CH673905A5

CH673905A5 -

Info

Publication number: CH673905A5
Application number: CH186587A
Authority: CH
Inventors: Thomas Muellenheim
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1990-04-12
Also published as: DE3621573A1; DE3621573C2; JPS639918A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine stromkompensierte Funkentstördrossel gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit sehr geringem äusserem magnetischem Streufeld bei gleichzeitig grosser, symmetrisch wirkender Induktivität. The invention relates to a current-compensated radio interference suppression choke according to the preamble of patent claim 1 with a very low external magnetic stray field and at the same time a large, symmetrically acting inductor.

Stromkompensierte Mehrleiter-Ringkerndrosseln werden zur Funk-Entstörung betriebsstromführender Leiter eingesetzt. Durch die stromkompensierte Betriebsweise können auch bei Nennströmen von mehreren Ampere geschlossene hochpermea-ble Ringkerne, insbesondere Ferrit-Ringkerne verwendet werden, die sehr hohe Induktivitätswerte ermöglichen. Die Wicklungsinduktivitäten bedämpfen jedoch nur die unsymmetrischen Störströme, während zur Unterdrückung der symmetrischen Störströme eine hohe Streuinduktivität erforderlich ist. Diese hohe Streuinduktivität wird üblicherweise dadurch erzeugt, dass die Wicklungen auf getrennten Sektoren des Ringkernes angeordnet werden. Diese Art der Bewicklung hat jedoch ein starkes äusseres Magnetfeld zur Folge, das in vielen Anwendungsfällen nicht hingenommen werden kann, beispielsweise wenn die Drossel in der Nähe einer Bildröhre angeordnet werden muss. Durch eine Parallelwicklung der betriebsstromführenden Leiter lässt sich zwar das äussere magnetische Streufeld erheblich reduzieren, gleichzeitig mit dem Streufeld verschwindet jedoch auch die zur symmetrischen Entstörung erforderliche Streuinduktivität. Current-compensated multi-conductor toroidal chokes are used for radio interference suppression of operational conductors. Due to the current-compensated mode of operation, closed, highly permeable ring cores, in particular ferrite ring cores, can be used even at rated currents of several amperes, which enable very high inductance values. However, the winding inductances only dampen the asymmetrical interference currents, while a high leakage inductance is required to suppress the symmetrical interference currents. This high leakage inductance is usually generated by arranging the windings on separate sectors of the toroid. However, this type of winding results in a strong external magnetic field which cannot be accepted in many applications, for example if the choke has to be arranged in the vicinity of a picture tube. A parallel winding of the conductors carrying the operating current can considerably reduce the external magnetic stray field, but at the same time as the stray field, the stray inductance required for symmetrical interference suppression also disappears.

Bisher wurde dieser Nachteil durch den Einsatz von stromkompensierten Drosseln mit E- oder RM-Ferritkernen behoben. Bei diesen Drosseln werden zwei getrennte Wicklungen auf einen Spulenkörper aufgebracht; anschliessend werden z.B. die s beiden E-Kernhälften mit den Mittelschenkeln in den Spulenkörper geschoben und üblicherweise zusammengeklebt. Die Aussenschenkel der E-Kerne bilden dann ein magnetisches Joch, das auf das magnetische Streufeld abschirmend wirkt. Durch die Trennung der Wicklungen wird gleichzeitig eine hohe io Streuinduktivität erzielt. So far, this disadvantage has been eliminated by using current-compensated chokes with E or RM ferrite cores. With these chokes, two separate windings are applied to a coil former; then e.g. the s two E-core halves with the middle legs pushed into the coil former and usually glued together. The outer legs of the E cores then form a magnetic yoke, which has a shielding effect on the magnetic stray field. By separating the windings, a high io leakage inductance is achieved.

Stromkomenpensierte Drosseln mit E- oder RM-Ferritker-nen weisen jedoch zwei Nachteile auf. However, current-compensated chokes with E or RM ferrite cores have two disadvantages.

Um gleiche Nenninduktivitäten zu erreichen benötigt der E-Kern gegenüber einem Ringkern vergleichbarer Grösse eine 15 deutlich höhere Windungszahl. In order to achieve the same nominal inductance, the E core requires a 15 higher number of turns than a ring core of comparable size.

