DE202006016429U1 - Radio noise signal suppressor has a ring core with coils and a bridging core of highly magnetic material - Google Patents

Radio noise signal suppressor has a ring core with coils and a bridging core of highly magnetic material Download PDF

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Abstract

The suppressor inductance has a ring core [3] onto which are wound coils [4,4']. Located in the centre is a cross flow element [5] electrically insulated from the windings. The ring core is of high permeability material. The highly magnetic cross member is laminated from either ferrite or a powder material.

Description

Die Neuerung betrifft eine Funkentstöranordnung mit einer Funkentstördrossel, mit einem wahlweise einen Luftspalt oder eine geschlossene Form aufweisenden Ringkern der Funkentstördrossel und mit zumindest zwei auf dem Ringkern angeordneten Wicklungen.The Innovation concerns a radio interference suppression order with a radio interference choke, with either an air gap or a closed mold optionally Ring core of the radio interference choke and at least two windings arranged on the toroidal core.

Solche Funkentstöranordnungen werden beispielsweise in Netzfiltern zur Bekämpfung von Störspannungen eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Bekannte Funkentstöranordnungen weisen häufig eine stromkompensierte Funkentstördrossel, mit welcher hauptsächlich asymmetrische Störungen bekämpft werden, und gegebenenfalls zusätzliche lineare Drosseln zur Bekämpfung hauptsächlich symmetrischer Störungen auf. Um die lineare Drossel zu vermeiden oder deren Induktivität und deren Bauvolumen zu verringern, ist häufig eine hohe Streuinduktivität der stromkompensierten Funkentstördrossel wünschenswert.Such Funkentstöranordnungen are used, for example, in mains filters for controlling interference voltages used and are known from practice. Known radio interference suppression orders point frequently a current-compensated radio interference suppression choke, with which mainly combat asymmetric disorders, and optionally additional linear throttles to combat mainly symmetric interference on. To avoid the linear throttle or their inductance and their Reducing construction volume is common a high leakage inductance the current-compensated RFI choke desirable.

Hierzu ist es aus der DE 31 04 270 A1 bekannt, die Funkentstördrossel in einem Behälter anzuordnen und mit einer Vergussmasse zu umschließen. In der Vergussmasse ist Pulver aus magnetisch leitendem Material angeordnet. Hierdurch wird die Streuinduktivität der Funkentstördrossel erhöht. Diese Gestaltung führt jedoch zu einer aufwändigen Fertigung und zu einem besonders großen Bauvolumen der Funkentstördrossel. Weiterhin wird durch die Umschließung der Funkentstördrossel eine Wärmeableitung verändert.For this it is from the DE 31 04 270 A1 known to arrange the RFI suppression choke in a container and enclose with a potting compound. In the potting compound powder of magnetically conductive material is arranged. As a result, the leakage inductance of the radio interference suppression choke is increased. However, this design leads to a complex production and a particularly large volume of the suppression choke. Furthermore, a heat dissipation is changed by the enclosure of the radio interference suppression choke.

Weiterhin ist es beispielsweise aus der EP 0 387 841 B1 bekannt, anstatt eines Ringkerns einen Kern mit mehreren Schenkeln einzusetzen, um den Magnetfluss zu steuern. Einer der Schenkel weist zudem einen Luftspalt auf, welcher sich auf den magnetischen Kreis auswirkt. Hierdurch lassen sich jedoch keine besonders kostengünstigen Ringkerne einsetzen. Weiterhin weist diese Anordnung ein hohes Bauvolumen auf.Furthermore, it is for example from the EP 0 387 841 B1 It is known to use a multi-leg core instead of a toroid to control the magnetic flux. One of the legs also has an air gap, which affects the magnetic circuit. As a result, however, no particularly cost-effective toroidal cores can be used. Furthermore, this arrangement has a high construction volume.

Der Neuerung liegt das Problem zugrunde, eine Funkentstöranordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie besonders einfach aufgebaut ist und ein besonders geringes Bauvolumen aufweist.Of the Innovation is based on the problem, a radio interference suppression of the type mentioned in such a way that they especially is simple and has a very low volume.

Dieses Problem wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Nebenflusskörper in dem Ringkern eingesetzt ist, dass der Nebenflusskörper eine hohe magnetische Leitfähigkeit aufweist und dass der Nebenflusskörper zwischen den Wicklungen angeordnet ist.This Problem is renewal thereby solved, that a tributary body is inserted in the toroid, that the Nebenflusskörper a high magnetic conductivity and that of the tributary body between the windings is arranged.

