Сетевой помехоподавляющий фильтр

 

Использование: изобретение может быть использовано в радиоэлектронике, особенно при необходимости обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств при решении задач фильтрации вводов сетей питания в экранированные сооружения и защиты их от электромагнитных полей помех. Сущность изобретения: в устройстве используются сегнетокерамические пластины 5, которые обеспечивают подключение значительной емкости к индуктивному элементу (токопроводящей спирали) 2 в традиционной LC-cxeме фильтра нижних частот. Чередование сегнетокерамических пластин 5 с пластинами магнитодиэлектрика 6, обладающего магнитными потерями, позволяет не ухудшить характеристики затухания в высокочастотной части подавляемого диапазона. Наличие внешнего экрана 4 защищает устройство от помех, распространяющихся по эфиру. Конструкция устройства представляет собой магнитодиэлектрический стержень 1 из магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала с намотанной на него токопроводящей спиралью 2, витки которой зашунтированы слоем резистивного материала 3, который помещен с зазором во внешнюю металлическую трубу 4 цилиндрической формы. Зазор по всей его длине заполнен периодически чередующимися пластинами из сегнетокарамики 5 и магнитодиэлектрика 6. Устройство обеспечивает расширение диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля за счет увеличения эквивалентной распределенной емкости между трубкой 4 и спиралью 2 при неизменных его габаритных размерах. 1 ил. СО с XI о VJ о N N го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (51)5 Н 02 М 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1615846 (21) 4809427/07 (22) 02.04.90 (46) 07.10.92. Бюл. ¹ 37 (71) Московский государственный проектный институт и Московский институт электронного машиностроения (72) Ю.Н.Пчельников, А.И.Тарасов, С.Г.Решетников, Ю.Ю.Задачин и В.Е.Гетманцев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1615846, кл. Н 02 М 1/12, 1990. (54) СЕТЕВОЙ ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ

ФИЛЬТР (57) Использование; изобретение может быть использовано в радиоэлектронике, особенно при необходимости обеспечения электрома гнитной совместимости радиоэлектронных средств при решении задач фильтрации вводов сетей питания в экранированные сооружения и защиты их от электромагнитных полей помех. Сущность изобретения: в устройстве используются сегнетокерамические пластины 5, которые обеспечивают подкл ючение значительной емкости к индуктивному элементу (токопроводящей спирали) 2 в традиционной LC-cxeме фильтра нижних частот. Чередование сегнетокерамических пластин 5 с пластинами магнитодиэлектрика 6, обладающего магнитными потерями, позволяет не ухудшить характеристики затухания в высокочастотной части подавляемого диапазона.

Наличие внешнего экрана 4 защищает устройство от помех, распространяющихся по эфиру. Конструкция устройства представляет собой магнитодиэлектрический стержень

1 из магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала с намотанной на него токопроводящей спиралью 2, витки которой зашунтированы слоем резистивного материала 3, который помещен с зазором во внешнюю металлическую трубу 4 цилиндрической формы. Зазор Ro всей его длине заполнен периодически чередующимися пластинами из сегнетокарамики 5 и магнитодиэлектрика 6. Устройство обеспечивает расширение диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля за счет увеличения эквивалентной распределенной емкости между трубкой 4 и спиралью 2 при неизменных его габаритных размерах. 1 ил.

1767644

Изобретение относится к радиоэлектронике; в частности к технике обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (РЭС) при решении задач фильтрации вводов сетей питания в экранированные сооружения, камеры, корпуса РЭС и защиты их от электромагнитных полей помех(ЭМПП), и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. ¹ 1615846.

Известен сетевой помехоподавляющий фильтр, содержащий внешнюю металлическую трубку цилиндрической формы, внутри которой аксиально с ней установлена токопроводящая спираль, витки которой соединены слоем резистивного материала.

Зазор между металлической трубкой цилиндрической формы и образующей токопроводящей спирали, а также пространство внутри спирали заполнены магнитным радиопоглощающим неэлектропроводным материалом.

Недостатком сетевого фильтра является его относительная узкополосность, заключающаяся в малых значениях вносимого затухания в относительно низкочастотном диапазоне при приемлемых габаритных размерах.

Цель дополнительного изобретения— расширение диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля в низкочастотную область за счет увеличения эквивалентной распределенной емкости "между внешней металлической трубкой ци линдрической формы и токопроводящей спиралью npin íåèçìåííûõ габаритных раз мерах устройства, Поставленная цель дости;ается благодаря тому, что в сетевом помехоподавляющем фильтре по авт.св. N. 1615846 в зазоре мейду внешней металлической трубкой цилйндрической формы и токопроводящей спиралью по всей их длине установлены пластины сегнетокерамики и магнитодиэлектрика, чередующиеся по образующей токопроводящей спирали.

К существенным признакам предлагаемого технического решения относится наличие внешней металлической трубки цилиндрической формы; токопроводящей спирали; магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала, заполняющего пространства внутри фильтра; слой резистивного материала (с оптимальным поверхностным сопротивлением), шунтирующего витки токоп роводящей спирали, пластин сегнетокерамики.

