Помехоподавляющий дроссель Советский патент 1989 года по МПК H01F17/00 

7 ( f 3

сл

1C

«й

о

со

со

Изобретение относится к радио- и электротехнике, в частности к области подавления радиопомех, и может быть использовано для фильtpaции цепей питания радиоэлектронной аппаратуры либо в качестве самостоятельного устройства, либо как составная часть поме хоподавляющих фильтров.

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

На чертеже изобр ажен помехоподав- л$по1дий дроссель.

Помехоподавляющий дроссель содержи 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 ферромагнитного элемента 2,имеет меньшую магнитную проницаемость и , по сравнению с магнитной проницаемостью р , ферромагнитного элемента 2. Токопроло дящкй стержень 1 , ферромагнитные эле- менты 2 и 3 отделены друг от друга соответственно уплотнигельныии диэлектрическими прокладками 4 и 5. Сердечник заклктчен в изоляционньй. диэлектрический корпус 6. Мекани- ческое соединение ферромагнитных элементов 2 и 3, корпуса 6 и токопроводя щего стержня 1 в единую конструкцию обеспечивается с помощью диэлектрических шайб 7 и 8, металлических шайб 9 и 10 и гаек 11 и 12.

Сборка дросселя, сердечник которог выполнен, например, в виде расположенных друг в друге ферромагнитньк втулок 2 и 3, осуществляется следующим образом. На токоведущий стержень 1 надевается уплотнительная втулка 4, на которую, в гною очередь, надевается ферромагнитная втулка 3. Если в номенклатуре ферромагнитных сердечни- ков не имеется втулки нужного диаметра и высоты, вместо нее может быть использован пакет из кольцевых сердечников с jj . В этом случае на втулку 4 нанизывается требуемое количество ферромагнитных кольцевых сердечников. После этого на втулку 3 надевается уплотнительная втулка 5 и ферритован втулка 2, которая

может быть заменена пакетом кольцевы ферритоБых сердечников с . 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 щайбами 9 и 10 и гайками П и 12.

Устройство работает следующим об эазом.

Протекающий по токоведущему стержню 1 постоянный или пер менньй промышленной частоты 50 Гц рабочий ток питания аппаратуры проходит практически без ослабления, так как сопротивление дросселя на постоянном токе и частоте 50 Гц очень мало (номинальная 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 на ксторых во много раз больще, чем всздуха. При наличии поля подмагничн вгнил любой ферромагнитный материал уже характеризоваться величи- 1С й его обратимой проницаемости 1 , т,е, соответственно, . и М Известно,, что поле подмагничивя.ния пр ямо пропорционально величине тока Т и убывает в радиальном направлении 01- токоведущего стержня пропорцио нг -льно расстоянию г

Н

А/м

Таким образом, более чуьсти 57ельны высокопроницаем.1Щ ферромагни.: ;тый ;-;rie- мент 2 окажется тод во.чдейстрием более слабого подмагничивания, H(j приводящего его к н и-ышени«,

Полное электрич ское соирс тих лепие гюедлагаемого помехегюдазляюще.го дросселя при данной t3ejiH-:HHc ; ока Z g Z + Z, где 7. , - ii xiTH.ik сопротивление внутреннего ф . р : Омагнитного э.аемента 3с и и Z - точное сопротивление внешнего ферромагнитного элемента 2с f ri

При выполнении сердечника целиком из ферромагнитного материала только с «i.j его полное сопротивление, равное Z J, будет меньше Z предлагаемого дросселя. При выполнении сердечника

51524099

целиком из ферромагнитного материала только с j его полное сопротивление равно Zj, которое также при прохождении рабочего тока такой же величины

«

-уплотнительного кольца t

« 1 мм, а максихальнсе поле подм&гня- чивания для данного сердечника будет

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.

будет меньше Z. предлагаемого дросселя, иметь место на расстоянии

Подбирая ферромагнитные материалы (при данном поле подмагн тивания на данном расстоянии от токоведущего стержня 1) можно добиться того, чтобы Q величину Н 178 А/м, Наибольшую поле подмагничивания, создаваемое величину обратимой магнитной прони-d 2 - d . Tj «2 5 мм,

На данном расстоянии поле составит

рабочим током, было недостаточным для насыщения сердечника, а величины и р были бы при этом наибольшими.