Durch diese Gestaltung wird durch das Einbringen des magnetisch leitenden Materials des Nebenflusskörpers der scheinbare Streuanteil der stromkompensierten Funkentstördrossel erhöht. Durch die Anbindung des Nebenflusskörpers an den Ringkern stellt sich ein magnetischer Nebenfluss ein, der sich in seiner Wirkung wie eine erhöhte Streuinduktivität der Wicklungen darstellt. Die Streuinduktivität ist dabei abhängig von den eingesetzten Materialien, dem mechanischen Aufbau und der mechanischen Ankopplung des Nebenflusskörpers an den Ringkern. Insbesondere bei Ringkernlösungen mit hochpermeablen Werkstoffen ist die Abnahme der Induktivität durch den Nebenfluss des Nebenflusskörpers im Vergleich zur Erhöhung der Streuinduktivität sehr gering. Durch den Einsatz des magnetischen Nebenflusses des Nebenflusskörpers kann im günstigsten Fall die Lineardrossel entfallen oder deren In duktivität und deren Bauvolumen reduziert werden. Ebenso wird die Dämpfung der stromkompensierten Funkentstördrossel bei symmetrischen Störungen verbessert. Hierdurch ist die neuerungsgemäße Funkentstöranordnung besonders einfach aufgebaut. Da der Nebenflusskörper innerhalb des Ringkerns angeordnet ist, weist die Funkentstöranordnung zudem ein besonders geringes Bauvolumen auf.By This design is achieved by introducing the magnetically conductive Material of the creek body the apparent scatter of the current-compensated RFI choke elevated. By the connection of the tributary body at the toroidal core adjusts a magnetic tributary, the in its effect as an increased leakage inductance of the windings represents. The leakage inductance depends on it of the materials used, the mechanical structure and the mechanical coupling of the tributary body to the toroidal core. Especially in toroidal solutions With highly permeable materials, the decrease in inductance is due to the tributary of the tributary body in comparison to the increase the leakage inductance very much low. Through the use of the magnetic tributary of the tributary body can in the cheapest Case the linear throttle omitted or their Inuctivity and their Construction volume can be reduced. Likewise, the attenuation of the current-compensated radio interference suppression choke improved in symmetric disturbances. This is the renewal proper radio interference suppression very simple. Since the tributary body within the toroidal nucleus is arranged, the radio interference suppression order also has a special low construction volume.

Der Nebenflusskörper lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung bei einer Funkentstöranordnung mit zwei Wicklungen einfach nachrüsten, wenn der Nebenflusskörper quaderförmig gestaltet ist. Bei einer Funkentstöranordnung mit drei oder mehr Wicklungen sind vorzugsweise quaderförmige Elemente des Nebenflusskörpers zu einem Stern angeordnet. Vorzugsweise weist der Nebenflusskörper eine dem Ringkern entsprechende Höhe auf.Of the Creek body let yourself according to a advantageous development of the innovation in a radio interference suppression simply retrofit with two windings if the tributary body has a cuboid shape is. In a radio interference suppression order with three or more windings are preferably cuboidal elements of the tributary body arranged to a star. Preferably, the tributary body has a height corresponding to the toroidal core on.

Eine besonders gute Ankoppelung des Nebenflusskörpers an den Ringkern lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung einfach sicherstellen, wenn der Nebenflusskörper in den Ringkern eingepresst oder passgenau eingefügt ist.A Particularly good coupling of the tributary body to the toroidal core can be according to a another advantageous development of the innovation simply ensure when the creek body pressed into the ring core or inserted accurately.

Bei bekannten Funkentstöranordnungen wird häufig ein Kunststoffelement zwischen den Wicklungen eingesetzt, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen den Wicklungen zu vermeiden. Ein solches Kunststoffelement lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung einfach vermeiden, wenn die den Wicklungen zugewandte Seite des Nebenflusskörpers ein elektrisch nicht leitendes Material aufweist.at known radio interference suppression orders often a plastic element inserted between the windings to a avoid electrical short circuit between the windings. Such Plastic element leaves according to one avoid another advantageous development of innovation simply when the windings facing side of the Nebenflußkörpers a having electrically non-conductive material.

Der bauliche Aufwand für die elektrisch nicht leitende Gestaltung des Nebenflusskörpers lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung besonders gering halten, wenn der Nebenflusskörper oder Teile des Nebenflusskörpers mit einem elektrisch nicht leitenden Material versehen ist. Damit lassen sich Potentiale voneinander trennen. Die Ausführung ergibt sich aus den zu erfüllenden Normen oder technischen Anforderungen.The structural complexity of the electrically non-conductive design of the Nebenflußkörpers can be kept particularly low according to another advantageous development of the innovation, if the Nebenflusskörper or parts of the Nebenflusskörpers is provided with an electrically non-conductive material. This allows potentials to be separated from each other. The design results from the standards or technical requirements to be met.

