Помехоподавляющий дроссель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фильтрации цепей питания радиоэлектронной аппаратуры. Целью является повышение эффективности помехоподавления путем увеличения полного электрического сопротивления дросселя на единицу его длины при прохождении рабочего тока. Помехоподавляющий дроссель содержит проводящий стержень 1, на котором расположен ферромагнитный сердечник, выполненный в виде двух расположенных один в другом элементов 2 и 3, при этом внутренний элемент 3 имеет меньшую магнитную проницаемость по сравнению с внешним элементом 2. Применение элементов 2 и 3 с различной магнитной проницаемостью позволяет расположить более чувствительный высокопроницаемый элемент 2 в зоне более слабого поля подмагничивания, не приводящего к его насыщению. Это позволяет увеличить значение полного электрического сопротивления дросселя при прохождении рабочего тока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU „„524099

А1 (51)4 Н 01 F 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4364078/24-07 (22) 18.01,88 (46) 23.11.89. Бюль@ 43 (72) Л.С.Турин (53) 621.318.435(088.8) (56) Турин Л.С.Х расчету сетевых помехоподавляющих фильтров: Сб. трудов

НИИР, 1966, вып.4 (44).

Авторское свидетельство СССР

В 444304, кл. Н Ol F 17/00, 1971. (54) ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИИ ДРОССЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фильтрации цепей питания радио электронной аппаратуры. Целью является повышение эффективности помехоподавления путем увеличения полного электрического сопротивления дросселя на

2 единицу его длины при прохождении рабочего тока. Помехоподавляющий дроссель содержит проводящий стержень

1, на котором расположен ферромагнитный сердечник, выполненный в виде двух расположенных один в другом элементов 2 и 3, при этом внутренний элемент 3 имеет меньшую магнитную проницаемость по сравнению с внешним элементом 2. Применение элементов 2 и 3 с различной магнитной проницаемостью позволяет расположить более чувствительный высокопроницаемый элемент 2 в зоне более слабого поля подмагничивания, не приводящего к его насыщению.

Это позволяет увеличить эначение пол- с ного электрического сопротивления дросселя при прохождении рабочего тока. ил.

1524099

Изобретение относится к радио- и электротехнике, в частности к области подавления радиопомех, и может быть использовано для фильтрации цепей питания радиоэлектронной аппаратуры

5 либо в качестве самостоятельного устройства, либо как составная часть помехоподавляющих фильтров.

Целью изобретения является повыше- 10 ние эффективности помехоподавления путем увеличения полного электрического сопротивления помехоподавляющего дросселя на единицу его длины при протекании рабочего тока. t5

На чертеже изображен помехоподавляющий дроссель.

Помехоподавляющий дроссель содержит проводящий стержень 1, на котором расположен ферромагнитный сердечник, выполненный в виде двух расположенных один в другом ферромагнитных элементов 2 и 3 (выполненных, например, в виде втулок, колец, шайб). Ферромагнитный элемент 3, расположенный внутри 25 ферромагнитного элемента 2,имеет мс..ньтую магнитную проницаемость д, по сравнению с магнитной проницаемостью pj ферромагнитного элемента 2. Токопро «.дящий стержень 1, ферромагнитныс. эл»менты 2 и 3 отделены друг от друга соответственно уплотнигельными диэлектрическими прокладками 4 и 5, Сердечник заключен в изоляционный. диэлектрический корпус 6. Механическое соединение ферромагнитных элементов 2 и 3, корпуса 6 и токопроводящего стержня 1 в единую конструкцию обеспечивается с помощью диэлектрических шайб 7 и 8, металлических 40 шайб 9 и 10 и гаек 11 и 12.

