DE2453603C3 - Funkentstörfilter für Magnetronröhren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Funkentstörfilter für Magnetronröhren, das in ein Abschirmgehäuse eingebaut ist, in welches die Heizfadenanschlüsse der <*> Magnetronröhre hineinragen und das in beide Zuleitungen zu den Heizfadenanschlüssen eingeschaltete Drosseln aufweist.

Magnetronvorrichtungen werden beispielsweise in einen elektronischen Herd eingebaut, wobei sich ihr ^(}S Ausgangsstrahler in der geschlossenen Herdkammer befindet, um z. B. Nahrungsmittel durch die vom Ausgangsstrahler gelieferte Mikrowellenenergie zu kochen. Wenn das Magnetron in Betrieb gesetzt wird, emittiert eine beispielsweise aus Keramikmaterial bestehende Kathodenbüchse Hochfrequenzwellen im VHF- und UHF-Bereich. Magnetronröhren, die diese Hochfrequenzwellen ausstrahlen, welche den Fernsehempfang stören können, sind mit einem Tiefpaßfilter zur Verhinderung des Austritts dieser Strahlungsenergie versehen.

Ein bekanntes Tiefpaßfilter für Magnetronröhren besteht aus zwei Drosselspulen mit einem Ferritkern und einem induktionsarmen, sogenannten Vierpol-Kondensator. Die Heizfadenanschlüsse der Magnetronröhre und die Drosselspulen sind in ein Abschirmgehäuse eingedichtet, um den Austritt von unerwünschten elektromagnetischen Wellen zu verhindern. Bei dieser Konstruktion muß der Kondensator des Tiefpaßfilters der Betriebsspannung der Magnetronvorrichtung widerstehen, nämlich einer Hochspannung von 10 kV und mehr, woraus sich hohe Fertigungskosten für den Kondensator und mithin auch für die Magnetronvorrichtung ergeben.

Eine andere bekannte Vorrichtung ist mit einem LC-Tiefpaßfilter unter Verwendung einer ungeerdeten Kapazität und der Induktivität einer Drossel versehen, die aus einr Anzahl von in Reihe geschalteten Ferritperlen mit zvei Durchgangsbohrungen besteht, durch welche Zuführungsleitungen zu den Heizfadenanschlüssen hindurchgeführt sind. Obgleich das LC-Tiefpaßfilter mit niedrigeren Kosten herstellbar ist, vermag es den Austritt von Störungsmikrowellen nicht in ausreichendem Maße zu verhindern.

Aus der BE-PS 21 72 298 ist es bereits bekannt. Drosseln in die Heizfaden-Zuleitung der Magnetronröhre einzuschalten und diese in ein Abschirmgehäuse einzubauen, in das die Anschlüsse der Magnetronröhre hineinragen. Ferner ist durch DE-OS 23 33 221 bekannt, Funkentstördrosseln in jede der beiden Heizfadenzuleitungen zu schalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Entstörwirkung solcher nur noch Drosseln enthaltender Funkentstörfilter zu verbessern und auch deren wirksames Frequenzband zu verbreitern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Entstörfilter für Magnetronröhren mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig.2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig.3 eine Draufsicht auf ein Entstörfilter gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, bei welchem Abschirmungen für diejenigen Drosselelemente angeordnet sind, welche auf der Anschlußseite der Heizspannungsquelle liegen,

Fig.4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig.3,

F i g. 5 eine Draufsicht auf ein abgewandeltes Entstörfilter gemäß der Erfindung, bei welchem durch eine abschirmende Zwischenplatte für gleichartige Drosselelemente je ein eigener Abschirmraum geschaffen ist,

Fig.6 eine Draufsicht auf ein Entstörfilter gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.7 A und 7B schematische Ansichten erfindungsgemäßer Entstörfilter mit zusätzlichen Drosselelementen und verschiedenartigen Abschirmungen,

Fig.8 und 10 Draufsichten auf Entstörfilter gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung, wobei für .-* die Drosseln Ferritperlen verwendet sind,

Fig.9 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 8 und

F i g. 11 eine graphische Darstellung der AVR-Spannungen eines Fernsehempfängers, auf dem als Störquel- κ. le eine Magnetronvorrichtung einwirkt, die mit anderen bekannten und den erfindungsgemäßen Mitteln entstört ist.