Die magnetischen und elektrischen Eigenschaften des Nebenflusskörpers lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung einfach festlegen, wenn der Nebenflusskörper in Vergussmasse eingebettetes, magnetisch leitendes Pulver aufweist. Beispielsweise kann als Vergussmasse Kunststoff eingesetzt werden. Als magnetisch leitendes Pulver eignet sich beispielsweise ein Eisenwerkstoff. Durch den Füllgrad können die Eigenschaften des Nebenflusskörpers verändert werden.The allow magnetic and electrical properties of the Nebenflusskörpers according to one another advantageous development of the innovation simply specify if the tributary body in Potting compound embedded, magnetically conductive powder. For example, can be used as potting plastic. As a magnetically conductive powder, for example, a ferrous material is suitable. By the degree of filling can the properties of the tributary be changed.

Der Nebenflusskörper ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung besonders einfach aufgebaut, wenn der Nebenflusskörper ein Blechpaket, einen Ferritwerkstoff, einen Pulverwerkstoff oder ein Massivteil aufweist.Of the Creek body is according to one Another advantageous development of innovation particularly simple built when the tributary body a Laminated core, a ferrite material, a powder material or a Has solid part.

Zur weiteren Vereinfachung der neuerungsgemäßen Funkentstöranordnung trägt es bei, wenn der Ringkern gesintert, gewickelt, gezogen, gepresst oder spanend gefertigt ist.to further simplification of the inventive Funkentstöranordnung wear it when the toroidal core is sintered, wound, drawn, pressed or made by machining.

Die Neuerung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Innovation leaves numerous embodiments to. To further clarify their basic principle are two of them shown in the drawing and are described below. This shows in

1 eine erste Ausführungsform der neuerungsgemäßen Funkentstöranordnung, 1 A first embodiment of the inventive Funkentstöranordnung,

2 eine zweite Ausführungsform der neuerungsgemäßen Funkentstöranordnung, 2 A second embodiment of the inventive Funkentstöranordnung,

3 schematisch eine Anordnung zur Bestimmung der Streuinduktivität der Funkentstöranordnung aus 1, 3 schematically an arrangement for determining the leakage inductance of Funkentstöranordnung from 1 .

4 ein Diagramm der Streuinduktivität der Funkentstöranordnung aus 1 bei verschiedenen Frequenzen, 4 a diagram of the leakage inductance of the radio interference suppression order 1 at different frequencies,

5 ein Diagramm der Streuinduktivität der Funkenetstöranordnung aus 1 bei Gleichstrombelastung und Vormagnetisierung bei 10 kHz, 5 a diagram of the leakage inductance of the spark arrester order 1 with DC load and bias at 10 kHz,

6 schematisch eine Anordnung zur Bestimmung der Hauptinduktivität der Funkentstöranordnung aus 1, 6 schematically an arrangement for determining the main inductance of Funkentstöranordnung from 1 .

7 ein Diagramm der Hauptinduktivität der neuerungsgemäßen Funkentstöranordnung aus 1. 7 a diagram of the main inductance of the inventive Funkentstöranordnung 1 ,

