiver.

このようにすれば、コモンモードコークコイルと差動伝送ケーブルとの間に第1共振回路及び第2共振回路が接続されるため、より効果的にノイズを低減することができる。   In this way, since the first resonance circuit and the second resonance circuit are connected between the common mode coke coil and the differential transmission cable, noise can be reduced more effectively.

本発明に係るノイズフィルタでは、第1共振回路及び第2共振回路それぞれの共振周波数が、測定された、コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数の実測値に合わせて設定されることが好ましい。   In the noise filter according to the present invention, the resonance frequency of each of the first resonance circuit and the second resonance circuit is measured, the common mode inductance of the common mode choke coil, and the differential transmission cable connected to the common mode choke coil It is preferable to set according to the measured value of the resonance frequency of resonance caused by the stray capacitance formed between the ground and the ground.

この場合、実際に測定された、差動伝送ケーブルによる浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数に基づいて、第1共振回路及び第2共振回路それぞれの共振周波数が設定される。そのため、差動伝送ケーブルによる浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変わったとしても、柔軟かつ適切にノイズ対策を行うことが可能となる。   In this case, the resonance frequencies of the first resonance circuit and the second resonance circuit are set based on the actually measured resonance frequencies of the resonance due to the stray capacitance due to the differential transmission cable and the common mode inductance of the common mode choke coil. Is done. Therefore, even if the resonant frequency of resonance due to the stray capacitance due to the differential transmission cable and the common mode inductance of the common mode choke coil changes, it is possible to flexibly and appropriately take measures against noise.

本発明によれば、差動伝送ケーブルによる浮遊容量とコモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変化したとしても、フレキシブルに対応でき、該共振周波数におけるノイズを効果的に低減することが可能となる。   According to the present invention, even if the resonance frequency of the resonance due to the stray capacitance due to the differential transmission cable and the common mode inductance of the common mode choke coil changes, it is possible to respond flexibly and effectively reduce noise at the resonance frequency. It becomes possible.

実施形態に係るノイズフィルタの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the noise filter which concerns on embodiment. 実施形態に係るノイズフィルタをCANバスに適用した場合の例を示す図である。It is a figure showing an example at the time of applying a noise filter concerning an embodiment to a CAN bus. LC直列共振回路を有さないコモンモードチョークコイルを用いた場合の放射ノイズの測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the radiation noise at the time of using the common mode choke coil which does not have LC series resonance circuit. 実施形態に係るノイズフィルタを用いた場合の放射ノイズの測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the radiation noise at the time of using the noise filter which concerns on embodiment.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.

まず、図1及び図2を併せて用いて、実施形態に係るノイズフィルタ1の構成について説明する。図1は、ノイズフィルタ1の構成を示す回路図である。また、図2は、ノイズフィルタ1をCANバスに適用した場合の例(実施例)を示す図である。   First, the configuration of the noise filter 1 according to the embodiment will be described using FIG. 1 and FIG. 2 together. FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the noise filter 1. FIG. 2 is a diagram illustrating an example (example) when the noise filter 1 is applied to a CAN bus.

ノイズフィルタ1は、一対の第1コイル101及び第2コイル102を有するコモンモードチョークコイル10と、第1コイル101の一端とグランドとの間に接続される第1LC直列共振回路21と、第2コイル102の一端とグランドとの間に接続される第2LC直列共振回路22とを備えている。なお、コモンモードチョークコイル10としては、例えば、公知の巻線型のコモンモードチョークコイル、又は積層型のコモンモードチョークコイルを好適に用いることができる。   The noise filter 1 includes a common mode choke coil 10 having a pair of a first coil 101 and a second coil 102, a first LC series resonance circuit 21 connected between one end of the first coil 101 and the ground, and a second A second LC series resonance circuit 22 connected between one end of the coil 102 and the ground is provided. In addition, as the common mode choke coil 10, for example, a well-known winding type common mode choke coil or a laminated common mode choke coil can be suitably used.

