簡易ACラインフィルターを自作

    電子工作
    03 /15 2016
    大したものではないので紹介していなかったが役に立つ方が居るかも知れないの紹介しておきます。 といっても、基本的には古いACコードにフェライトコアを付けただけです...
    ACラインにハンダ付けで直列に部品が入らないので(大きなフェライトコアを使えば)オーディオ用にも良いかもしれません。
    ACfilter01.jpg
    中央の2個がノーマルモードノイズ用、右がコモンモードノイズ用です。
    ノーマル/コモンモードノイズについては下記を参照 (詳し過ぎるかも)
     導体伝導とコモンモード  村田製作所

    フィルター効果を高める為に線を1回巻いてあります。
     コアに通しただけで1ターンというのでこれらは2ターン。
    フェライトコアは安くはないので3個の値段で普通の安いACラインフィルターが買えるかも知れない。 ただ、ケースに入れる必要はないし大電流に耐える。

    ノイズ抑制効果は弱いが大電流・高ノイズで焼けることはないのでモーターを使った機器向く。
     空気清浄機、エアコン、洗濯機、掃除機、電動工具 等
    ただ、図のケーブルは確か6~7A用。
    15A用にしたければもっと太い線と大きなコアにする必要がある。
    しかし平行線をコアに巻くのがかなり困難になるのでコモンモードノイズ用はクランプするだけ(1ターン)にするのが現実的。

    元々は自宅のパナソニックの空気清浄機(F-PDF35)が特定の弱い風量=モーターの回転数でノイズを出すので作った。
     ACケーブルに分割型フェライトコアをかましても効果がなかった。
     コモンモードにしか効かないので当然。 そして考えたのがこれだった。

    右のコアを通したあとに平行線を引き裂いている。
    中央の2個のコアの位置は揃える必要はないので太くならないようにずらしてある。
    引き裂いた後も線長は揃えてある。
     平行線を切ったままの長さで使っている。
     巻いた後に線が余ってっても切らずに、中央のコアの巻き方で線長を調整している。 理由は後述の余談を参照。

    コアは大きいもの方が効果はあるが、大きくて重くフローリングの床をゴロゴロさせるには難があるのであえて上図ようなサイズの物にしている。

    ちなみにひょっとすると最近は平行線にさらにビニール被せた2重絶縁のケーブルを使わないと電気用品安全法(旧 電取法)的にまずいかもしれない。
     最近の家電の電源コートや電源延長ケーブルはそうなっている。
    だとするこのやり方はNGです。 見なかったことにして下さい。


    余談
    電源の線長を揃えるのはコモンモードノイズがノーマルモードにならないようにするため。
      ACfilter02.png
    線長が揃っていれば左図のように同時に(=コモンモードとして)負荷に達するが、右図のように線長が不揃いだと時間差で負荷に達するので始めと終わりがノーマルモードのノイズになる。
     差分の-成分は、本来-方向に流れるべきが逆の+方向流れるので-と表現している。
    線差はmm単位まで気にする必要はなく、10cm(約1ns)位から注意が必要だと思う。 ヒューズホルダーや(特に正面パネルの)電源SWのための配線の片側だけが長くなるのを避けるべきということ。

    結果、何が問題かというと、問題なかったコモンモードノイズが、数ns幅の超高速ノーマルモードノイズになり、(AC/DCの)電源トランスの一次・二次間の結合容量を介して簡単に2次側に入ってしまうこと。
    超高速なのでフィルターを通った後で電圧が下がったコモンモードノイズでも侮れない。
     仮に10V程度のパルスでもそのまま突き抜けると5Vラインに+15V、-5Vのパルスが乗る。
     電源ノイズ試験で、はずかしながらこれで10万円以上する組み込み用の86系CPUボードを壊したことがある。
      その時の二次側のパルス幅は確か0.5nsだったと思う。
      直ぐには壊れないが徐々に遅くなり、しまいには止まった。orz

    なお、線長といっているがヒューズやそのホルダー、SW内の経路長も全て含むので正確には線路長である。 特に普通のガラス管ヒューズは30mmあり、パネル取付けタイプのホルダーに入れると合わせて60mm位の線路長になってしまうので、差を10cm以下にするのは結構大変である。 この為、自作の場合少なくとも片方の線路を無駄に長くするのはやめるようにと覚えておけばよいだろう。

    追記
    もし心配(たまに誤動作する)らば、負荷(トランス、AC/DC)の直ぐ近くにノーマルモードノイズ用に2個のフェライトコア(かACラインフィルター)を入れれば良いだろう。
    追記終わり

    理想的には 電源SW、ヒューズホルダー、フィルターが一体になったインレットを使うとよいと思う。 有名どころではシャフナー(schaffner)のパワーエントリーモジュール
    もしくは、一次側の対策は程々にして二次側にLCフィルターを入れる方法もある。 勿論、電源機器的にはチョット辛いままだが直ぐには壊れないはず。

    以上
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