1 zeigt eine Funkentstöranordnung 1 mit einer Funkentstördrossel 2. Die Funkentstördrossel 2 hat einen Ringkern 3 mit zwei auf dem Ringkern 3 angeordneten Wicklungen 4, 4'. In dem Ringkern 3 ist ein quaderförmiger Nebenflusskörper 5 angeordnet, welcher die Wicklungen 4, 4' voneinander trennt. Der Nebenflusskörper 5 weist eine hohe magnetische Leitfähigkeit auf und ist in dem Ringkern 3 eingefügt. Damit ist der Nebenflusskörper 5 definiert an dem Ringkern 3 angebunden. An seinen den Wicklungen 4, 4' zugewandten Seiten ist der Nebenflusskörper 5 elektrisch isoliert und hält die Wicklungen 4, 4' auf Abstand zueinander. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Isolation auch durch eine mechanische Beabstandung und einen elektrisch nicht leitenden Verguss erzeugt werden. Der Ringkern 3 ist aus einem hochpermeablen Werkstoff gefertigt und ohne den Nebenflusskörper 5 als handelsübliche Funkentstördrossel 2 erhältlich. Der Nebenflusskörper 5 ist beispielsweise als Blechpaket aus einem Eisenwerkstoff, aus Ferrit oder als Pulverwerkstoff gefertigt. Anstelle eines runden Ringkerns 3 kann selbstverständlich auch ein ovaler oder anders geformter, jedoch geschlossener Ringkern 3 eingesetzt werden. 1 shows a radio interference suppression order 1 with a radio interference choke 2 , The radio interference choke 2 has a toroidal core 3 with two on the toroidal core 3 arranged windings 4 . 4 ' , In the toroid 3 is a cuboid inflow body 5 arranged, which the windings 4 . 4 ' separates each other. The tributary body 5 has a high magnetic conductivity and is in the toroidal core 3 inserted. This is the tributary body 5 defined at the toroidal core 3 tethered. At its the windings 4 . 4 ' facing sides is the tributary body 5 electrically insulated and keeps the windings 4 . 4 ' at a distance from each other. In an alternative, not shown embodiment, the insulation can also be generated by a mechanical spacing and an electrically non-conductive potting. The toroid 3 is made of a highly permeable material and without the Nebenflusskörper 5 as commercial radio interference choke 2 available. The tributary body 5 is made for example as a laminated core of an iron material, ferrite or powder material. Instead of a round toroidal core 3 Of course, an oval or otherwise shaped, but closed ring core 3 be used.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Funkentstöranordnung 1 mit beispielhaft drei Wicklungen 4, 4', 4''. Der Nebenflusskörper 5 ist entsprechend der Anzahl der Wicklungen sternförmig gestaltet. Ansonsten ist die Funkentstöranordnung 1 wie die aus 1 aufgebaut. 2 shows a further embodiment of the radio interference suppression 1 with example three windings 4 . 4 ' . 4 '' , The tributary body 5 is designed star-shaped according to the number of windings. Otherwise, the radio interference suppression order 1 like that 1 built up.

3 zeigt eine Anordnung zur Messung der Streuinduktivität der Funkentstöranordnung 1 aus 1 mit einem Messgerät 6. Das Messgerät 6 wird an eine der Wicklungen 4 angeschlossen. Die andere der Wicklungen 4' wird kurz geschlossen. Die in 1 beschriebene Funkentstördrossel 2 der Funkentstöranordnung 1 hat eine Kernabmessung von 25·20·12 mm. Der Nebenflusskörper 5 hat die Maße 18·12·5. Der AL-Wert des verwendeten Ringkerns 3 beträgt ungefähr 22 μH bei 10 kHz. Die Wicklungen 4, 4' weisen jeweils 20 Windungen aus Cu-Draht mit einem Durchmesser von 1,25 mm auf. 3 shows an arrangement for measuring the leakage inductance of the radio interference suppression order 1 out 1 with a measuring device 6 , The measuring device 6 gets to one of the windings 4 connected. The other of the windings 4 ' will be closed shortly. In the 1 described radio interference choke 2 the radio interference suppression order 1 has a core dimension of 25 x 20 x 12 mm. The tributary body 5 has the dimensions 18 · 12 · 5. The AL value of the toroidal core used 3 is about 22 μH at 10 kHz. The windings 4 . 4 ' each have 20 turns of Cu wire with a diameter of 1.25 mm.

4 zeigt die Streuinduktivität Ls über die Frequenz für die Funkentstördrossel 2 ohne Nebenflusskörper Ls o.N., für die Funkentstöranordnung 1 bei der der Nebenflusskörper 5 aus Pulverwerkstoff Ls m.N. PVW sowie bei der der Nebenflusskörper 5 aus Ferritwerkstoff Ls m.N. Ferrit gefertigt ist. Hierbei zeigt sich, dass die Streuinduktivität durch den Einsatz des Nebenflusskörpers 5 deutlich zunimmt und bei dem Ferritwerkstoff eine größere Konstanz über die Frequenz aufweist als bei dem Pulver werkstoff. 5 zeigt die Streuinduktivität der zu 4 beschriebenen Funkentstöranordnungen 1 bei Gleichstrombelastung über unterschiedlicher Vormagnetisierung Bias bei 10 kHz. 4 shows the leakage inductance Ls over the frequency for the radio interference suppression choke 2 without tributary body Ls oN, for the radio interference suppression order 1 at the the tributary body 5 made of powder material Ls mN PVW as well as at the Nebenflusskörper 5 made of ferrite material Ls mN ferrite. This shows that the leakage inductance through the use of the Nebenflusskörpers 5 clearly increases and the ferrite material has a greater consistency over the frequency than the powder material. 5 shows the leakage inductance to 4 described radio interference suppression orders 1 at DC load across different bias bias at 10 kHz.

