DE4025159A1 - Durchfuehrungsfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Durchführungs­ filter, sogen. π-Filter, als trockene Kondensatoren mit zwei konzentrisch hintereinander auf einem als Stange ausgebildeten elektrischen Leiter angeordneten Folienkondensatoren mit einem zwischen beiden angeordneten Ferritring.

Durchführungsfilter dieser Art werden für die Ent­ störung vor allem im Leistungsbereich eingesetzt und wandeln hochfrequente Störströme in Wärme um. Dabei sind mehrere, an sich widersprüchliche, Forderungen zu erfüllen. Ein solches Durchführungsfilter soll bei kurzer Wickellänge mit gleichmäßigem Wickelver­ lauf und -zug des Kondensators mit möglichst dünner Folie bei großem Durchmesser desselben aufweisen, sowie eine hohe Spannungsfestigkeit, großen Oberflächen­ widerstand und einen schlechten tan.delta-Wert besitzen.

Durchführungsfilter sind allgemein mit öliprägnierten Kondensatoren mit dünner Folie aufgebaut, wobei zwei übereinanderliegende Kondensatorwickel über einem Ferritring auf der Stromachse vorgesehen sind. Diese unter Verwendung ölimprägnierter Kondensatoren aufgebauten Durchführungsfilter weisen sehr gute elektrische Werte auf, Resonanzeinbrüche treten nicht auf, ein kontinuierlicher Dämpfungsverlauf ist vorhanden. Nachteilig bei diesen Durchführungsfiltern ist vor allem die umweltschädigende Wirkung des PCB und dessen problematische Entsorgung.

Es sind deshalb auch bereits sogen. trockene Durch­ führungsfilter vorgeschalgen worden. Diese weisen jedoch gegenüber PCB-imprägnierten Kondensatoren mehrere Nachteile auf. So z. B. daß, bei gutem tan.delta-Wert, wegen der reflektierenden Wirkung des Polypropylens, einerseits - in Abhängigkeit von den Kondensatorwerten - starke Resonanzen im Frequenzverlauf auftreten und andererseits die Winkel, wegen der Verwendung von dickerer Polypropylen- Folie, auch dicker auszubilden sind, um eine wenig­ stens annähernd gleiche Spannungsfestigkeit wie bei PCB-imprägnierten Kondensatoren zu erzielen. Wobei noch hierzu kommt, daß die HF-Eigenschaften, wegen der verwendeten dicken Polypropylen-Folie, schlecht sind.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfin­ dung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein trockenes Durchführungsfilter der vorbezeichneten Art so zu verbessern, daß seine elektrischen Werte gegenüber der PCB-imprägnierten Lösung mindestens vergleichbar sind, keine Resonanzen im Frequenzverlauf auftreten, die HF-Eigenschaften verbessert werden und eine wirtschaftliche Fertigung möglich ist.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die elektrischen Werte eines trockenen Durchführungsfilters wesent­ lich verbessert sind, keine Resonanzen im Frequenz­ verlauf auftreten und zwar unabhängig von den Kondensatorwerten und die schlechten HF-Eigenschaften der dickeren Folie durch Impedanzanpassung des Konstantandrahtes kompensierbar sind und ein guter tan.delta-Wert durch die Anordnung eines niederper­ meablen Ferrit-Mantelrohrkernes hohen Massevolumens zwischen Kondensatoren und der stromführenden Gewinnde­ stange und eines Ringkernes mit hohem Massevolumen zwischen den beiden Kondensatorwickeln, sicherge­ stellt ist. Durch die letztere Maßnahme wird insbe­ sondere eine hohe Aussteuerbarkeit des Ferrites erzielt. Das Widerstandsnetzwerk aus Konstantan, definiert an 50 Ohm, und die Wickelgeometrie bestimmen den Drahtwiderstand an 50 Ohm. Auf diese Weise werden Resonanzeinbrüche, besonders parasitäre L- und C-Anteile im Wickel je nach Wickelgeometrie - besonders in dem Bereich zwischen 150 und 250 KHz auftretend - vermieden. Herkömmliche trockene Durch­ führungsfilter verlieren in diesem Bereich bis zu 30 dB. In diesem Bereich liegen Geräte mit Taktfrequenzen von 15-40 KHz und zwar mit den dritten bis siebenten Oberwellen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Durchführungsfilter und

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild.

