×
10.04.2016
216.015.3226

ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и электронике и может быть использовано для подавления высокочастотных или импульсных помех в электрических цепях. Достигаемый технический результат - расширение частотного диапазона при увеличении подавления помех. Помехоподавляющий фильтр содержит дроссель, состоящий из тороидального ферромагнитного сердечника с нанесенными на него одной или несколькими обмотками, электростатический экран в виде тороидальной металлической оболочки прямоугольного поперечного сечения с кольцевой сквозной прорезью, внутри которого расположен ферромагнитный сердечник, при этом обмотки дросселя нанесены на электростатический экран, который соединен механически и электрически с корпусом фильтра или защищаемого устройства. 5 ил.
Основные результаты: Помехоподавляющий фильтр, содержащий дроссель, состоящий из тороидального ферромагнитного сердечника с нанесенными на него одной или несколькими обмотками, отличающийся тем, что дополнительно введен электростатический экран в виде тороидальной металлической оболочки прямоугольного сечения с кольцевой сквозной прорезью, внутри которого расположен ферромагнитный сердечник, при этом обмотки дросселя нанесены на электростатический экран, который соединен механически и электрически с корпусом фильтра или защищаемого устройства.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике и электронике и может быть использовано для подавления высокочастотных и импульсных помех в электрических цепях.

Для подавления помех в электрических цепях широко применяются помехоподавляющие дроссели. Они ограничивают помехи за счет внесения в защищаемую цепь в частотном диапазоне помех большого последовательного импеданса. Известен дроссель [J.W. van Dijk. EMC. Electromagnetic Compatibility. Saxion, Version 1.2, April 2010], представляющий собой тороидальный ферромагнитный сердечник прямоугольного поперечного сечения с нанесенными на него одной или несколькими обмотками. Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является узкий частотный диапазон подавляемых помех из-за влияния паразитной проходной емкости дросселя. Типичные частотные зависимости импеданса дросселя при различных количествах витков приведены на фиг. 5 [J. Brown. New Understandings of the Use of Ferrites in the Prevention and Suppression of RF Interference to Audio Systems. 119th AES Convention in New York, October 2005]. Как следует из представленных графиков, зависимости имеют вид, характерный для параллельного резонансного контура, и функциональные ограничения прототипа проявляются по мере роста частоты выше резонансной, определяемой формулой

где Ldr - индуктивность дросселя; Cch - паразитная проходная емкость дросселя.

Для помехоподавления главной задачей является максимизация импеданса дросселя. Если исходить из свойств идеального дросселя, то для его увеличения необходимо увеличивать число витков в дросселе с тем, чтобы получить большее значение индуктивности. Однако при этом уменьшается резонансная частота дросселя. Это уменьшение обусловлено как ростом индуктивности, так и ростом паразитной проходной емкости при увеличении числа витков в дросселе.

Следовательно, прототип является эффективным средством защиты только при относительно узком диапазоне частот (верхняя граничная частота защищаемого диапазона лежит в области первого параллельного резонанса). На более высоких частотах из-за паразитной емкости защитные свойства дросселя практически отсутствуют (или незначительны). При попытке улучшить защитные свойства дросселя за счет увеличения количества витков происходит сужение его рабочего диапазона частот.

Решаемой технической задачей является создание помехоподавляющего фильтра с расширенной областью применения.

Достигаемый технический результат заключается в расширении частотного диапазона и улучшения качества подавления помех.

Для достижения технического результата в помехоподавляющем фильтре, содержащем дроссель, состоящий из тороидального ферромагнитного сердечника с нанесенными на него одной или несколькими обмотками, новым является то, что дополнительно введен электростатический экран в виде тороидальной металлической оболочки прямоугольного поперечного сечения с кольцевой сквозной прорезью, внутри которого расположен ферромагнитный сердечник, при этом обмотки дросселя нанесены на электростатический экран, который соединен механически и электрически с корпусом фильтра или защищаемого устройства.

Возможные варианты конструктивного выполнения предлагаемого фильтра поясняются чертежами фиг. 1 и 2. Помехоподавляющий фильтр содержит дроссель, состоящий из тороидального ферромагнитного сердечника 1 с нанесенными на него одной или несколькими обмотками 2, электростатический экран 3 в виде тороидальной металлической оболочки прямоугольного поперечного сечения с кольцевой сквозной прорезью 4, внутри которого расположен ферромагнитный сердечник 1, при этом обмотки дросселя 2 нанесены на электростатический экран 3, который соединен механически и электрически с корпусом фильтра или защищаемого устройства 5.

Высокий последовательный импеданс обмоток, обеспечиваемый ферромагнитным сердечником, расположенным внутри электростатического фильтра, препятствует протеканию по ним токов помех.