Die Magnetronvorrichtung 11 in der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2 wird is beispielsweise zum Kochen von Nahrungsmitteln mittels der von einem Ausgangsstrahler emittierten Mikrowellenenergie benutzt, wobei der Ausgangsstrahler in der nicht dargestellten, geschlossenen Herdkammer z. B. eines elektronischen Herds engeordnet ist.

Die Magnetronvorrichtung 11 weist einen Magneten 13 und einen Strahler 12 und einen Kühlkörper 14 auf. Eine Kathodenbüchse 15 der Vorrichtung ti ist mit Heizleitungsanschlüssen 16a, 166 versehen, an welche zwei Drosseln 17a bzw. 176 angeschlossen sind. Die Drossel 17a besteht aus zwei Drosselelementen 17a-l und 17a-2 in Form von in Reihe geschalteten Spulen 18a und 19a mit in diese eingeführten Kernen 20a und 21a. Auf gleiche Weise besteht die Drossel 176 aus zwei Drosselelementen i7b-i und 176-2 in Form von zwei in Reihe geschalteten Spulen 186 und 196 mit in diesen 30 Ω cm Kernen 206 und 21 ft. Die Kerne 20a und 206 bestehen aus Ferrit auf NiZn-Basis (hergestellt z. B. von der Firma Tokyo Denki Kagaku unter der Handelsbezeichnung »Q3C«) mit hervorragender Durchlässigkeit ?s für Hochfrequenz in höheren Frequenzbereichen und einem hohen spezifischen Eigenwiderstand von mehr als 1 kn-cm, z. B. lOkQcm bei Raumtemperatur. Die Kerne 21a und 216 bestehen aus Ferrit auf MnZn-Basis (hergestellt z. B. von der gleichen Firma unter der Handelsbezeichnung »H3S«) mit hervorragender Durchlässigkeit für Hochfrequenz in niedrigeren Frequenzbereichen und einem niedrigen Eigenwiderstand von weniger als 100 Ω · cm, ζ. B. 30 Ω · cm bei Raumtemperatur. Die Drosseln 17a und 17£^: und die Kathodenbüchse 15 sind in ein Abschirmgehäuse 22 eingesetzt. Die Zuleitungen 23a und 236 der Drosseln 17a und 176 sind durch eine als Teil des Gehäuses 22 ausgebildete Isolierwand 24 hindurch an Klemmen 25a bzw. 256 angeschlossen.

Durch die Anordnung der genannten Drosseln 17a und 176 wird der Austritt von störenden Mikrowellen im VHF- und UHF-Band im Betrieb der Vorrichtung 11 praktisch verhindert, so daß ein Fernsehempfänger von diesen Strörungsmikrowellen praktisch unbeeinflußt bleibt.

Diese Wirkung kann jedoch nicht gewährleistet werden, wenn alle Kerne 20a, 206, 21a und 216 der Drosselelemente 17a und 176 aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Vielmehr kann die angestrebte Wirkung nur dann erzielt werden, wenn die der Kathode 15 der Magnetronvorrichtung 11 zugewandten Kerne 20a und 206 aus einem Material mit einem höheren spezifischen Eigenwiderstand bestehen als die den Stromzufuhrklemmen 25a und 256 zugewandten fts Kerne 21 und 216.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß den F i g. 3 und 4 besteht die Drossel 17a ebenfalls aus einem Drosselelement 17a-l mit einem Kern 20a mit hohem Eigenwiderstand und einem Drosselelement 17a-2 mit einem Kern 21a mit niedrigem Eigenwiderstand. Auf gleiche Weise besteht auch die Drossel 176 aus einem Drosselelement 176-1 mit einem Kern 206 mit hohem Eigenwiderstand und einem Drosselelement 176-2 mit einem Kern 216 mit niedrigem Eigenwiderstand. Die Drosselelemente 17a-2 und 176-2 mit den Kernen 21a bzw. 216 mit niedrigem Eigenwiderstand sind jeweils von Abschirmzylindern 26a und 266 umgeben, in welche isolierende Rohre, z. B. aus Silikon, 27a bzw. 276 eingesetzt sind. Diese Anordnung gewährleistet eine effektive Absorption der nachteiligen Störungsmikrowellen.