Die mehrlagige Kammerbewicklung der E- und RM-Ferrit-kerndrossel hat darüber hinaus eine grosse Koppelkapazität der Wicklung zur Folge, woraus eine niedrige Eigenresonanzfrequenz bzw. der Umstand resultiert, dass bereits bei Störfre-20 quenzen von einigen 100 kHz keine induktive Wirkung mehr vorhanden ist. The multi-layer chamber winding of the E and RM ferrite core choke also results in a large coupling capacity of the winding, which results in a low natural resonance frequency or the fact that even at interference frequencies of a few 100 kHz there is no longer any inductive effect .

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine stromkompensierte Funkentstördrossel, nämlich eine stromkompensierte Ringkerndrossel zu schaffen, die die Vorteile der 25 bisher üblichen stromkompensierten Ringkerndrossel hat, und gleichzeitig ein geringes äusseres magnetisches Streufeld aufweist. The present invention has set itself the task of creating a current-compensated radio interference suppression choke, namely a current-compensated toroidal choke, which has the advantages of the 25 current-compensated toroidal core choke which has been customary to date, and at the same time has a low external magnetic stray field.

Bei einer stromkompensierten Funkentstördrossel gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 sieht die Erfindung zur Lö-30 sung der gestellten Aufgabe einen Ringkern aus Ferrit mit isolierter Oberfläche und mit gleichmässig über den Ringkernumfang verteilter Wicklung und einen weiteren, konzentrisch auf diesen Ringkern aufgesetzten Ringkern mit isolierter Oberfläche und aus weichmagnetischem Werkstoff hoher magnetischer Sät-35 tigungsinduktion vor, wobei eine Wicklung gleichmässig verteilt über den gemeinsamen Ringkernumfang beider Ringkerne aufgebracht ist, und die Windungszahlen der Wicklungen gleich sind. In the case of a current-compensated radio interference suppression choke according to the preamble of claim 1, the invention provides a ring core made of ferrite with an insulated surface and with a winding evenly distributed over the ring core circumference and a further ring core placed concentrically on this ring core with an insulated surface and for solving the problem Soft magnetic material with high magnetic saturation induction, one winding being applied evenly distributed over the common ring core circumference of both ring cores, and the number of turns of the windings are the same.

Für sehr kleine Betriebsströme sind auch Ringbandkerne aus 40 dünnem Dynamoblech geeignet. For very small operating currents, toroidal cores made of 40 thin dynamo sheets are also suitable.

Wird diese Zweileiter-Drossel mit vier Anschlüssen in gleicher Weise wie eine bisher übliche stromkompensierte Ringkerndrossel in ein Betriebsstrom führendes Zweileitersystem eingesetzt, so kompensieren sich im ersten, hochpermeablen 45 Ringkern die von den Betriebsströmen hervorgerufenen magnetischen Flüsse. Für unsymmetrisch fliessende Störströme sind die Wicklungs- bzw. Nenninduktivitäten somit voll wirksam. Im zweiten, hochsättigbaren Ringkern, der nur von einer Wicklung umfasst wird, verbleibt dagegen ein magnetischer Fluss. so Auf diese Weise erhält man eine analog der Streuinduktivität üblicher stromkompensierter Ringkerndrosseln symmetrisch wirkende Induktivität. Durch die Verwendung luftspaltfreier Ringkerne und durch die gleichmässige Bewicklung auf Kernumfang ergibt sich ein ebenso niedriges äusseres magnetisches 55 Streufeld wie bei einer stromkompensierten Ringkerndrossel mit Parallelbewicklung. If this two-wire choke with four connections is used in the same way as a current-compensated toroidal core choke in a two-wire system carrying operating current, the magnetic fluxes caused by the operating currents are compensated in the first, highly permeable 45 toroid. The winding or nominal inductances are therefore fully effective for asymmetrically flowing interference currents. In contrast, a magnetic flux remains in the second, highly saturable toroid, which is only comprised by one winding. In this way, an inductance which acts symmetrically analogously to the leakage inductance of conventional current-compensated toroidal chokes is obtained. The use of air gap-free toroidal cores and the even winding around the core circumference results in an external magnetic stray field that is just as low as with a current-compensated toroidal core choke with parallel winding.