第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれは、コイル213,224と、該コイル213,224に直列に接続されるコンデンサ211,222とを有するLC直列共振回路である。より詳細には、第1LC直列共振回路21は、第3コイル213と、該第3コイル213と直列に接続される第1コンデンサ211とを有するLC直列共振回路である。同様に、第2LC直列共振回路22は、第4コイル224と、該第4コイル224と直列に接続される第2コンデンサ222とを有するLC直列共振回路である。   Each of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 is an LC series resonance circuit having coils 213 and 224 and capacitors 211 and 222 connected in series to the coils 213 and 224. More specifically, the first LC series resonance circuit 21 is an LC series resonance circuit including a third coil 213 and a first capacitor 211 connected in series with the third coil 213. Similarly, the second LC series resonance circuit 22 is an LC series resonance circuit having a fourth coil 224 and a second capacitor 222 connected in series with the fourth coil 224.

第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれの共振周波数は、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイル10の一端、すなわち、第1コイル101の一端及び第2コイル102の一端それぞれと接続される一対の差動伝送ケーブル50とグランドとの間に形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数に合わせて(一致するように)設定される。   The resonance frequencies of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 are the common mode inductance of the common mode choke coil 10, one end of the common mode choke coil 10, that is, one end of the first coil 101 and the second resonance frequency. It is set in accordance with the resonance frequency of LC resonance by a pair of differential transmission cables 50 connected to one end of the coil 102 and the stray capacitance 51 formed between the grounds.

すなわち、第1LC直列共振回路21を構成する第3コイル213と第1コンデンサ211の定数(値)、及び第2LC直列共振回路22を構成する第4コイル224と第2コンデンサ222の定数(値)は、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイル10と接続される一対の差動伝送ケーブル50とグランドとの間に形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数に合わせて(一致するように)設定される。   That is, the constants (values) of the third coil 213 and the first capacitor 211 constituting the first LC series resonance circuit 21 and the constants (values) of the fourth coil 224 and the second capacitor 222 constituting the second LC series resonance circuit 22. Is the resonance frequency of LC resonance due to the common mode inductance of the common mode choke coil 10 and the stray capacitance 51 formed between the pair of differential transmission cables 50 connected to the common mode choke coil 10 and the ground. They are set together (to match).

その際に、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれの共振周波数は、実際に測定した、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、一対の差動伝送ケーブル50とグランドとの間に形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数(実測値)に合わせて(一致するように)設定される。   At that time, the resonance frequency of each of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 is obtained by actually measuring the common mode inductance of the common mode choke coil 10, the pair of differential transmission cables 50, and the ground. It is set in accordance with the resonance frequency (measured value) of the LC resonance caused by the stray capacitance 51 formed therebetween.

なお、ここで、共振周波数fの値が測定によって取得されれば、第1LC直列共振回路21を構成する第3コイル213と第1コンデンサ211の定数(インダクタンスLとキャパシタンスC)、及び第2LC直列共振回路22を構成する第4コイル224と第2コンデンサ222の定数(インダクタンスLとキャパシタンスC)は、次式(1)に基づいて設定することができる。
=1/2π√LC ・・・(1)
Here, if the value of the resonance frequency f 0 is obtained by measurement, the constants (inductance L and capacitance C) of the third coil 213 and the first capacitor 211 constituting the first LC series resonance circuit 21, and the second LC Constants (inductance L and capacitance C) of the fourth coil 224 and the second capacitor 222 constituting the series resonance circuit 22 can be set based on the following equation (1).
f 0 = 1 / 2π√LC (1)

ところで、本実施形態に係るノイズフィルタ1は、例えば、車両の通信ネットワークを構成する車載用のCAN(Controller Area Network)バスに好適に適用することができる。ここで、ノイズフィルタ1を、車載用のCANバスに適用した場合の例(実施例)を図2に示す。この場合、コモンモードチョークコイル10を構成する第1コイル101の他端、及び第2コイル102の他端それぞれは、CANトランシーバ30に接続される。すなわち、ノイズフィルタ1は、CANトランシーバ30と一対の差動伝送ケーブル50との間に介装される。   By the way, the noise filter 1 according to the present embodiment can be suitably applied to, for example, a vehicle-mounted CAN (Controller Area Network) bus constituting a vehicle communication network. Here, an example (example) when the noise filter 1 is applied to an in-vehicle CAN bus is shown in FIG. In this case, the other end of the first coil 101 and the other end of the second coil 102 constituting the common mode choke coil 10 are connected to the CAN transceiver 30. That is, the noise filter 1 is interposed between the CAN transceiver 30 and the pair of differential transmission cables 50.