Введение электростатического экрана 3 в виде тороидальной металлической оболочки прямоугольного поперечного сечения с кольцевой сквозной прорезью и нанесение обмоток дросселя на электростатический экран, который соединен механически и электрически с корпусом фильтра или защищаемого устройства, приводит к тому, что, во-первых, за счет влияния электростатического экрана 3 устраняются паразитные проходные емкости обмоток 2, а во-вторых, за счет наличия конструктивной емкости обмоток на электростатический экран 3, имеющий электрическую связь с корпусом защищаемого устройства, токи помех через эту емкость стекают на корпус защищаемого устройства.

Таким образом, новая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, а именно улучшения качества фильтрации и расширении рабочего диапазона частот.

Заявляемый помехоподавляющий фильтр работает следующим образом. Для реализации своей защитной функции, фильтр автономно или в составе помехоподавляющего фильтра более высокого порядка, устанавливается на входе защищаемого устройства, а его обмотки включаются в разрыв электрических цепей, в которых необходимо подавлять помехи. Высокий последовательный импеданс обмоток, обеспечиваемый наличием ферромагнитного сердечника, препятствует протеканию по ним токов помех, а конструктивная емкость обмоток на электростатический экран, имеющий электрическую связь с корпусом защищаемого устройства, способствует стеканию помех на корпус защищаемого устройства.

Наличие конструктивной емкости обмоток на электростатический экран переводит дроссель в новое качество - он становится системой с распределенными параметрами, и для описания его работы следует использовать уравнения длинной линии, связывающие напряжение и ток в начале обмотки (Uin, Iin) с напряжением и током в конце (Uout, Iout) обмотки

где Zdr, Ydr - погонный продольный импеданс и погонный поперечный адмитанс обмотки, соответственно; - постоянная распространения обмотки; - волновое сопротивление обмотки; lw - длина обмотки.

Из уравнений длинной линии следует, что коэффициент затухания, вносимого фильтром, при чисто активном сопротивлении источника и нагрузки, равном Z0, равен

Продольный погонный импеданс может быть вычислен по формуле

где f - частота; µ′ - действительная компонента магнитной проницаемости; µ′′ - мнимая компонента магнитной проницаемости; - индуктивность эквивалентного по размерам воздушного сердечника; Ddr, ddr - внешний и внутренний диаметры ферритового сердечника; w - число витков в дросселе, h - высота сердечника.

Погонный поперечный адмитанс обмотки можно найти по формуле

где Cdr - погонная конструктивная емкость обмотки.

Для однослойной обмотки погонную конструктивную емкость можно оценить по формуле

где Δw - размер изоляционного зазора между проводом обмотки и экраном;

dw - диаметр провода обмотки, е - диэлектрическая проницаемость изоляции между проводом обмотки и экраном.

В прототипе, расчетная модель которого представляет собой параллельный колебательный контур, коэффициент затухания равен

Рассмотрим пример реализации предлагаемого технического решения, представленного на фиг. 1, где в качестве сердечника использован кольцевой сердечник K16×8×6 из никель-цинкового феррита с начальной магнитной проницаемостью 1000. Однослойная обмотка выполнена проводом МС16-13 сечением 0,2 мм2; количество витков 20. Размер изоляционного зазора между проводом обмотки и экраном Δw=0,2 мм. Длина обмотки на сердечнике lw=20 мм.

Частотные зависимости компонент магнитной проницаемости для этого феррита по данным производителя [С.U. Parker. EMC Components. Specifying a Ferrite for EMI Suppression. Fair-Rite Products, Conformity JUNE 2008] приведены на фиг. 5.

Результаты расчетов вносимого затухания для дросселя, выполненного в соответствии с предлагаемым техническим решением, при Z0=50 Ом приведены на фиг. 6 (кривая а). Там же приведена расчетная зависимость вносимого затухания для прототипа (кривая б) с тем же количеством витков и с тем же сердечником при величине паразитной проходной емкости Chc=10 пФ.

Как показывают приведенные расчеты, на частотах выше ≈3 МГц вносимое затухание в дросселе, выполненном согласно предлагаемому техническому решению, становится выше, чем у прототипа и дальше растет с частотой. В прототипе после резонансной частоты (≈1,5 МГц) вносимое затухание монотонно падает. Различие вносимого затухания в пользу предлагаемого решения достигает:

≈30 дБ - на частоте 10 МГц;

>190 дБ - на частоте 100 МГц и выше.

Таким образом, новая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, а именно улучшения качества фильтрации и расширении рабочего диапазона частот.