Zusätzlich bietet sich die vorteilhafte Möglichkeit, durch entsprechende Wahl der Kernquerschnitte die Nenninduktivität und die symmetrisch wirkende Induktivität nahezu unabhängig 60 voneinander einzustellen. In addition, there is the advantageous possibility of setting the nominal inductance and the symmetrically acting inductance almost independently of one another by appropriate selection of the core cross sections.

Ein näherungsweise gleicher Drahtwiderstand für beide Wicklungen bzw. eine gleichmässige Stromverteilung auf beide Wicklungen lässt sich dadurch erreichen, dass man für die zweite «längere» Wicklung einen Draht mit entsprechend grösserem 65 Querschnitt wählt. An approximately equal wire resistance for both windings or an even current distribution on both windings can be achieved by choosing a wire with a correspondingly larger cross-section for the second “longer” winding.

Eine streufeldarme Drei- oder Mehrleiter-Ringkerndrossel lässt sich gemäss dem Vorschlag nach der Erfindung in ähnlicher Weise durch Kombination eines hochpermeablen luftspalt- A three-conductor or multi-conductor toroidal core choke with little stray field can be similarly created according to the proposal according to the invention by combining a highly permeable air gap

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freien Ringkerns, nämlich Ferritringkerns, mit einem oder mehreren weichmagnetischen Ringkernen hoher magnetischer Sättigungsinduktion herstellen, wobei die Ringkerne in der vorstehend bereits beschriebenen Art bewickelt sind. Produce free ring core, namely ferrite ring core, with one or more soft magnetic ring cores with high magnetic saturation induction, the ring cores being wound in the manner already described above.

So sind z.B. zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen beiden Ringkernen weitere, konzentrisch auf diese beiden Ringkerne aufgesetzte Ringkerne hoher Sättigungsinduktion denkbar, deren Wicklung jeweils gleichmässig über den gemeinsamen Ringkern-Umfang dieser und der vorhergehenden Ringkerne verteilt ist, wobei die Windungszahlen sämtlicher Wicklungen wiederum gleich sind. For example, In addition to the two ring cores described above, further ring cores with high saturation induction, concentrically placed on these two ring cores, are conceivable, the winding of which is in each case evenly distributed over the common ring core circumference of this and the preceding ring cores, the number of turns of all windings being again the same.

Denkbar ist auch eine Funk-Entstördrossel mit einem luft-spaltfreien Ferritringkern mit gleichmässig über seinem Umfang verteilter Wicklung, mit einem auf diesen Ferritringkern aufgesetzten ersten Ringkern hoher Sättigungsdichte mit einer über den gemeinsamen Ringkernumfang beider Ringkerne gleichmässig verteilten Wicklung, mit einem auf den ersten Ringkern hoher Sättigungsdichte aufgesetzten zweiten Ringkern hoher Sättigungsdichte mit gleichmässig über seinen Umfang verteilter Wicklung und mit einer über den gesamten Ringkernumfang sämtlicher Ringkerne gleichmässig verteilt aufgebrachten Wicklung. It is also conceivable to use a radio interference suppression choke with an air-gap-free ferrite ring core with a winding evenly distributed over its circumference, with a first ring core placed on this ferrite ring core with a high saturation density and with a winding evenly distributed over the common ring core circumference of both ring cores, with a winding that is higher on the first ring core Second ring core with high saturation density with a winding evenly distributed over its circumference and with a winding applied uniformly distributed over the entire ring core circumference of all ring cores.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemässe stromkompensierte Zweileiter-Ringkerndrossel und ein Vergleich der Eigenschaften dieser Drossel mit üblichen Zweileiter-Ringkerndrosseln wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. An exemplary embodiment of a current-compensated two-wire toroidal choke according to the invention and a comparison of the properties of this choke with conventional two-wire toroidal chokes is described below with reference to the drawing.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 bis 3 in Drauf- bzw. Seitenansicht eine Ringkerndros-sel in verschiedenen Stadien ihrer Fertigung, 1 to 3 in plan and side view of a ring core choke in different stages of its manufacture,

Fig. 4 ein Kurvenblatt, aus dem das magnetische Streufeld H bekannter und erfindungsgemässer stromkompensierter Ringkerndrosseln in Abhängigkeit von der Winkellage (cp) ersichtlich ist. Fig. 4 is a graph from which the stray magnetic field H of known and inventive current-compensated toroidal chokes can be seen depending on the angular position (cp).