Сборка дросселя, сердечник которого выполнен, например, в виде расположенных друг в друге ферромагнитных втулок 2 и 3, осуществляется следуюшим образом. На токоведущий стержень 1 надевается уплотнительная втулка 4, на которую, в евою очередь, надевается ферромагни ная втулка 3. Если в номенклатуре ферромагнитных сердечниа ков не имеется втулки нужного диаметра и высоты, вместо нее может бь1ть использован пакет из кольцевых сердечников с, . В этом случае на втулку 4 нанизывается требуемое коли55 чество ферромагнитных кольцевых сердечников. После этого на втулку 3 надевается уплотнительная втулка 5 и ферритовая втулка 2, которая так,.-:.: может быть заменена пакетом кольцевых ферритовых сердечников с 4 . Затем собранный сердечник помещают в изоляционный корпус 6, а на токоведущий стержень 1 надеваются изоляционные шайбы 7 и 8, которые, в свою очередь, стягиваются металлическими шайбами

9 и 10 и гайками 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Протекающий по токоведущему стержню 1 постоянный или переменный про.ышленной частоты 50 Гц рабочий ток питания аппаратуры проходит практически без ослабления, так как сопротивление дросселя на постоянном токе и частоте 50 Гц очень мало (номинапьная индуктивность дросселя единицы микрогенри). При протекании через токопроводящий стержень 1 постоянного или переменного тока промышленной частоты вокруг стержня 1 образуется магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через ферромагнитные элементы 2 и 3, магнитная проницаемость каждого из ксторых во много раз больше, чем всздухе, Прн наличии поля подмагничив;-ния любой ферромагнитный материал будет уже характеризоваться величидсй его обратимой проницаемости т,е, соответстве»н1., р, и ц

1 Э %

1 2

И=-.вестно,. что поле подмагничиванин пу ямо пропорционально вели 1ине тока

7... бывает в радиальном н гправлении от токоведущег о с 2ержня пропорцис.н льно расстоянию г

Н ° А .". айаг

Таким образом, более ч;вот»т1тельный

ВЫСОКОПРОНИЦаЕМЬ1й фЕРР1.МИГНИ". 1.чй зявмент 2 окажется .од во л;йстгием более слабого и::ля подмагни HBа»и1, не приводящего сго к ндо1,1шенп ., Полное электрическое сопр< ти.ление ггаедлагаемо ro помехои1адавля1 ще: о дэосселя при данном de.1!и . 1B(c тс кя

У. = 2 + 22, гле ", „— 1:::1н..е сопро1 травление внутреннеr;1 ф.г,. 1магнитного

1лемента 3 с ц и Z - 21 1ное сопро2 тавление внешнего ферром. гничного элемента 2 с

При выполнении сердечника целиком из ферромагнитного материала только с 1.1, его полное сопротивление, равное Z, будет меньше Z > предлагаемого дросселя. При выполнении сердечника

5 152409 целиком из ферромагнитного материала только с р его полное сопротивление

1 2 равно Z2, которое также при прохождении рабочего тока такой же величины будет меньше Z предлагаемого дросселя.

Подбирая ферромагнитные материалы (при данном поле подмагничивания на данном расстоянии от токоведущего стержня 1) можно добиться того, чтобы !ð поле подмагничивания, создаваемое рабочим током, было недостаточным для насыщения сердечника, а величины ы

r< и ы г были бы при этом наибольшими.

Для высокочастотных токов помех (ат МГц и выше), протекающих по стержню 1, полное электрическое сопротивление дросселя будет достаточно большим и, следовательно, на нем будет падать значительная часть напря-2О жения помех.

Порядок выбора требуемых марок ферритав показан на примере реализации безвиткавого дросселя для подавления высокочастотных помех в цепи 25 питания прибора с максимальным значением постоянного рабочего тока 5 А.