そして、この場合、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれの共振周波数は、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、一対の差動伝送ケーブル50と車両のグランド(車体)との間で形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数に合わせて(一致するように)設定される。   In this case, the resonance frequency of each of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 includes the common mode inductance of the common mode choke coil 10, the pair of differential transmission cables 50, and the vehicle ground (vehicle body). Are set in accordance with the resonance frequency of the LC resonance caused by the stray capacitance 51 formed between the two.

このような構成を有することにより、本実施形態(又は実施例)によれば、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、一対の差動伝送ケーブル50とグランドとの間に形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数において、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22も共振を起こし、該第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22のインピーダンスが低下する。よって、当該共振周波数で差動伝送ケーブル50に流れる大電流が、第1LC直列共振回路21、第2LC直列共振回路22を通してグランドに流される(落とされる)ことにより、差動伝送ケーブル50に大電流が流れることが防止される。   With this configuration, according to this embodiment (or example), the common mode inductance of the common mode choke coil 10 and the stray capacitance formed between the pair of differential transmission cables 50 and the ground. 51, the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 also resonate, and the impedance of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 decreases. Therefore, a large current flowing in the differential transmission cable 50 at the resonance frequency is caused to flow (drop) to the ground through the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22, thereby causing a large current in the differential transmission cable 50. Is prevented from flowing.

そこで、本実施形態に係るノイズフィルタ1のノイズ低減効果を確認するため、CAN評価用ボードを用いた放射ノイズの測定を行った。続いて、図3、図4を用いて、本実施形態に係るノイズフィルタ1のノイズ低減効果について、測定結果を示して説明する。   Therefore, in order to confirm the noise reduction effect of the noise filter 1 according to the present embodiment, radiation noise was measured using a CAN evaluation board. Subsequently, the noise reduction effect of the noise filter 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

放射ノイズの測定には、上述した図2に示した測定系を用いた。すなわち、上述したように、差動伝送ラインのインターフェースとして車載用途のFT−CAN(Fault Tolerant CAN)を用いた。そして、FT−CANに対応したCANトランシーバ30に信号発生器から50kHzのパルス信号を入力し、その際に出力されるCAN信号を一対の差動伝送ケーブル50に伝送させた状態での放射ノイズを測定した。なお、この場合、一対の差動伝送ケーブル50がアンテナとなってノイズを放射する。   The measurement system shown in FIG. 2 described above was used for measurement of radiation noise. That is, as described above, FT-CAN (Fault Tolerant CAN) for in-vehicle use is used as an interface of the differential transmission line. Then, a 50 kHz pulse signal is input from the signal generator to the CAN transceiver 30 corresponding to FT-CAN, and the radiated noise in a state where the CAN signal output at that time is transmitted to the pair of differential transmission cables 50 is detected. It was measured. In this case, the pair of differential transmission cables 50 serve as antennas to radiate noise.

ノイズ測定は電波暗室を用い、車載機器のエミッション規格であるCISPR25に準拠した測定環境(条件)にて放射ノイズを測定した。すなわち、差動伝送ケーブル50は、測定系の接地された銅板から5cm浮かせ、先端は開放終端とした。また、コモンモードチョークコイル10には、株式会社村田製作所製の「DLW43SH510XK2」を用いた。   Noise measurement was performed using an anechoic chamber, and radiated noise was measured in a measurement environment (conditions) based on CISPR25, which is an emission standard for in-vehicle devices. That is, the differential transmission cable 50 was lifted 5 cm from the grounded copper plate of the measurement system, and the tip was an open end. Further, for the common mode choke coil 10, “DLW43SH510XK2” manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd. was used.

