Электрический соединитель Советский патент 1992 года по МПК H01R13/66 

ел С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания.

Известен электрический соединитель штепсельного типа, содержащий контактные пары в виде гнезд и штырей, расположенных в отверстиях изоляционных шайб,

.Недостатком этого соединителя является низкая эффективность подавления высокочастотных пгмех, обусловленная малым значением индуктивности контактных пар.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является электрический соединитель, содержащий контактные пары, ферритовую насадку, охватывающую поверхность контактных пар, и конденсаторы, электрически соединенные с ними.

Недостатком такого соединителя является низкая эффективность подавления помех в цепях импульсных источников вторичного электропитания, обусловленная снижением индуктивности ферритовой насадки вследствие насыщения феррита,

Целью изобретения является повышение эффективности помехоподавления,

Указанная цель достигается тем, что в электрическом соединителе, содержащем контактные пары, ферритовую насадку, охватывающую поверхность контактных пар, и конденсаторы, электрически соединенные с ними, ферритовая насадка выполнена в виде шайбы с отверстиями, попарно соединенными сквозными щелями, а конденсаторы размещены в сквозных щелях.

Выполнение ферритовой насадки в виде шайбы с отверстиями, попарно соединенными сквозными щелями, приводит к образованию шайбой и расположенными в ее полости контактами безвиткового трансформатора, в котором при протекании по контактам токов противоположного направления действие постоянных составляющих на феррит компенсируется, феррит не входит в насыщение и сохраняет свои помехо- подавляющие свойства, что повышает эффективность помехоподавления.

XS

N

о

t

о

Размещение конденсаторов в сквозных щелях ферритовой насадки приводит к образованию емкости, шунтирующей высокочастотные составляющие токов помех, непосредственно между контактами и отсутствию емкости между контактами и землей, что позволяет увеличить значение емкости и тем самым также повышает эффективность помехоподавления.

На фиг. 1, представлена конструкция розетки соединителя; на фиг,2 - конструкция вилки; на фиг.З - эквивалентная схема распространения токов сети и нагрузки; на фиг.4 - эквивалентная схема безвизового трансформатора; на фиг,5 и 6 - эквивалентные схемы распространения соответственно несимметричных и симметричных помех.

Электрический соединитель состоит из розетки 1 и вилки 2. Вилка 2 содержит корпус 3, изоляционную шайбу 4, ферритовую насадку 5 и контактные штыри 6-9. Ферри- товая насадка 5, охватывающая поверхность штырей 6-9, имеет отверстия 10, попарно соединенные сквозными щелями 11. Проводниками 12 и 13 штыри 6 и 7 подключены к входу источника питания (не показан), содержащего силовой транзистор. Проводниками 14 и 15 штыри 8 и 9 подключены к выходу источника питания. Розетка 1 содержит корпус 16 и гнезда 17 - 20, образующие контактные пары соответственно со штырями 6-9. Корпус 3 БИЛ.КИ 2 и корпус 16 розетки 1 электрически соединены с корпусом источника питания и шиной заземления (не показана). Проводниками 21 и 22 гнезда 17 и 18 соединены с промышленной сетью питания (не показана), а проводниками 23 и 24. гнезда 19 и 20 соединены с нагрузкой источника питания (не показана). В щелях 11 ферритовой насадки 5 размещены конденсаторы 25 и 26, выводы которых соединены со штырями 6,

7и 8, 9 соответственно.

Электрический соединитель работает следующим образом.