Помехоподавляющий фильтр, содержащий дроссель, состоящий из тороидального ферромагнитного сердечника с нанесенными на него одной или несколькими обмотками, отличающийся тем, что дополнительно введен электростатический экран в виде тороидальной металлической оболочки прямоугольного сечения с кольцевой сквозной прорезью, внутри которого расположен ферромагнитный сердечник, при этом обмотки дросселя нанесены на электростатический экран, который соединен механически и электрически с корпусом фильтра или защищаемого устройства.
ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР
ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР
ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР
ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 664.
20.11.2013
№216.012.836e

Радиационная защита космической ядерной энергетической установки

Изобретение относится к радиационной защите в составе ядерной энергетической установки для космического аппарата. Защита в местах прохода трубопроводов снабжена вставками из теплозащитного материала, например, на основе кварцевых волокон, закрепленными на внешней поверхности защиты и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499322
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.853e

Способ получения дихлоргидринов глицерина

Изобретение относится к способу получения дихлоргидринов глицерина, которые являются промежуточными продуктами для синтеза эпихлоргидрина. Способ включает гидрохлорирование глицерина газообразным хлористым водородом при температуре 70-140°С в присутствии карбоновой кислоты и нерастворимого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499788
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8620

Пассивная система охлаждения электронных компонент печатных плат

Изобретение относится к области электроники, в частности к охлаждению теплонапряженных компонентов постоянно работающих электронных приборов, включая компьютеры, а также к области теплотехники, в частности к тепловым трубам. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500014
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a5a

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501100
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5b

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501101
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5e

Устройство для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано в устройствах для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища. Устройство содержит вертикально-сверлильный станок, который установлен на платформе, расположенной с возможностью поворота относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501104
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a60

Способ дезактивации материалов

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, к дезактивации различных материалов, загрязненных радионуклидами. В заявленном способе дезактивацию проводят в две стадии: на первой стадии в разогретую до 110°C камеру дезактивации с загрязненными материалами подают пар, активированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501106
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8c50

Способ получения сорбента на основе микросфер зол-уноса для очистки жидких радиоактивных отходов (варианты)

Изобретение относится к сорбентам, полученным на основе микросфер зол-уноса тепловых электростанций, и может быть использовано для очистки жидких отходов от радионуклидов. Синтез сорбента включает осаждение активного компонента на поверхности микросфер путем перемешивания их с раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501603
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e06

Устройство управления спускаемым летательным аппаратом

Изобретение относится к авиационной и космической технике и может быть использовано в спускаемых летательных аппаратах (ЛА). Устройство управления спускаемым ЛА содержит в хвостовой части ЛА две пары, попарно симметрично расположенных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, аналогичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502041
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e33

Устройство для определения максимальной энергии электронов

Предложено устройство для определения максимальной энергии электронов. Устройство содержит фильтр из электропроводящего материала с малым атомным весом и известной зависимостью пробега электронов от их энергии и детектор для регистрации электронов. Устройство выполнено в виде монолитного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502086
Дата охранного документа: 20.12.2013
Показаны записи 81-90 из 498.
20.11.2013
№216.012.836e

Радиационная защита космической ядерной энергетической установки

Изобретение относится к радиационной защите в составе ядерной энергетической установки для космического аппарата. Защита в местах прохода трубопроводов снабжена вставками из теплозащитного материала, например, на основе кварцевых волокон, закрепленными на внешней поверхности защиты и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499322
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.853e

Способ получения дихлоргидринов глицерина

Изобретение относится к способу получения дихлоргидринов глицерина, которые являются промежуточными продуктами для синтеза эпихлоргидрина. Способ включает гидрохлорирование глицерина газообразным хлористым водородом при температуре 70-140°С в присутствии карбоновой кислоты и нерастворимого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499788
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8620

Пассивная система охлаждения электронных компонент печатных плат

Изобретение относится к области электроники, в частности к охлаждению теплонапряженных компонентов постоянно работающих электронных приборов, включая компьютеры, а также к области теплотехники, в частности к тепловым трубам. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500014
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a5a

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501100
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5b

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501101
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a5e

Устройство для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано в устройствах для резки чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке хранилища. Устройство содержит вертикально-сверлильный станок, который установлен на платформе, расположенной с возможностью поворота относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501104
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8a60

Способ дезактивации материалов

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, к дезактивации различных материалов, загрязненных радионуклидами. В заявленном способе дезактивацию проводят в две стадии: на первой стадии в разогретую до 110°C камеру дезактивации с загрязненными материалами подают пар, активированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501106
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8c50

Способ получения сорбента на основе микросфер зол-уноса для очистки жидких радиоактивных отходов (варианты)

Изобретение относится к сорбентам, полученным на основе микросфер зол-уноса тепловых электростанций, и может быть использовано для очистки жидких отходов от радионуклидов. Синтез сорбента включает осаждение активного компонента на поверхности микросфер путем перемешивания их с раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501603
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e06

Устройство управления спускаемым летательным аппаратом

Изобретение относится к авиационной и космической технике и может быть использовано в спускаемых летательных аппаратах (ЛА). Устройство управления спускаемым ЛА содержит в хвостовой части ЛА две пары, попарно симметрично расположенных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, аналогичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502041
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8e33

Устройство для определения максимальной энергии электронов

Предложено устройство для определения максимальной энергии электронов. Устройство содержит фильтр из электропроводящего материала с малым атомным весом и известной зависимостью пробега электронов от их энергии и детектор для регистрации электронов. Устройство выполнено в виде монолитного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502086
Дата охранного документа: 20.12.2013
+ добавить свой РИД