放射ノイズの測定結果を図3及び図4に示す。ここで、図3及び図4の横軸は周波数(MHz)であり、縦軸はノイズレベル(dBμV/m)である。また、図3には、ショートの場合、すなわち、コモンモードチョークコイル10も本実施形態のノイズフィルタ1も接続されていない場合(比較例1)、及びLC直列共振回路21,22を有さないコモンモードチョークコイル10のみを適用した場合(比較例2)の放射ノイズの測定結果を示す。一方、図4には、上記ショートの場合、及び本実施形態に係るノイズフィルタ1を適用した場合の放射ノイズの測定結果を示す。   The measurement results of radiation noise are shown in FIGS. Here, the horizontal axis of FIGS. 3 and 4 is the frequency (MHz), and the vertical axis is the noise level (dBμV / m). FIG. 3 also shows a case of a short circuit, that is, a case where neither the common mode choke coil 10 nor the noise filter 1 of the present embodiment is connected (Comparative Example 1), and no LC series resonance circuits 21 and 22. The measurement result of the radiation noise when only the common mode choke coil 10 is applied (Comparative Example 2) is shown. On the other hand, FIG. 4 shows measurement results of radiation noise in the case of the short circuit and when the noise filter 1 according to the present embodiment is applied.

図3では、上記ショートの場合(比較例1)の測定結果を灰色の太線で示すとともに、LC直列共振回路21,22を有さないコモンモードチョークコイル10のみを適用した場合(比較例2)の測定結果を黒の細線で示した。一方、図4では、上記ショートの場合(比較例1)の測定結果を灰色の太線で示すとともに、本実施形態に係るノイズフィルタ1を適用した場合の測定結果を黒の細線で示した。   In FIG. 3, the measurement result in the case of the short circuit (Comparative Example 1) is indicated by a thick gray line, and only the common mode choke coil 10 having no LC series resonance circuits 21 and 22 is applied (Comparative Example 2). The measurement results are shown by black thin lines. On the other hand, in FIG. 4, the measurement result in the case of the short circuit (Comparative Example 1) is shown by a gray thick line, and the measurement result when the noise filter 1 according to the present embodiment is applied is shown by a black thin line.

図3に示されるように、LC直列共振回路21,22を有さないコモンモードチョークコイル10のみを適用した場合(比較例2)は、ショートの場合(すなわちコモンモードチョークコイル10もノイズフィルタ1も接続されていない場合)(比較例1)と比較して、共振周波数である3MHz近辺でのノイズレベルが高くなった。   As shown in FIG. 3, when only the common mode choke coil 10 that does not have the LC series resonance circuits 21 and 22 is applied (Comparative Example 2), the short circuit (that is, the common mode choke coil 10 is also the noise filter 1). The noise level in the vicinity of 3 MHz, which is the resonance frequency, was higher compared to (Comparative Example 1).

これに対して、図4に示されるように、本実施形態に係るノイズフィルタ1を適用した場合には、上述したLC直列共振回路21,22を有さないコモンモードチョークコイル10のみを適用した場合(比較例2)と比較して、共振周波数である3MHz付近でのノイズレベルが約28dB程度低減できることが確認された。   On the other hand, as shown in FIG. 4, when the noise filter 1 according to this embodiment is applied, only the common mode choke coil 10 that does not have the LC series resonance circuits 21 and 22 described above is applied. Compared with the case (Comparative Example 2), it was confirmed that the noise level in the vicinity of the resonance frequency of 3 MHz can be reduced by about 28 dB.

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22の共振周波数が、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイル10と接続される一対の差動伝送ケーブル50とグランドとの間に形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数に合わせて設定される。そのため、差動伝送ケーブル50による浮遊容量とコモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数において、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22も共振を起こし、該第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22のインピーダンスが低下する。よって、当該共振周波数で差動伝送ケーブル50に流れる大電流が、第1LC直列共振回路21、第2LC直列共振回路22を通してグランドに流される(落とされる)ことにより、差動伝送ケーブル50に大電流が流れることが防止される。その結果、差動伝送ケーブル50による浮遊容量と、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変化したとしても、フレキシブルに対応でき、該共振周波数におけるノイズを効果的に低減することが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the resonance frequencies of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 are equal to the common mode inductance of the common mode choke coil 10 and the common mode choke coil. 10 is set in accordance with the resonance frequency of the LC resonance caused by the pair of differential transmission cables 50 connected to 10 and the stray capacitance 51 formed between the ground. Therefore, the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 also resonate at the resonance frequency of resonance caused by the stray capacitance due to the differential transmission cable 50 and the common mode inductance of the common mode choke coil 10, and the first LC series resonance occurs. The impedances of the resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 are lowered. Therefore, a large current flowing in the differential transmission cable 50 at the resonance frequency is caused to flow (drop) to the ground through the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22, thereby causing a large current in the differential transmission cable 50. Is prevented from flowing. As a result, even if the resonance frequency of the resonance due to the stray capacitance due to the differential transmission cable 50 and the common mode inductance of the common mode choke coil 10 changes, it is possible to respond flexibly and effectively reduce noise at the resonance frequency. It becomes possible.