Переменное напряжение промышленной частоты от сети питания по проводникам 21 и 22 поступает на гнезда 17 и 18 и контактирующие с ними штыри 6 и 7, а затем по проводникам 12 и 13-на вход источника питания. С выхода источника питания постоянное стабилизированное напряжение по проводникам 15 и 14 поступает на штыри

8и 9 и контактирующие с ними гнезда 19 и 20, а затем по проводникам 23 и 24 - в нагрузку. Пары штырей 6 и 7, а также 8 и 9, расположенные в соединенных сквозной щелью 11 отверстиях 10 ферритовой насадки 5, образуют безвитковые трансформаторы (фиг.4) с собственными индуктивностями соответственно Li, и , U и взаимными индуктивностями соответственно Mi и Ма. Учитывая идентичность, штырей каждой

пары и их симметричное расположение относительно ферритовой насадки. U Mi, La Ы М2. Так как в источниках питания ZBH Ri + R22 (где ZBH - внтутренний импеданс источника питания; Ri,R2 OMH4eские сопротивления проводников 21 и 22), ток 1С, потребляемый из сети питания с на пряжением Uc (фиг.З) и определяемый выражением

LU У

JW(L1 4- L2)-2Jft)Mi +(ZbH +R1 + R2) W

равен Ic j т-е наличие ферритовой насадки 5 предложенной конструкции не влияет на потребляемый ток и не вызывает потерь полезной мощности.

Постоянный ток нагрузки 1Н протекает по штырям 8 и 9 в противоположных направлениях, поэтому он не оказывает воздействия на ферритовую насадку 5, т.е. эффект подмагничивания феррита постоянным током отсутствует, феррит не входит в насыщение и значение его магнитной проницаемости не снижается.

Токи высокочастотных помех И - Ц, обусловленные работой силового транзистора в импульсном режиме, текут как по симметричному (фиг.6), так и по несимметричному (фиг.5) пути. Так как U М2 и

на высоких частотах справедливо равенство RH ZCB Ra + R« (где RH - сопротивление нагрузки; ZCB -сопротивление связи, равное ZCB Zee + ZCe2. 2св1, ZCB2 - реактивные сопротивления связи генератора помех и

нагрузки с шиной заземления; Ra, R4 - омические сопротивления проводников 23 и 24), несимметричный ток помех И, распространяющийся в нагрузку и определяемый выражением

и-

Uh ( +R1 +2еЬ )

(2)

( +R3 + Zcb +Кн)( +Й4 )-()

(где Uri - напряжение на источнике питания, представленном в виде генератора несимметричных помех), равен

Uh Zcb

11

(3)

(j yL3+Zcb)RH При этом напряжение помех на клеммах подключения нагрузки составляет

| 1. D vJfl Zcb/д

Un-tlRH-Jtt U+Zcb (4)

в то время как при отсутствии ферритовой насадки практически все напряжение генератора помех Км1 приложено к нагрузке, т.е. Uri Un. Таким образом, при использовании в соединителе ферритовой насадки предложенной конструкции эффективность помехоподавления возрастает в (1 + а) LG/ZCB) раз, и, так как индуктивность ферритовой насадки не снижается, эффективность помехоподавления также остается неизменной. Аналогичный вывод справедлив и для несимметричного тока помех (2, распространяющегося в сеть питания,

Симметричные высокочастотные токи помех з, 14 шунтируются конденсаторами 25 и 26, соединенными со штырями 6,7 и 8, 9. Так как при этом отсутствуют емкости между штырями и землей, не возникает опасности превышения допустимого по технике безопасности тока утечки, Поэтому ве- личина емкости конденсаторов может быть сколь угодно большой, что повышает эффек17

22

19

, 23

16

Фиг.1

тивность подавления симметричных помех.

Таким образом, по сравнению с прототипом, электрический соединитель предло- женной конструкции повышает эффективность подавления симметричных и несимметричных помех в источниках вторичного электропитания и снижает потери полезной мощности в них.

Формула изобретения

Электрический соединитель, содержащий контактные пары, ферритовую насадку, охватывающую поверхность контактных пар, и конденсаторы, электрически соединенные с ними, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности помехоподавления, ферритовая насадка выполнена в виде шайбы с отверстиями, попарно соединенными сквозными щелями, а конденсаторы размещены в сквозных щелях.

21

б 12

каайанз 713

Фиг.2