Wenn die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weiter abgewandelt werden, indem ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen den Kernen 20a und 216 sowie den Kernen 206 und 216 mit jeweils unterschiedlichem Eigenwiderstand vorgesehen und gemäß den F i g. 5 und 6 metallische Abschirmplatten 28 oder 29 zwischen die die beiden Gruppen bildenden Kerne eingefügt werden, um eine magnetische Isolierung zwischen ihnen zu erreichen, können Störungsmikrowellen noch wirksamer absorbiert werden.

Bei den in den Fig.7A und 7B dargestellten Ausführungsformen besteht eine Drossel 17a aus einem Drosselelement 33a mit einem Kern 20a mit hohem spezifischen Eigenwiderstand nahe einer Kathodenbüchse 15 sowie zwei Drosselelementen 2Ia-I und 21a-2 mit je einem Kern 17a-l bzw. 17a-2 mit niedrigem Eigenwiderstand. Die zweite Drossel 176 besitzt die gleiche Anordnung. Jede dieser Drosseln 17a, 176 ist dabei von einem Silikonrohr 36 umschlossen. Die Außenflächen der die Drosselelemente 2Ia-I, 21a-2 umhüllenden Teile der Silikonrohre 36 sind dabei mit einem abschirmenden Metallbelag 37 aus Aluminium belegt. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entstörfilters garantiert, daß Störungsmikrowellen in einem Bandbereich beträchtlicher Breite effektiv absorbiert werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7B ist zusätzlich je eine Abschirmplatte 38 zwischen den benachbarten Drosselelementen mit unterschiedlichem Kernmaterial angeordnet.

Bei den Ausführungsformen gemäß den F i g. 3,9 und 10 bestehen die Drosselelemente aus Ferritkernperlen

40 mit hohem Eigenwiderstand sowie Ferritkernperle

41 mit niedrigem Eigenwiderstand, die jeweils mit zwei Durchgangsbohrungen versehen sind, durch die die Zuführungsdrähte 42, 43 der Heizung der Magnetronröhre verlaufen. Hierbei wirken die Drähte 42,43 als die vorher beschriebenen Drosselspulen. Zusammen mit den Ferritkernperlen 40, 41 bilden sie die Drosseln. Solche Drosseln besitzen einen einfachen Aufbau und können kompakt ausgebildet werden.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 10 bestehen die Drosseln aus mehreren Gruppen von einander abwechselnd miteinander verbundenen Ferritkernperlen 40, 41, die jeweils den vorstehend beschriebenen Aufbau besitzen. Die Anordnung der Drosselelemente gemäß Fig. 10 vermag Storungsmikrowellen in einem Bandbereich beträchtlicher Breite zu absorbieren.

Eine Untersuchung def Einflusses der von einem mit einem Magnetron ausgerüsteten elektronischen Herd emittierten Störungsmikrowellen z. B. auf einen Fernsehempfänger kann zweckmäßig durch Messung der Änderungen der AVR-Spannung dieses Fernsehemp-