Номенклатура сердечников из магнитомягких ферритав, выпускаемых промышленностью, дает воэможность ис:польза- 30 вать для построения предлагаемого безвиткавага памехападавляюшега дросселя толька кольцевые сердечники. Для така 5 A бере-,ñÿ такаведущий медный стержень 1 диаметрам с1, 1 мм. Если при этом выбрать кольцевой сердечник с ц, типоразмера K8 4"2,5 (внешний диаметр D 8 мм, внутренний диаметр

d 4 мм, вь.сота h „ 2,5 мм), то толщина уплотнительного кольца 4 составит 4О с1

2 с = -- ---- = 5 мм. В этом случае

D1

+ 8,1 1п — ), 2

Тогда, например, на частете 1О МГц, выбирая значение h 30 мм (!2 сердечников M400HH — 4К8 i"2,5 и 4 сердечника М700НМ-Б20 х! 07, 5) получают

Z > 178 Ом. Если же выполнить безвитковый дроссель с теми же геометрическими размерами ферромагнитного сердечника (Р 20 мм, и 4 мм, Ь 30 мм), но целиком из феррита марки 400НН, получают Z „ 54 Ом. В там случае, когда такой же дроссель будет ввлчолчеч из феррита марки 700НМ, который при поле подмагничивания Н, 533 A, ì будет иметь р „ 40, величина Z -„, 27,1 Ом.

Использование любого другега ферромагнитного материала, выпус.каемага промышпеннастью, Hp позволяет получить однородный безвяткавыи дроссель с полным электрическим сопротивлением

Zа ъ 178 Ом., Таким образам, памехападавл и ш;.и дроссель сохраняет высокое значение полного электрического сапративлсчия

S5 максимальное поле подмагничивания для данного кольцевого сердечника будет иметь места на расстоянии г, t, = 1,5 мм и составит величину

Н, 533 А/м.

Наибольшую величину обратимой магнитной проницаемости р „,= 80 при данном поле падмагничивания можно получить у феррита марки 400НН. В результате выбирается кольцевой сердечник М400НН-4 К8 4 2,5.

Ближайший псдхадяший типоразмер кольцевого серде чика с !», это

К20 10 7,5 (внешний диаметр D2 20 мм, внутренний диаметр d 1 10 мм, высота

h2 7,5 мм). В этом случае толщина

d1 Б» уплотнительнога кольга

1 мм, а максимальное поле подмагничивания для данного сердечника будет иметь место на расстоянии а1- de

r — — — — 4 5 мм

2 2

° ю

На данном расстоянии пале составит величину Н 2 178 А/м, Наибольшую величину обратимой магнитной проницаемости р 2» 600 при таком поле подмагничивания может обеспечить термостабильный феррит марки 700НМ, соответствуюшим типом кальцев га сердечника является М700НМ-БК 20 " х10 7,5.

Полное электрическое сопротивление безвиткового дросселя без учета ак... ных потерь мажет быть апределеча ..о формуле

41 Е и 1т 10 " 1п вЂ, Ом, где D, d, h — соответственно внешний диаметр, внутренний диаметр, высота (длина) ферромагнитного сердечника, мм; частота пом :;н, 1 ц, Полное сопротивление иредлагаеисго дросселя мажка найти иэ выра:,pчин

Z. Z + Z = 4Я f-!; !О (, 1п с 1 2 tr1 d

1524099 при прохохдении рабочего тока питания аппаратуры, что обеспечивает эффективное поыехоподавление высокочастотных помех при больших значениях рабочего тока.

Формула изобретения

Составитель О.Варламов

Техред М.Дидык Корректор О,Кравцова

Редактор Р.Шандор

Заказ 7050/53 Тирах 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата по изобретениям н открытиям рн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101

Помехоподавляющий дроссель, содер- 10 хащий токопроводящий стерхень, проходящий через ферромагнитный сердечник, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности помекоподавления путем увеличения полного электрического сопротивления дросселя на единицу его длины при прохохдении рабочего тока, ферромагнитный сердечник выполнен в виде располохенных внутри друг друга ферромагнитных элементов с разной чувствительностью к подмагничивающим полям рабочего тока, причем чувствительность внутренних ферромагнитных элементов меньше внешних„