Устройство для экранирования от переменных магнитных полей Советский патент 1986 года по МПК H05K9/00 

Изобретение относится к техническим средствам, применяемым в электротехнике, радиоэлектронике, автоматике и вычислительной технике для защиты радиоэлектронной аппаратуры от воздействия внешних переменных магнитных полей.

Целью изобретения является повышение эффективности экранирования.

На фиг. 1 изображено устройство для экранирования от переменных магнитных полей; на фиг. 2 - узел Т на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2,

Устройство представляет собой замкнутую экранирующую оболочку 1, по всей внешней и всей внутренней п6 верхностям которой симметрично относительно нее расположены витки 2 и 3 выполненные из токопроводящего материала. Все витки. 2 и 3 изолированы от экранирующей оболочки 1 и один от другого изолирующими прокладками 4, за исключением симметрично расположенных витков на внешней и внутренней поверхностях экранирующей оболочки 1.

Каждая пара симметрично расположенных витков 2 и 3 соединена между собой изолированными проводниками 5 через отверстие 6 в экранирующей оболочке 1, причем начало и конец каждого витка 2, расположенного на внешней поверхности оболочки, соединены соответственно с концом и началом симметричных витков 3, расположенных на внутренней поверхности экранирующей оболочки 1. Витки 2 на внешней поверхности и витки 3 на внутренней поверхности экранирующей оболочки 1 размещены таким образом, что их концы прикрьшают отверстия 6, через которые проложены изолированные соединительные проводники 5.

Предлагаемое устройство для экранирования аппаратуры от переменных магнитных полей работает следующим образом.

При воздействии внешнего переменного магнитного потока в витках 2, расположенных на внешней поверхности экранирующей оболочки 1, возникает ЭДС индукции. Так как каждый из витков 2 замкнут симметрично расположенный на внутренней поверхности экранирующей: оболочки виток 3, то в витках 2 и 3 будут протекать индукдаонные токи. Индукционные токи, гфотекающие по виткам 2, создают магнитные потоки, которые в соответствии с правилом Ленца вызывают ослаб-

ление проходящего через них внешних магнитных потоков. Затем магнитный поток, прошедший через поверхность, ограниченную витками 2, проникает через экранирующую оболочку 1, в которой происходит его дальнейшее ослабление. Магнитный поток, прошедший через экранирующую оболочку 1, взаимодействует с магнитными потоками, создаваемыми индукционными тока5 ми, протекающими по виткам 3, расположенным на внутренней поверхности экранирующей оболочки 1. При этом взаимодействии происходит существенное ослабление магнитного потока,

0 прошедшего через экранирующую оболочку 1, так как значительная величина индукционных токов, протекающих по виткам 3, в основном определяется ЭДС индукции, наводимой в витках 2

5 rfeocлaблeнным внешним магнитным полем, а соединение начала и конца витка 2 соответственно с концом и началом витка 3 обеспечивает создание направления магнитного потока,

0 вызьшакщее уменьшение внешнего магнитного потока. В витках 3 создаются .ЭДС индукции эа счет прохождения через них ослабленного витками 2 и экранирующей оболочкой 1 внешнего магнитного потока, но их величины малы по сравнению с ЭДС, наводимыми внешним потоком в витках 3, хотя они также способствуют ослаблению внешнего потока.

Соединение витков 2, расположенных на внешней поверхности экранирующей оболочки 1, с соответствующими витками 3, расположенными на внутренней поверхности этой оболочки, осуществляется изолированными проводниками через небольшие отверстия в экранирующей оболочке 1. Отверстия в экранирующей оболочке могут несколько ухудшать качество экранирования. Поэтому в предлагаемом устройстве, как показано на фиг. 1, соединение и расположение витков выпога1ено таким образом, что концы витков расположенных как на внешеней, так и на внутренней поверхностях экранирующей оболочки, закрывают отверстия в экранирующей оболочке. Это обеспечивает исключение влияния указанных отверстий на качество экранирования.