また、本実施形態によれば、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれを構成するコイル213,224及びコンデンサ211,222の定数(インダクタンスLとキャパシタンスC)を調節することにより、該第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれの共振周波数を、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスと、一対の差動伝送ケーブル50とグランドとの間に形成される浮遊容量51とによるLC共振の共振周波数に合わせる(一致させる)ことができる。   Further, according to the present embodiment, by adjusting the constants (inductance L and capacitance C) of the coils 213 and 224 and the capacitors 211 and 222 constituting the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22, respectively. The resonance frequency of each of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 is set to the common mode inductance of the common mode choke coil 10, the stray capacitance 51 formed between the pair of differential transmission cables 50 and the ground. It can be matched (matched) with the resonance frequency of LC resonance.

なお、その際に、本実施形態によれば、実際に測定された、差動伝送ケーブル50による浮遊容量と、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数の実測値に基づいて、第1LC直列共振回路21及び第2LC直列共振回路22それぞれの共振周波数が設定される。そのため、例えば、差動伝送ケーブル50の取り回しによって浮遊容量51が変化し、差動伝送ケーブル50による浮遊容量51と、コモンモードチョークコイル10のコモンモードインダクタンスとによる共振の共振周波数が変わったとしても、柔軟かつ適切にノイズ対策を行うことが可能となる。   At that time, according to the present embodiment, based on the actually measured actual value of the resonance frequency of the resonance caused by the stray capacitance by the differential transmission cable 50 and the common mode inductance of the common mode choke coil 10. The resonance frequency of each of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 is set. Therefore, for example, even if the stray capacitance 51 changes due to the handling of the differential transmission cable 50 and the resonance frequency of resonance due to the stray capacitance 51 due to the differential transmission cable 50 and the common mode inductance of the common mode choke coil 10 changes. It becomes possible to take noise countermeasures flexibly and appropriately.

また、本実施形態(実施例)によれば、車両に搭載されるCANトランシーバ30、及び該CANトランシーバ30と接続される一対の差動伝送ケーブル50を含む回路のノイズを効果的に低減することができる。特に、差動伝送ケーブル50の這わせ方によって車両のグランド(車体)との間で形成される浮遊容量51が変化し、共振周波数が変化するような場合であっても、フレキシブルに対応することができる。なお、本実施形態によれば、FT−CANのように、信号系の特性インピーダンスが高く、コモンモードチョークコイル単体による効果が得られにくい系で特に効果的にノイズを低減することができる。   Further, according to the present embodiment (example), it is possible to effectively reduce noise of a circuit including the CAN transceiver 30 mounted on the vehicle and the pair of differential transmission cables 50 connected to the CAN transceiver 30. Can do. In particular, even if the stray capacitance 51 formed between the ground (vehicle body) of the vehicle changes depending on how the differential transmission cable 50 is arranged and the resonance frequency changes, it is possible to respond flexibly. Can do. According to the present embodiment, noise can be reduced particularly effectively in a system such as FT-CAN that has a high characteristic impedance of the signal system and is difficult to obtain the effect of the common mode choke coil alone.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、車載用のCANバスに適用した場合を例に挙げたが、本発明の適用範囲は、車載用のCANバスに限られることなく、例えば、産業機械に用いられるCANバス等の通信ラインなどにも好適に適用することができる。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an in-vehicle CAN bus has been described as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited to an in-vehicle CAN bus, and for example, a CAN bus used in an industrial machine. The present invention can also be suitably applied to communication lines and the like.

上記実施形態では、共振回路としてLC直列共振回路を用いたが、他の形式の共振回路を用いてもよい。また、第1LC直列共振回路21、第2LC直列共振回路22それぞれは、コモンモードチョークコイル10(第1コイル101、第2コイル102)の他方の端部側に接続してもよい。   In the above embodiment, the LC series resonance circuit is used as the resonance circuit, but other types of resonance circuits may be used. Each of the first LC series resonance circuit 21 and the second LC series resonance circuit 22 may be connected to the other end side of the common mode choke coil 10 (first coil 101, second coil 102).