6 zeigt eine Anordnung zur Messung der Hauptinduktivität der Funkentstöranordnung 1 aus 1. Im Gegensatz zu der Anordnung aus 3 ist die zweite Wicklung 4' nicht kurz geschlossen, so dass die Leerlaufinduktivität Lo ermittelt werden kann. Als Leerlaufinduktivität Lo in 7 über die Frequenz f[kHz] für die Funkentstördrossel 2 ohne Nebenflusskörper Lo o.N., für die Funkentstöranordnung, bei der der Nebenflusskörper 5 aus Pulverwerkstoff Lo m.N. PVW sowie bei der der Nebenflusskörper 5 aus Ferritwerkstoff Lo m.N. Ferrit gefertigt ist, aufgetragen. Hierbei ist zu erkennen, dass die Kurven annähernd deckungsgleich sind. Das Vorhandensein oder die Art des Nebenflusskörpers 5 hat damit nahezu keinen Einfluss auf Leerlaufinduktivität Lo. 6 shows an arrangement for measuring the Main inductance of the radio interference suppression order 1 out 1 , In contrast to the arrangement 3 is the second winding 4 ' not short-circuited, so that the Leerlaufinduktivität Lo can be determined. As open circuit inductance Lo in 7 via the frequency f [kHz] for the radio interference suppression choke 2 without Nebenflusskörper Lo oN, for the radio interference suppression, in which the Nebenflusskörper 5 made of powder material Lo mN PVW as well as at the Nebenflusskörper 5 made of ferrite material Lo mN ferrite, applied. It can be seen that the curves are approximately congruent. The presence or the type of creek body 5 thus has almost no influence on open circuit inductance Lo.

Claims (8)

Funktenstöranordnung mit einer Funkentstördrossel, mit einem wahlweise einen Luftspalt oder eine geschlossene Form aufweisenden Ringkern der Funkentstördrossel und mit zumindest zwei auf dem Ringkern angeordneten Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenflusskörper (5) in dem Ringkern (3) eingesetzt ist, dass der Nebenflusskörper (5) eine hohe magnetische Leitfähigkeit aufweist und dass der Nebenflusskörper (5) zwischen den Wicklungen (4, 4', 4'') angeordnet ist.Radio interference suppression with a radio interference suppression choke, with an optionally an air gap or a closed shape having toroidal core of the radio interference suppression choke and with at least two arranged on the toroidal windings, characterized in that a Nebenflusskörper ( 5 ) in the toroidal core ( 3 ) is inserted, that the tributary body ( 5 ) has a high magnetic conductivity and that the side flow body ( 5 ) between the windings ( 4 . 4 ' . 4 '' ) is arranged. Funkentstöranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenflusskörper (5) quaderförmig gestaltet ist.Radio interference suppression arrangement according to claim 1, characterized in that the tributary body ( 5 ) is cuboid shaped. Funkentstöranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenflusskörper (5) in den Ringkern (3) eingepresst oder passgenau eingefügt ist.Radio interference suppression arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the tributary body ( 5 ) in the toroidal core ( 3 ) is pressed or inserted accurately. Funkentstöranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wicklungen (4, 4', 4'') zugewandte Seite des Nebenflusskörpers (5) ein elektrisch nicht leitendes Material aufweist.Radio interference suppression arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the windings ( 4 . 4 ' . 4 '' ) side facing the Nebenflußkörpers ( 5 ) has an electrically non-conductive material. Funkentstöranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenflusskörper (5) oder Teile des Nebenflusskörpers (5) mit einem elektrisch nicht leitenden Material versehen ist.Radio interference suppression arrangement according to claim 4, characterized in that the tributary body ( 5 ) or parts of the tributary body ( 5 ) is provided with an electrically non-conductive material. Funkentstöranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenflusskörper (5) ein in Vergussmasse eingebettetes, magnetisch leitendes Pulver aufweist.Radio interference suppression arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the side flow body ( 5 ) has a embedded in potting compound, magnetically conductive powder. Funkentstöranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenflusskörper (5) ein Blechpaket, einen Ferritwerkstoff, einen Pulverwerkstoff oder ein Massivteil aufweist.Radio interference suppression arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the side flow body ( 5 ) has a laminated core, a ferrite material, a powder material or a solid part. Funkentstöranordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern (3) gesintert, gewickelt, gezogen, gepresst oder spanend gefertigt ist.Radio interference suppression arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the toroidal core ( 3 ) is sintered, wound, drawn, pressed or machined.
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