5 Gemäss Fig. 1 ist ein Ferritringkern 1 gleichmässig verteilt über seinen Ringkern-Umfang mit einer Wicklung 2 bewickelt. 5 According to FIG. 1, a ferrite ring core 1 is wound with a winding 2 evenly distributed over its ring core circumference.

Dieser Ferrit-Ringkern wird zunächst konzentrisch auf einen Ringkern 3 hoher magnetischer Sättigungsinduktion, z.B. auf einen Carbonyl-Eisenpulver-Kern aufgesetzt und schliesslich — io siehe Figur 3 — eine Wicklung 4 aufgebracht, die gleichmässig verteilt über den gemeinsamen Ringkern-Umfang beider Ringkerne 1, 3 ist. This ferrite ring core is initially concentric with a ring core 3 with high magnetic saturation induction, e.g. placed on a carbonyl iron powder core and finally - io see Figure 3 - applied a winding 4, which is evenly distributed over the common ring core circumference of both ring cores 1, 3.

Der Verlauf des magnetischen Streufeldes dieser stromkompensierten Ringkerndrossel ist in Fig. 4 — siehe Kurve a — dar-15 gestellt. The course of the magnetic stray field of this current-compensated toroidal core choke is shown in FIG. 4 - see curve a - 15.

Ein Vergleich mit Kurve c, die den genannten Verlauf für eine bekannte stromkompensierte Ringkerndrossel mit Parallelbewicklung wiedergibt, zeigt, dass das äussere magnetische Streufeld beider Ringkerndrosseln annähernd gleich ist, wobei je-2o doch die erfindungsgemässe Ringkerndrossel sich durch eine vielfach grössere, einstellbare symmetrisch wirkende Induktivität und eine meist höhere Eigenresonanzfrequenz auszeichnet. A comparison with curve c, which shows the course mentioned for a known current-compensated toroidal core choke with parallel winding, shows that the external stray magnetic field of both toroidal core chokes is approximately the same, although the toroidal core choke according to the invention is characterized by a much larger, adjustable, symmetrically acting inductance and is characterized by a usually higher natural resonance frequency.

Mit «b» ist schliesslich die entsprechende Kurve für eine gleichfalls bekannte, übliche stromkompensierte Ringkerndros-25 sei mit Sektorbewicklung, d.h. mit auf verschiedenen Abschnitten des Ringkernumfanges bewickelten Ringkernen bezeichnet. Das magnetische Streufeld H dieser Ringkerndrossel ist gegenüber jenem nach der Erfindung bei V2 und n um das 10- bzw. 40fache höher. Finally, with "b" is the corresponding curve for an also known, conventional current-compensated toroidal core 25 with sector winding, i.e. with ring cores wound on different sections of the ring core circumference. The stray magnetic field H of this toroidal choke is 10 or 40 times higher than that of the invention at V2 and n.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Current-compensated radio interference suppression choke, namely toroidal choke with an air gap-free ring core made of ferrite, and with a winding applied to the ring core, characterized by a ring core (1) made of ferrite, with an insulated surface and with a winding (2) evenly distributed over the circumference of the ring core by one Another ring core (3) placed concentrically on this ring core with an insulated surface and made of soft magnetic material with high magnetic saturation induction, and through a winding (4) which is applied evenly distributed over the common ring core circumference of both ring cores (1, 3), the number of turns the windings (2, 4) are the same.

2. Radio interference suppression choke according to claim 1, characterized in that a carbonyl iron powder core is provided as the ring core (3) of high saturation induction.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Radio interference suppression choke according to claim 1, characterized in that the cross section of the wire, which is applied over the common ring core circumference of both ring cores (1, 3) winding (4) is selected such that both windings (2, 4) are at least approximately the same Have wire resistance.

4. radio interference suppression choke according to claim 1 and 2, germinated by additional concentric on the previous ring cores (1, 3) ring cores high saturation induction, the winding of which is evenly distributed over the common ring core circumference of these and the previous ring cores (1, 3) .

5. radio interference suppression choke according to claim 1 to 4, characterized by an air gap-free ferrite ring core with winding evenly distributed over its circumference, a first ring core placed on the ferrite ring core of high saturation density with a winding evenly distributed over the common ring core circumference of both ring cores, one on the first ring core high saturation density placed on the second ring core high saturation density with winding evenly distributed over its circumference, and with a winding applied evenly distributed over the entire circumference of all ring cores.