DE3708226A1

DE3708226A1 - Inductor having two coils

Info

Publication number: DE3708226A1
Application number: DE19873708226
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Herrmann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1987-03-13
Filing date: 1987-03-13
Publication date: 1988-09-22
Anticipated expiration: 2007-03-14
Also published as: DE3708226C2

Abstract

In the case of the described inductor having two coils, both coils are wound on one core. The self-inductances of both coils are of virtually equal magnitude. In order that the inductor can be used as a filtering means both for interference voltages between the two wires of a cable and for interference voltages between each wire and earth, the coils are wound one on top of the other and are isolated (separated) from one another by one or more layers made of a soft-magnetic foil. The material and the thickness of the magnetic foil are intended to be designed such that they are not magnetically saturated under operating conditions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drossel mit zwei Spulen, die beide auf einen Kern gewickelt sind und deren Selbstin duktivität nahezu gleich groß ist.The invention relates to a choke with two coils both are wound on a core and their self ductivity is almost the same.

Aus der DE-OS 26 00 765 (Int. Cl.: H 01F 17/04) ist eine Drossel mit den genannten Merkmalen bekannt. Eine derar tige Drossel wird z.B. zur Unterdrückung von Störsignalen eingesetzt, die sich über eine Versorgungsleitung von ge takteten Gleichspannungswandlern ausbreiten können. In jeder Ader der Versorgungsleitung liegt eine Spule der Drossel, und zwar sind die Spulen derart in die Adern ge legt, daß die mit dem Versorgungsstrom verbundenen Mag netfelder der Spulen sich gegenseitig nahezu aufheben (nahezu stromkompensierte Drossel). Dadurch kann ein ho her Versorgungsstrom fließen, ohne daß der Drosselkern in die magnetische Sättigung gerät und damit die Drossel für die Unterdrückung von Störsignalen unbrauchbar wird.From DE-OS 26 00 765 (Int. Cl .: H 01F 17/04) is one Choke known with the features mentioned. A derar term throttle is e.g. to suppress interference signals used, which is via a supply line from ge clocked DC voltage converters can spread. In each wire of the supply line is a coil of Choke, namely the coils are ge in the veins specifies that the Mag net fields of the coils almost cancel each other out (almost current-compensated choke). This allows a ho forth supply current flow without the choke core in gets the magnetic saturation and thus the choke for the suppression of interference signals becomes unusable.

Bei der Unterdrückung von Störsignalen ist zu beachten, daß zwei unterschiedliche Arten von Störungen auftreten können: solche, die von sogenannten symmetrischen Stör quellen und solche, die von sogenannten asymmetrischen Störquellen herrühren. Symmetrische Störquellen erzeugen nur Spannungsunterschiede zwischen den beiden Adern der Speiseleitung, während asymmetrische Störquellen die Ur sache von Spannungsunterschieden zwischen jeweils einer Ader der Speiseleitung und Erde sind.When suppressing interference signals, please note that two different types of interference occur can: those that have so-called symmetrical sturgeon sources and those by so-called asymmetrical Source of interference. Generate symmetrical sources of interference only voltage differences between the two wires of the Feed line, while asymmetrical sources of interference the Ur matter of voltage differences between one Vein of the feed line and earth are.

