DE9417708U1 - Filter choke - Google Patents
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Description
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterdrossel zum Ausfiltern von symmetrischen
und asymmetrischen Störungen.
5 The present invention relates to a filter choke for filtering out symmetrical and asymmetrical interference.
5
Derartige Filterdrosseln werden beispielsweise zur Unterdrückung von Störsignalen eingesetzt, die sich über eine Versorgungsleitung ausbreiten können. Dabei können zwei unterschiedliche Arten von Störungen auftreten. Symmetrische Störquellen erzeugen Spannungsunterschiede zwischen den beiden Adern der Versorgungsleitung, während asymmetrische Störquellen die Ursache von Spannungsunterschieden zwischen jeweils einer Ader der Versorgungsleitung und Erde sind.Such filter chokes are used, for example, to suppress interference signals that can spread over a supply line. Two different types of interference can occur. Symmetrical interference sources generate voltage differences between the two wires of the supply line, while asymmetrical interference sources are the cause of voltage differences between one wire of the supply line and earth.
Zur Entstörung asymmetrischer Störungen werden sog. stromkompensierte Drosseln in Filteranordnungen eingesetzt. Dabei liegt in jeder Ader der Versorgungsleitung eine Spule der Drossel, wobei die Spulen derart gewickelt sind, daß die mit dem Versorgungsstrom verbundenen Magnetfeldern der Spulen sich nahezu gegenseitig aufheben. Durch diese Maßnahme kann ein hoher Versorgungsstrom fließen und es können für die Drossel hohe Induktivitäten eingesetzt werden, ohne daß der Drosselkern in die magnetische Sättigung gerät, wodurch die Drossel für die Unterdrückung von Störsignalen unbrauchbar werden würde. Die Filterwirkung der Drossel wird umso stärker, je stärker die beiden Spulen der Drossel aneinander gekoppelt sind, d.h. je stärker sich die mit dem Versorgungsstrom verbundenen Magnetfelder gegenseitig aufheben. Voraussetzung für die nahezu vollständige Aufhebung der beiden vom Versorgungsstrom erzeugten Magnetfelder sind gleiche Selbstinduktivitäten sowie gegensinnige Wicklungen der beiden Spulen der Filterdrossel. Vorzugsweise werden für stromkompensierte Drosseln sog. Ringkerndrosseln eingesetzt, wobei auf einen hochpermeablen Ferrit-Ringkern die beiden Spulen der Filterdrossel gewickelt sind und vom Versorgungsstrom gegensinnig durchflossen werden. Durch die Verwendung eines Ringkerns kann die Kopplung der beiden Spulen aneinander deutlich verbessert werden.To suppress asymmetrical interference, so-called current-compensated chokes are used in filter arrangements. Each wire of the supply line contains a choke coil, with the coils wound in such a way that the magnetic fields of the coils associated with the supply current almost cancel each other out. This measure allows a high supply current to flow and high inductances to be used for the choke without the choke core becoming magnetically saturated, which would make the choke unusable for suppressing interference signals. The filtering effect of the choke becomes stronger the more closely the two coils of the choke are coupled to each other, i.e. the more strongly the magnetic fields associated with the supply current cancel each other out. The prerequisite for the almost complete cancellation of the two magnetic fields generated by the supply current is equal self-inductances and the two coils of the filter choke are wound in opposite directions. So-called toroidal core chokes are preferably used for current-compensated chokes, whereby the two coils of the filter choke are wound on a highly permeable ferrite toroidal core and the supply current flows through them in opposite directions. By using a toroidal core, the coupling of the two coils to each other can be significantly improved.
Eine vollkommen stromkompensierte Drossel ist jedoch nicht in der Lage, symmetrische Störsignale zu unterdrücken, da symmetrische Störungen durch eine stromkompensierte Drossel nicht beeinflußt werden können. Um symmetrische Störungen zu bedampfen, ist eine weitere Drossel notwendig, die aus zwei aneinander gekoppelten Spulen besteht, wobei zur Unterdrückung von symmetrischen Störungen die beiden Spulen der zweiten Drossel so gewickelt sein müssen, daß sie gleichsinnig vom Versorgungsstrom durchflossen werden.However, a completely current-compensated choke is not able to suppress symmetrical interference signals, since symmetrical interference cannot be influenced by a current-compensated choke. In order to suppress symmetrical interference, another choke is required, which consists of two coils coupled together. In order to suppress symmetrical interference, the two coils of the second choke must be wound in such a way that the supply current flows through them in the same direction.
In Figur 5a ist eine Filteranordnung dargestellt, die sowohl zum Ausfiltern von asymmetrischen als auch von symmetrischen Störungen geeignet ist. Die in Fig. 5a gezeigte Filteranordnung umfaßt eine erste Filterdrossel Ll, die zwei gleichsinnig gewickelte und aneinander gekoppelte Spulen umfaßt, sowie eine zweite Filterdrossel L2, die aus zwei aneinander gekoppelten und gegensinnig gewickelten Spulen besteht.Figure 5a shows a filter arrangement that is suitable for filtering out both asymmetrical and symmetrical interference. The filter arrangement shown in Figure 5a comprises a first filter choke L1, which comprises two coils wound in the same direction and coupled to one another, and a second filter choke L2, which consists of two coils coupled to one another and wound in opposite directions.