5

0

5

0

Из рассмотрения принципа работы предлагаемого устройства для экранирования аппаратуры от переменных магнитных полей видно, что повьшение эффективности экранирования в нем достигается за счет использования энергии внешнего магнитного поля в известных устройствах повьшение эффективности экранирования может быть достигнуто либо существенньм увеличением габаритов и веса экрана, либо применением активных элементов, требующих использования дополнительных источников энергии, и существенным усложнением устройства. Предлагаемое устройство может быть использовано не только для экранирования аппаратуры от внешних магнитных, полей, но и для подавления полей; излучаемых аппаратурой.

Предлагаемое устройство обеспечивает эффективное экранирование аппаратуры в широком диапазоне частот, причем в области более высоких частот магнитных полей, при которых индуктивное сопротивление витков начинает доминировать над их активным сопротивлением, может быть осуществлена практически полная компенсация внешних магнитных потоков. Действительно, когда частота внешнего магнитного потока возрастает, индукционные токи в витках 2 и 3, а следовательно, с создаваемые ими магнитные потоки будут в противофазе с внешним магнитным потоком. Выражение для магнитного потока Ф внутри устройства может быть записано в виде

Ф

ей

(Ф„ - Ф. ) | - Ф

3

где Фд - величина внешнего магнитного потока;

Ф ,Фз - величины магнитных потоков, создаваемых индукционными

токами, соответственно в витках 2 и 3,

- коэффициент ослабления магнитного потока экранирую- щей оболочки 1.

Из приведенного выражения, в котором Ф Фз видно, что при соответствующем выборе коэффициента ослабления магнитного потока ц . и пара- метров витков 2 и 3, достижимо Ф О, которое свидетельствует о возможности полной компенсации внешнего магнитного потока в указанной области частот.

Таким образом, предлагаемое устройство, для экранирования аппаратуры от переменных магнитных полей позво- .ляет значительно повысить эффектив- .ность экранирования аппаратуры, вплоть до полной компенсации внешних

магнитных полей, причем это достигается без существенного увеличения габаритов, веса и усложнения устройства.

Формула изобретения

Устройство для экранирования от переменных магнитных полей, содержащее замкнутую экранирующую оболочку, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения эффективности экранирования, оно снабжено витками, вьшолненными из электропроводного материала, которые расположены на

внешней и внутренней поверхностях экранирующей оболочки, симметрично между собой и изолированы от нее, в экранирующей оболочке под концами витков вьтолнены сквозные отверстия,

причем противолежащие витки внепшей и внутренней поверхностей экранирующей оболочки электрически соединены между собой своими разноименными концами через сквозные отверстия экранирующей оболочки.

МКг

Фиг. 1

Изобретение может быть использовано 3 электротехнике, радиоэлектронике, автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение эффективности экранирования. Витки (в) 2 и 3 из токопроводящего материала расположены симметрично с обеих сторон экранирующей оболочки 1 и изолированы от нее и друг от друга на ее поверхности прокладками 4. Противолежащие В 2 и 3 электрически соединены между собой разноименными концами посредством проводников 5, расположенных в отверстиях 6 При воздействии внешнего переменного-магнитного потока в В 2 возникает ЭДС, а потому в В 2 и 3 будут протекать индукционные токи. Создаваемые магнитные потоки в В 2 и 3 будут вызьгоать ослабление проходящих через них внешних магнитных потоков. Эффективное экранирование производится в широком диапазоне частот. Причем в области более высоких частот магнитных полей, при которых индуктивное сопротивление В начинает доминировать над их активным сопротивлением, может быть, осуществлена практически полная компенсация внешних магнитных потоков. 3 ил. (Л пппп аЬапп nnL п п п п п п пппппп ааррпа фиг. /

Редактор А.Лежнииа

Составитель Е.Шершавова

Техред И.Верес Корректор М.Шароши

Заказ 1967/61 Тираж 765Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4