Zur Unterdrückung von asymmetrischen Störsignalen sind Siebmittel zwischen jeder Ader und Erde vorzusehen. Zu diesen Siebmitteln gehören nach der DE-OS 26 00 765 die Spulen einer eingangs genannten Drossel. Diese Siebwir kung wird umso stärker, je stärker die beiden Spulen an einander gekoppelt sind, d.h., je exakter die mit dem Versorgungsstrom verbundenen Magnetfelder - gleiche Selbstinduktivität der Spulen vorausgesetzt - sich gegen seitig aufheben. Gleichheit bedeutet hier - wie bei allen technischen Konstruktionen - daß Abweichungen innerhalb hier nicht näher erörterter Toleranzgrenzen auftreten dürfen. Andererseits ist eine vollkommen stromkompensier te Drossel für die Unterdrückung von symmetrischen Stör signalen unbrauchbar, da diese Störsignale durch eine derartige Drossel überhaupt nicht beeinflußt werden. Da mit symmetrische und asymmetrische Störsignale mit einer einzigen Drossel herausgefiltert werden können, wird in der zitierten DE-OS ein Kompromiß vorgeschlagen: die mag netische Kopplung der beiden Spulen wird durch eine be sondere Gestaltung des Drosselkernes vermindert (nahezu stromkompensierte Drossel). Dadurch wird zwar die Sieb wirkung für asymmetrische Störsignale verringert, jedoch hebt der Vorteil der gleichzeitigen Verwendung zur Sie bung symmetrischer Störsignale diesen Nachteil auf.To suppress asymmetrical interference signals, sieve means must be provided between each wire and earth. According to DE-OS 26 00 765, these screening means include the coils of an inductor mentioned at the outset. This Siebwir effect is stronger, the more the two coils are coupled to each other, ie, the more precisely the magnetic fields connected to the supply current - provided the coils have the same self-inductance - cancel each other out. Here, as with all technical constructions , equality means that deviations may occur within tolerance limits that are not discussed here. On the other hand, a completely current-compensated choke is unusable for the suppression of symmetrical interference signals, since these interference signals are not influenced at all by such a choke. Since symmetrical and asymmetrical interference signals can be filtered out with a single choke, a compromise is proposed in the cited DE-OS: the magnetic coupling of the two coils is reduced by a special design of the choke core (almost current-compensated choke). Although this reduces the sieving effect for asymmetrical interference signals, the advantage of simultaneous use for the exercise of symmetrical interference signals eliminates this disadvantage.

Der Drosselkern nach der DE-OS 26 00 765 hat drei Schen kel; die Spulen der Drossel sind jeweils auf einen Außen schenkel gewickelt, während der mittlere Schenkel frei von Wicklungen ist und einen Luftspalt enthält. Der mitt lere Schenkel dient der magnetischen Entkopplung der bei den Spulen. Nur mit großem rechnerischen Aufwand wird sich bei der bekannten Drossel a priori sagen lassen, wie groß der Grad der Entkopplung bzw. der Grad der Kopplung bei gegebenem Kern sein wird. Unmittelbar einsichtig ist jedoch, daß für jeden Grad der Entkopplung bzw. Kopplung ein gesonderter Drosselkern gefertigt werden muß.The choke core according to DE-OS 26 00 765 has three legs; the coils of the choke are each wound on an outer leg, while the middle leg is free of windings and contains an air gap. The middle leg is used for the magnetic decoupling of the coils. Only with great computational effort can it be said a priori in the known throttle how large the degree of decoupling or the degree of coupling will be for a given core. However, it is immediately clear that a separate choke core must be manufactured for each degree of decoupling or coupling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drossel der eingangs genannten Art anzugeben, bei der auf einfa chere Weise der Kopplungsgrad der Spulen verändert werden kann.The invention has for its object a throttle of the type mentioned at the beginning, on which simpl The degree of coupling of the coils can be changed can.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden Spulen übereinander gewickelt und durch eine oder mehrere Lagen aus einer weichmagnetischen Folie voneinander getrennt sind und daß Material und Dicke der Folie so beschaffen sind, daß die Folie unter Betriebsbedingungen nicht in die magnetische Sättigung gerät.This object is achieved in that the two coils wrapped one on top of the other and through one or more layers separated from each other by a soft magnetic foil are and that material and thickness of the film so procure are that the film is not in operating conditions the magnetic saturation gets.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der Figur soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt einen Teilquerschnitt einer Drossel mit erfindungsgemäßen Merk malen.Using an exemplary embodiment and the figure, the Invention will be explained in more detail. The figure shows one Partial cross section of a throttle with Merk to paint.