fängers vorgenommen werden. F i g. 11 veranschaulicht graphisch die bei diesem Prüfverfahren erhaltenen Daten. Die Kurve 51 zeigt die Änderungen der AVR-Spannung eines Fernsehempfängers infolge der Störungsmikrowellen, die von einem elektronischen Magnetronherd ohne Filter emittiert werden. Die Kurve 52 zeigt dagegen die Änderungen der AVR-Spannung des Fernsehempfängers aufgrund der Störungsmikrowellen, die aus einem elektronischen Herd mit einem Entstörfilter der Ausführungsform gemäß den Fig. I und 2 ausstrahlen. Die Kurve 53 gibt die Änderungen dieser AVR-Spannung aufgrund von Störungsmikrowellen eines elektronischen Herds mit einem Entstörfilter gemäß Fig. 7A an, während die Kurve 54 die gleichen Änderungen für den Fall des Entstörfilters gemäß Fig. 7B veranschaulicht, bei welchem eine Abschirmplattc /wischen dem erster Drosselelement mit einem Kern mit hohem spezifischer Eigenwiderstand und dem /weilen Drosselelemcnt mi einem Kern mit niedrigem Eigenwiderstand angeordnc ist. Wie aus F i g. 11 hervorgehl, besitzt ein Störungsmi krowellen absorbierendes Filier unter Verwendung dci erfindungsgemäßen Drosseln eine wesentlich höhen Filterwirkung als das bekannte Filter, und es is erheblich billiger als letzteres.

jede Drossel kann aus mindestens einem Drosselele ment in Form eines Ferritkerns und einer um diesel herumgewickelten Drosselspule sowie aus mindesten einem weiteren Drossclclcmcnt in Form einer Ferrit kernperle bestehen, durch welches eine mit de Drosselspule verbundene Zuleitung hindurchgcführt ist

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Claims (6)

Patentansprüche;

1. Furtkentstörfilter für Magnetronröhren, das in ein Abschirmgehäuse eingebaut ist, in welches die Heizfadenanschlüsse der Magnetronröhre hineinra- > gen und das in beide Zuleitungen zu den Heizfadenanschlüssen eingeschaltete Drosseln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (17a, i7b) aus je einer Serienschaltung von mindestens zwei Drosselelementen (17a 1, 17a 2, «■ 176 1.176 2; 33) aufgebaut ist, von denen jeweils das dem Heizfadenanschluß (16a, \6b)zugewandte einen HF-Ferritkern (20a, 2Qb) auf NiZn-Basis mit hohem spezifischem Widerstandswert des Ferritmaterials aufweist und das andere einen HF-Ferritkern (21a, 21 b) auf Mn-Zn-Basis mit einem geringen spezifischen Widerstandswert des Ferritmaterials.

2. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente (19a, \9b) mit den auf Mn-Zn-Basis aufgebauten Ferritkernen jc von einem gemeinsamen oder von je einem eigenen Abschirmglied (265,28,29) umgeben sind.

3. Funkentstörfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmglied von einem Isolierrohr (36) mit Metallbelag (37) gebildet ist. i-r,

4. Funkentstörfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einander benachbarten Drosselelementen mit Kernen unterschiedlichen Materials Abschirmplatten (28; 29Ϊ vorgesehen sind.

5. Funkentstörfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils alle in einer Heizfadenzuführung liegende Drosselelemente von einem gemeinsamen Isolierrohr, vorzugsweise aus Silikon, umschlossen sind und daß der die Drosselelemente mit Kernen auf Mn-Zn-Basis umhüllende Teil des Isolierrohres von einem Abschirmzylinder umschlossen ist.

6. Funkentstörfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es 4" mindestens eine erste Ferritkernperle (40) mit hohem Eigenwiderstand aufweist, die mit zwei Durchgangsbohrungen versehen und an der dem Heizfadenanschluß zugewandten Seite angeordnet ist, und daß mindestens eine zweite Ferritkernperle (41) mit niedrigem Eigenwiderstand vorgesehen ist, die mit zwei Durchgangsbohrungen versehen und neben der ersten Ferritkernperle (40) angeordnet ist, und daß zwei die Durchgangsbohrungen der beiden Ferritkernperlen (40,41) durchsetzende Zuleitungen (42, 43) vorgesehen sind, die mit den beiden Heizfadenanschlüssen der Magnetronröhre verbunden sind.