Для высокочастотных токов помех (от 1 МГц и выше), протекающих по стержню 1, полное электрическое сопротивление дросселя будет достаточно большим и, следовательно, на нем

будет падать значительная часть напря-20 ных потерь может быть определено

жепия помех.

Порядок выбора требуеьВ)1х марок ферритов показан на примере реализации безвиткового дросселя для подавления высокочастотных помех в цепи питания прибора с максимальным значением постоянного рабочего тока 5 А, Номенклатура сердечников из магнито- мягких ферритов, выпускаемых промышленностью, дает возможность ис .пользо- вать для построения предлагаемого безвиткового помехоподавляющего дросселя только кольцевые сердечники. Для тока 5 А берется токоведущий медный стержень диаметром d 1 мм. Если при этом выбрать кольцевой сердечник с Mfi, типоразмера К8«4 2,5 (внешний диаметр D , 8 мм, внутренний диаметр d , 4 мм, Bhjcora h, 2,5 мм), то толщи

Тогда, например, на частоте f 10 МГц, выбирая значение h 30 мм (12 сердечников М400НН - 4К8 -4 2,5 и 4 сердечника М700НМ-Б20х 0 7,5) получают

на уплотнительного кольца 4 составит 40 z . 178 Ом. Если же выполнить безвитко-1 .О .

- 1 ,5 мм. В этом случае

максимальное поле подмагничивания дпя данного кольцевого сердечника будет иметь место на расстоянии г , t, 1,5 мм и составит величину В, 533 А/м.

Наибольшую величину обратимой магнитной проницаемости Н,- 80 при данном поле подмагничивания можно получить у феррита марки 400НН. В результате выбирается кольцевой сердечник М400НН-4 ,5.

Ближайший подходящий типоразмер кольцевого сердечника с .,этo ,5 (внешний диаметр D 20 м внутренний диаметр do 10 мм, высота h, 7,5 мм). В этом случае толщина

величину Н 178 А/м, Наибольшую величину обратимой магнитной прони-d 2 - d . Tj «2 5 мм,

На данном расстоянии поле составит

цаемости Р таком поле подмагничивания обеспечить термостабильный феррит марки 700НМ, соответствующим типом кольцевого сердечника является М700НМ-БК 20 ,5.

Полное электрическое сопротивление безвиткового дросселя без учета акт

формуле

D

1, 4 Tf Mr h lO . In , OM,

где D, d, h - соответственно внешний диаметр, внутренний диаметр, высота (длина) ферромагнитного сердечника, мм;

f частот л п(.-, Ги, Полное сопротивление предлагаемого дросселя можно найп н з выражения

Z, + Z, АН

f-l; 10

Uv.i Т

ч- р

гг

in 2-) ,

d,

Тогда, например, на частоте f 10 МГц, выбирая значение h 30 мм (12 сердечников М400НН - 4К8 -4 2,5 и 4 сердечника М700НМ-Б20х 0 7,5) получают

z . 178 Ом. Если же выполнить безвитковыи дросс шь с теми же геометрическими размерами ферромагнитного сердечника (D 20 мм, d 4 мм, h 30 мм), но целиком из феррита марки 400НН, полу- 5 чают Z л, 54 Ом. В том случае, когда

с/

такой же дроссель будет выполнен из феррита марки 700НМ, который при поле подмагничивания Н, 533 Л/м будет иметь р,,40, величина Z ., 27,1 Ом. Использование любого другого ферромагнитного материала, выпускаемого промьщшенностью, не позволяет пол чить однородный безвйтковый дроссель с полным электрическим сопротиапением Z а 7 178 Ом„

Таким образом, помехоподавлнющиг дроссель сохраняет высокое значение полного электрического сопротивления

0

5

7152А0998

при прохождении рабочего тока пита- с целью повышения эффективности по- ния аппаратуры, что обеспечивает мекоподавления путем увеличения полноэффективное помехоподавление высоко- го электрического сопротивления дрос- частотных помех при больших значени- се,пя на единицу его длины при прохож- ях рабочего тока дении рабочего тока, ферромагнитный

сердечник выполнен В виде расположен- Формула изобретення ных внутри друг друга ферромагнитных

элементов с разной чувствительностью

Помехопода:вляющий дроссель, содер- Q к подмагничивающим полям рабочего жащий токопроводя1ций стержень, прохо- тока, причем чyвctвнтeльнocть внутрен- дящий через ферромагнитный сердечник, них ферромагнитных элементов меньше отличающийся тем, что, внешних.