Im Querschnitt nach der Figur liegt die Kernachse eines Drosselkernes 1 in der Zeichenebene. Auf ihn ist eine er ste Spule 2 mit zwei Wicklungslagen gewickelt. Es folgt sodann eine Lage einer weichmagnetischen Folie 3, auf die Wicklungen einer zweiten Spule 4 mit je zwei Lagen ge wickelt sind.In the cross section according to the figure, the core axis of a choke core 1 lies in the plane of the drawing. On him he is a first coil 2 wound with two layers. There then follows a layer of a soft magnetic film 3 , on the windings of a second coil 4 with two layers each are ge wound.

Jede Spule ist derart in eine Ader einer zweiadrigen Ver sorgungsleitung eingefügt, daß der Versorgungsgleich strom, die durch die Punkte und Kreuze angedeutete Rich tung hat. Bei einem Punkt durchsetzt der Strom die Zei chenebene von hinten nach vorne und bei einem Kreuz von vorne nach hinten. Das Magnetfeld H 1 der ersten Spule 2 hat dann die angedeutete Richtung; gleiches gilt für das Magnetfeld H 2 der zweiten Spule 4. Die Felder H 1 und H 2 im Kern 1 sind antiparallel und heben sich bei gleichem Betrag gegenseitig auf. Da ein Teil des magnetischen Flußes beider Spulen durch die Folie 3 geleitet wird die Magnetfelder verlaufen hier parallel - durchsetzt nicht der ganze von der zweiten Spule 4 erzeugte magneti sche Fluß die von den Windungen der ersten Spule 2 umran deten Flächen. Die Folie 3 reduziert also den Grad der Kopplung zwischen beiden Spulen, sorgt also auch dafür, daß sich die Felder H 1 und H 2 im Kern nicht völlig aufhe ben.Each coil is inserted into a wire of a two-wire supply line that the DC supply current has the direction indicated by the dots and crosses. At one point, the current passes through the drawing plane from back to front and at a cross from front to back. The magnetic field H 1 of the first coil 2 then has the indicated direction; the same applies to the magnetic field H 2 of the second coil 4 . The fields H 1 and H 2 in core 1 are anti-parallel and cancel each other out for the same amount. Since part of the magnetic flux of both coils is passed through the film 3 , the magnetic fields run parallel here - not all of the magnetic flux generated by the second coil 4 passes through the surfaces surrounded by the turns of the first coil 2 . The film 3 thus reduces the degree of coupling between the two coils, so also ensures that the fields H 1 and H 2 in the core do not completely cancel.

Für eine Drossel mit erfindungsgemäßen Merkmalen lassen sich folgende allgemeine Regeln aufstellen:For a choke with features according to the invention the following general rules apply:

- The degree of magnetic decoupling of the two coils is maximum if the film width is the same like the winding width of the coils.
- Increased for a given width of the magnetic foil the maximum permissible direct current through the coils (Current at which the film is in magnetic saturation device) with the number of film layers. Likewise increased this current for a given number of layers and with decreasing width.

Wird zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Drossel einer der Kerne mit der handelsüblichen Typenbezeichnung RM 3, RM 4, . . . bis RM 4 verwendet und die innere Spule mit einer Folie vom Typ VITROVAC 6025 X umwickelt, so gilt insbesondere:If one of the cores with the commercially available type designation RM 3 , RM 4 ,. . . up to RM 4 and wrapping the inner coil with a VITROVAC 6025 X film, the following applies in particular:

- Is the width of the magnetic foil only half as large like the winding width, the magnetic decoupling is about 1/5 of the maximum decoupling.
- If the film width is half the winding width, the permissible current is twice as large as in that If the winding width and foils match width.

Claims

Choke with two coils, both of which are wound on a core and whose self-inductance is almost the same size, characterized in that the coils are wound over one another and separated from one another by one or more layers of a soft magnetic film and that the material and thickness of the film are designed so that the film does not get into the magical saturation under operating conditions.