In den Figuren ist ein trockenes Durchführungsfilter, ein sogen. π-Filter dargestellt, das im wesentlichen aus einer Gewindestange 1 aus Messing mit dazu konzentrisch angeordneten Kondensatorwickeln 2a und 2b besteht. Zwischen den beiden Kondensatorwickeln 2a und 2b ist der Ferrit-Ringkern 4 mit einem darüber, wie eine Ankerwicklung, angeordneten Wider­ standsdraht 3, vorzugsweise einem Konstantandraht vorgesehen, wobei die beiden Enden des Widerstands­ drahtes 3, um den Abstand versetzt, der der Breite des Ferrit-Ringkerns 4 entspricht, mit der Gewinde­ stange 1 verbunden sind.

Mindestens über die gesamte Länge der beiden Konden­ satorwickel 2a und 2b ist ein segmentierter, nieder­ permeabler Ferrit-Mantelrohr 5 auf der Gewindestange 1 angeordnet. Das galvanisch vernickelte Messing­ rohr 6 des Gehäuses des Durchführungsfilters ist mit zwei Endstücken 9 und 10 aus Isoliermaterial gegen­ über der Gewindestange 1 isoliert und mit der Messingscheibe 7 elektrisch verbunden, so daß ein guter Massebezug von der Minus-Seite des Kondensatorwickels 2a vorhanden ist. Entsprechend ist die Minus­ seite des Kondensatorwickels 2b über die Gewinde­ buchse 11 mit dem Messingrohr 6 des Gehäuses elek­ trisch verbunden. Das den Innenraum des Gehäuses ausfüllende Dielektrikum 8 besteht, wie üblich, aus Polyurethan oder Materialien mit ähnlichen Eigen­ schaften.

Der Widerstandsdraht 3 aus Konstantan weist ver­ schiedene Widerstandswerte auf und ist an 50 Ohm definiert.

Als Folienmaterial für die Kondensatorwickel 2a und 2b hat sich Polypropylen und Polyester als vorteil­ haft erwiesen. Wird ein flacher Anstieg der Bedämpfung angestrebt, wird als Folienmaterial Poly­ ester eingesetzt, sonst finden Kondensatorwickel aus Polypropylen Anwendung.

 1 Gewindestange
 2a Kondensatorwickel
 2a Kondensatorwickel
 3 Widerstandsdraht
 4 Ferrit-Ringkern
 5 Ferrit-Mantelrohr
 6 Messingrohr
 7 Messingscheibe
 8 Dielektrikum
 9 Endstück
10 Endstück
11 Gewindebuchse

Claims (7)

1. Durchführungsfilter, sogen. π-Filter, als trockene Kondensatoren mit zwei konzentrisch hinterein­ ander auf einem als Stange ausgebildeten elektrischen Leiter angeordneten Folienkondensatoren mit einem zwischen beiden angeordneten Ferritring, dadurch gekennzeichnet, daß auf den niederpermeablen Ferritring (4) ein an 50 Ohm genau angepaßter Wider­ standsdraht (3) ankermäßig gewickelt ist und ein durchgehender, segmentierter, niederpermeabler Ferrit-Mantelrohrkern (5) konzentrisch auf der Gewinde­ stange (1) zwischen dieser und den Kondensator­ wickeln (2a und 2b) und dem Ferritring (4) vorgesehen ist.

2. Durchführungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (3) aus konstantan besteht.

3. Durchführungsfilter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (3) auf seiner Länge unterschiedliche Widerstandswerte aufweist.

4. Durchführungsfilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelrohrkern (5) länger ist als die Anordnung Kondensatorwickel (2a) - Ferritring (4) - Kondensatorwickel (2b).

5. Durchführungsfilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Werte der Kondensatorwickel (2a und 2b) und des Wider­ standsdrahtes (3) aufeinander abgestimmt sind.

6. Durchführungsfilter nach Anspruch 1 und einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorwickel (2a und 2b) aus Polyesterfolie bestehen.

7. Durchführungsfilter nach Anspruch 1 und einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorwickel (2a und 2b) aus Polypropylenfolie bestehen.