Первые четыре признака сходны с признаками известного устройства, Последний из приведенных существенных признаков

40 является отличительным от известных технических решений. Эффект расширения диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля в низкочастотную область достигается благодаря совокупности всех перечисленных признаков. Так, слой резистивного материала, шунтирующий витки токопроводящей спирали, обладая оптимальным поверхностным сопротивлением, зависящим от частоты

ЭМПП, геометрических размеров конструкции фильтра и электромагнитных характеристик магнитного радиопоглощающего неэлектр проводного материала, обеспечи- . вает наибольшее затухание (заданное) на частотах, больших некоторой частоты

ЭМПП, где диссипативные потери максимал ьн ы. Посл едовател ь но чередующиеся пластины сегнетокерамики и магнитодиэлектрика, располагаясь между металлической трубкой цилиндрической формы и токопроводящей спиралью, увеличивают длину электромагнитной волны, распространяющейся в предлагаемом техническом устройстве (как электродинамической системе), пропорционально их электрическим и магнитным характеристикам соответственно, т.е, увеличивают замедление электромагнитной волны ЭМПП, что эквивалентно увеличению пути распространения ЭМПП и, следовательно, более эффективной его диссипации, На чертеже представлена изометрия с разрезом одного из вариантов сетевого помехоподавляющего фильтра.

Сетевой помехоподавляющий фильтр, содержит магнитодиэлектрический стержень 1 из магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала, на который намотана токопроводящая спираль 2 с шагом, превышающим диаметр или поперечное сечение проволоки токопроводящей спирали 2, Пространство между витками токопроводящей спирали заполнено слоем резистивного материала 3.

Магнитодиэлектрический стержень 1 с намотанной на него токопроводящей спиралью 2, витки которой шунтированы слоем резистивного материала 3, помещен с зазором во внешнюю металлическую трубку 4 цилиндрической формы, Упомянутый зазор по всей его длине заполнен периодически чередующимися пластинами из сегнетокерамики 5 и магнитодиэлектрика 6.

Пропускание силового тока через предлагаемый фильтр осуществляется традиционными методами посредством либо омического включения питаемой нагрузки между токопроводящей спиралью 2 и внешней металлической трубкой 4 цилиндриче1767644

Составитель И,Кузьмина

Техред М,Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор Т.Федотов

Заказ 3556 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4!5

Произеодстеенно-издателаскид комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 / / ской формы, при условии, что внешняя металлическая трубка 4 соединена с металлическим, предварительно заземленным, экранированным помещением (корпусом

РЭС), либо использования двух фильтров, когда питаемая нагрузка (РЭС) подключается внутри экранированного объема к двум концам токонесущих токопроводящих спиралей 2 двух фильтров, корпуса — внешние металлические трубки 4 которых соединены с оболочкой экранированного объема.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Силовой ток промышленной частоты течет по токопроводящей спирали 2, активное сопротивление которой мало и определяется сечением провода спирали. Индуктивное сопротивлениетокопроводящей спирали на промышленной частоте 50 Гц также пренебрежимо мало вследствие низкой частоты пропускаемого тока, Таким образом, падение напряжения и потери передаваемой мощности силового тока на предлагаемом фильтре незначительны, Протекание по токопроводящей спирали 2 тока нежелательного высокочастотного сигнала приводит к возникновению разности потенциалов на соседних витках вдоль образующей спирали вследствие разности фаз сигнала в этих точках, Причем разность фаз, а следовательно и разности потенциалов в этих точках, увеличивается с ростом частоты. При этом с ростом частоты все большая часть высокочастотного тока

ЭМПП протекает по слою резистивного материала 3, омически соединяющего витки токопроводящей спирали 2.

Таким образом, происходит диссипация энергии ЭМПП или, другими словами,— затухание высокочастотного сигнала, эффективность которого увеличивается вследствие значительно большей по сравнению с прототипом распределенной емкости филь5 тра, "включенной" параллельно его индуктивному элементу — токопроводящей спирали 2. Эта емкость определяется относительной электрической проницаемостью сегнетокерамических пластин 5 и их толщи10 ной. Поэтому, изменяя эти величины, можно варьировать величиной емкости, иподключенной" параллельно индуктивности — спирали 2, как в классической схеме фильтра нижних частот, получая при этом различные

15 "частоты среза" сетевого фильтра. Подавление ЭМПП в верхней части частотного диапазона происходит не только за счет диссипативных потерь в слое резистивного материала 3, но и за счет затухания поля

20 помехи в магнитодиэлектрике 6, обладающем магнитными потерями. Таким образом, использование предложенного технического решения при одинаковых с прототипом габаритных размерах позволяет решить по25 ставленную задачу, т.е, значительно расширить диапазон частот подавления нежелательного высокочастотного поля.

Формула изобретения

Сетевой помехоподавляющий фильтр

30 по авт.св, N 1615846, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля, в зазоре между внешней металлической трубкой цилиндрической

35 формы и токопроводящей спиралью по всей их длине установлены пластины сегнетокерамики и магнитодиэлектрика, чередующиеся по образующей токопроводящей спирали.