1 ノイズフィルタ
10 コモンモードチョークコイル
101 第1コイル
102 第2コイル
21 第1LC直列共振回路
22 第2LC直列共振回路
213 第3コイル
224 第4コイル
211 第1コンデンサ
222 第2コンデンサ
30 CANトランシーバ
50 差動伝送ケーブル
51 浮遊容量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noise filter 10 Common mode choke coil 101 1st coil 102 2nd coil 21 1st LC series resonance circuit 22 2nd LC series resonance circuit 213 3rd coil 224 4th coil 211 1st capacitor 222 2nd capacitor 30 CAN transceiver 50 Differential Transmission cable 51 Floating capacitance

Claims (6)

一対の第1コイル及び第2コイルを有するコモンモードチョークコイルと、
前記第1コイルの一端とグランドとの間に接続される第1共振回路と、
前記第2コイルの一端とグランドとの間に接続される第2共振回路と、を備え、
前記第1共振回路及び第2共振回路の共振周波数は、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定されることを特徴とするノイズフィルタ。
A common mode choke coil having a pair of first and second coils;
A first resonant circuit connected between one end of the first coil and the ground;
A second resonance circuit connected between one end of the second coil and the ground,
The resonance frequencies of the first resonance circuit and the second resonance circuit are the common mode inductance of the common mode choke coil, and the stray capacitance formed between the differential transmission cable connected to the common mode choke coil and the ground. A noise filter characterized by being set according to a resonance frequency of resonance caused by.
前記第1共振回路及び第2共振回路それぞれは、コイルと、該コイルに直列に接続されるコンデンサとを有するLC直列共振回路であることを特徴とする請求項1に記載のノイズフィルタ。   2. The noise filter according to claim 1, wherein each of the first resonance circuit and the second resonance circuit is an LC series resonance circuit including a coil and a capacitor connected in series to the coil. 前記第1共振回路及び第2共振回路それぞれを構成する前記コイルとコンデンサの定数は、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定されることを特徴とする請求項2に記載のノイズフィルタ。   The constants of the coil and the capacitor constituting each of the first resonance circuit and the second resonance circuit are a common mode inductance of the common mode choke coil, a differential transmission cable connected to the common mode choke coil, and a ground. The noise filter according to claim 2, wherein the noise filter is set in accordance with a resonance frequency of resonance caused by a stray capacitance formed therebetween. 前記コモンモードチョークコイルは、車両の通信ネットワークを構成するCANトランシーバと、前記差動伝送ケーブルとの間に介装され、
前記第1共振回路及び第2共振回路それぞれの共振周波数は、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、前記差動伝送ケーブルと車両のグランドとの間で形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数に合わせて設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載のノイズフィルタ。
The common mode choke coil is interposed between a CAN transceiver constituting a vehicle communication network and the differential transmission cable,
The resonance frequency of each of the first resonance circuit and the second resonance circuit is a resonance resonance caused by a common mode inductance of the common mode choke coil and a stray capacitance formed between the differential transmission cable and a vehicle ground. The noise filter according to claim 1, wherein the noise filter is set according to a frequency.
前記第1コイルの一端、及び前記第2コイルの一端それぞれは、一対の前記差動伝送ケーブルに接続され、
前記第1コイルの他端、及び前記第2コイルの他端それぞれは、前記CANトランシーバに接続されることを特徴とする請求項4に記載のノイズフィルタ。
One end of the first coil and one end of the second coil are connected to a pair of the differential transmission cables,
The noise filter according to claim 4, wherein the other end of the first coil and the other end of the second coil are connected to the CAN transceiver.
前記第1共振回路及び第2共振回路それぞれの共振周波数は、測定された、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインダクタンスと、該コモンモードチョークコイルと接続される前記差動伝送ケーブルとグランドとの間に形成される浮遊容量とによる共振の共振周波数の実測値に合わせて設定されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のノイズフィルタ。
The resonance frequency of each of the first resonance circuit and the second resonance circuit is measured between the common mode inductance of the common mode choke coil and the differential transmission cable connected to the common mode choke coil and the ground. The noise filter according to claim 1, wherein the noise filter is set in accordance with an actual measurement value of a resonance frequency of resonance caused by a stray capacitance formed in the filter.
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