Дроссель фильтрации радиопомех

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фильтрации радиопомех в цепях питания электронной аппаратуры. Технический результат состоит в обеспечении равномерности частотной характеристики коэффициента ослабления помех в широком диапазоне частот от сотен кГц до сотен МГц. Дроссель фильтрации радиопомех содержит две обмотки с одинаковым числом витков, намотанные на общем магнитном сердечнике. составленном из двух ферритовых колец, одно из которых имеет высокую магнитную проницаемость, а второе - низкую, в 10 и более раз меньшую, чем у первого. 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фильтрации радиопомех (далее помех) в цепях питания электронной аппаратуры.

Известны однообмоточные дроссели, включенные в каждый из проводов цепей питания, которые ослабляют помехи [1]. Основным недостатком таких дросселей является подмагничивание сердечника рабочим током. Поэтому приходится применять сердечники с линейной характеристикой намагничивания (альсиферы), которые из-за низкой величины магнитной проницаемости имеют большие габариты и массу.

Наиболее близкий по техническому существу к заявленному является выбранный в качестве прототипа дроссель фильтрации помех [2], содержащий две обмотки, намотанные на общем сердечнике с одинаковым числом витков. Обмотки включены таким образом, что магнитные потоки, создаваемые рабочим током, взаимно компенсируются (фиг. 1).

Так как исключается постоянное подмагничивание, становится возможным применение магнитопроводов из материалов с высокой магнитной проницаемостью: .

Недостатком этого дросселя фильтрации помех является неравномерность частотной характеристики ослабления помехи. При использовании в дросселе сердечника с большим параметром ослабление помех будет высоким на низких частотах и значительно снижено на высоких частотах (30 МГц и выше). И наоборот, если использовать сердечник с параметром , ослабление помех будет незначительным на низких частотах и высоким на частотах свыше 30 МГц.

Для устранения отмеченного недостатка в дросселе с двумя обмотками с одинаковым числом витков, которые включены таким образом, что магнитные потоки, создаваемые рабочим током, взаимно компенсируются, сердечник на монолитном ферритовом кольце с заменен на два кольца с разным , причем первое кольцо имеет высокую магнитную проницаемость, а второе - низкую, отличающуюся от первой в 10 и более раз. Сечение монолитного сердечника и сердечника из двух колец одинаковое (фиг. 2).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный дроссель фильтрации помех отличается наличием нового элемента - сердечника, составленного из двух ферритовых колец, одно из которых имеет высокую магнитную проницаемость, а второе - низкую, в 10 и более раз меньше, чем у первого.

Таким образом, заявленный дроссель фильтрации помех соответствует критерию «новизна».

Применение в сердечнике двух колец и предложенный выбор магнитной проницаемости для каждого в заявляемом дросселе фильтрации позволили получить новое свойство, что привело к равномерности частотной характеристики коэффициента ослабления помех в широком диапазоне частот от сотен кГц до сотен МГц. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

На фиг. 1 представлен дроссель с компенсацией рабочего тока, выполненный на монолитном сердечнике (прототип), на фиг. 2 - предложенный дроссель на сердечнике из двух колец с различной магнитной проницаемостью, на фиг. 3 - частотные характеристики прототипа и предложенного.

Дроссель фильтрации помех (фиг. 2) содержит первую обмотку 1, начало которой подсоединено к плюсу источника, а конец - к плюсу источника помех 5, вторую обмотку 2, начало которой подсоединено к минусу источника, а конец - к минусу источника помех 5. Обмотки 1 и 2 намотаны на сердечнике, который содержит два ферритовых кольца, первое кольцо 3 имеет низкую магнитную проницаемость , второе кольцо 4 высокую - 10000.

Дроссель фильтрации помех работает следующим образом. Эффективно ослабляет помехи в нижней части диапазона частот (примерно до 30 МГц) ферромагнитное кольцо с высоким значением . На более высоких частотах в дросселе начинает работать кольцо с низкой проницаемостью.

Экспериментальные исследования заявленного дросселя фильтрации помех выполнены на основе серийного модуля МРМ1, в котором применен дроссель на монолитном сердечнике из феррита с , кольцо 10×6×6 мм.

На графике 1 (фиг. 3) представлена зависимость коэффициента ослабления помех К_осл модуля МРМ1 от частоты (измерения по ГОСТ 30429-96). Как видно из графика, на частотах свыше 20 МГц коэффициент ослабления модуля уменьшается. После замены серийного дросселя на монолитном сердечнике на заявленный частотная характеристика (график 2) становится более равномерной, а на частоте 100 МГц коэффициент К_осл повышается на 10 дБ.

Источники информации

1. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. Киев: Техника, 1990 г., с. 115, рис. 5.12.

2. Inductors, Power line chokes Epcos AG 2008. p. 2, fig. 1.

Дроссель фильтрации радиопомех, содержащий две обмотки с одинаковым числом витков, намотанные на общем магнитном сердечнике, отличающийся тем, что сердечник составлен из двух ферритовых колец, одно из которых имеет высокую магнитную проницаемость, а второе - низкую, в 10 и более раз меньшую, чем у первого.