Mit der ersten Filterdrossel Ll können die symmetrischen Störsignale unterdrückt werden, während mit der zweiten Filterdrossel L2 - wie zuvor beschrieben - die asymmetrischen Störungen unterdrückt werden können. Hilfsweise ist zwischen den beiden Filterdrosseln ein Glättungskondensators C angeordnet.The first filter choke L1 can be used to suppress the symmetrical interference signals, while the second filter choke L2 - as described above - can be used to suppress the asymmetrical interference. Alternatively, a smoothing capacitor C is arranged between the two filter chokes.
Es ist jedoch wünschenswert, eine Filterdrossel zu schaffen, mit der sowohl asymmetrische als auch symmetrische Störungen ausgefiltert werden können. So wird beispielsweise in der DE-OS 26 90 765 vorgeschlagen, die magnetische Kopplung der beiden Spulen einer ursprünglich vollständig stromkomensierten Filterdrossel durch eine besondere Gestaltung des Drosselkerns zu vermindern. Durch diese Maßnahme ist die Filterdrossel nicht mehr vollständig stromkompensiert, wodurch die Filterwirkung für asymmetrische Störungen verringert wird. Es entstehen jedoch durch die Umgestaltung des Drosselkerns Streuinduktivitäten, die zum Herausfiltern von symmetrischen Störungen eingesetzt werden. Somit wird der Nachteil der verminderten Filterwirkung für asymmetrische Störungen durch den Vorteil der gleichzeitigen Filterwirkung für symmetrische Störungen aufgehoben. Figur 5b zeigt das Ersatzschaltbild einer entsprechenden Filterdrossel, mit der sowohl asymmetrische als auch symmetrische Störungen herausgefiltert werden können. Die in Figur 5b dargestellte Filterdrossel L3 umfaßt zwei Spulen, die gegensinnig gewickelt sind und vom Versorgungsstrom daher auch gegensinnig durchflossen werden. Die in Figur 5b gezeigte Spule dient somit vornehmlich zum Herausfiltern von asymmetrischen Störungen. Durch die Maßnahme, daß jedoch die Kopplung der beiden Spulen der Filterdrossel L3 verringert worden ist, können durch die aufgetretenen Streuinduktivitäten auch symmetrische Störungen herausgefiltert werden, so daß die Filterdrossel L3 zumindest teilweise als die in Figur 5a gezeigte erste Filterdrossel Ll wirkt, die aufgrund gleichsinnig gewickelter und miteinander gekoppelter Spulen symmetrische Störungen herausfiltern kann.However, it is desirable to create a filter choke that can filter out both asymmetrical and symmetrical interference. For example, DE-OS 26 90 765 proposes reducing the magnetic coupling of the two coils of an originally fully current-compensated filter choke by a special design of the choke core. This measure means that the filter choke is no longer fully current-compensated, which reduces the filtering effect for asymmetrical interference. However, the redesign of the choke core creates stray inductances that are used to filter out symmetrical interference. The disadvantage of the reduced filtering effect for asymmetrical interference is thus offset by the advantage of the simultaneous filtering effect for symmetrical interference. Figure 5b shows the equivalent circuit of a corresponding filter choke that can filter out both asymmetrical and symmetrical interference. The filter choke L3 shown in Figure 5b comprises two coils that are wound in opposite directions and the supply current therefore flows through them in opposite directions. The coil shown in Figure 5b is therefore primarily used to filter out asymmetrical interference. However, by reducing the coupling of the two coils of the filter choke L3, symmetrical interference can also be filtered out by the stray inductances that have occurred, so that the filter choke L3 acts at least partially as the first filter choke L1 shown in Figure 5a, which can filter out symmetrical interference due to coils wound in the same direction and coupled to one another.
Aus der DE-Ul 38 32 167 ist bekannt, asymmetrische und symmetrische Störungen mittels einer einzigen Ringkerndrossel zu beseitigen, indem die Streuinduktivität der Ringkerndrossel aufgrund eines in den Ringkern speichenförmig eingefügten magnetischen Bypasses erhöht wird. Die dadurch auftretende Streuinduktivität wirkt wieFrom DE-Ul 38 32 167 it is known to eliminate asymmetrical and symmetrical interference using a single toroidal core choke by increasing the leakage inductance of the toroidal core choke due to a magnetic bypass inserted in the toroidal core in the form of a spoke. The resulting leakage inductance acts like
die in Fig. 5a gezeigte erste Filterdrossel Ll zum Herausfiltern von symmetrischen Störungen. Allerdings sind derartige Ringkerndrosseln relativ aufwendig und teuer in ihrer Herstellung.the first filter choke Ll shown in Fig. 5a for filtering out symmetrical interference. However, such toroidal core chokes are relatively complex and expensive to manufacture.
In der DE-Al 37 08 226 wird vorgeschlagen, beiden Spulen einer einzigen Filterdrossel gegensinnig auf einen stabförmigen Spulenkern übereinander zu wickeln. Die Selbstinduktivität der beiden Spulen ist dabei nahezu gleich groß und die beiden Spulen sind voneinander durch eine weichmagnetische Folie getrennt. Mit Hilfe dieser weichmagnetischen Folie kann die Streuinduktivität der Filterdrossel erhöht werden.In DE-Al 37 08 226 it is proposed to wind both coils of a single filter choke on top of each other in opposite directions on a rod-shaped coil core. The self-inductance of the two coils is almost the same and the two coils are separated from each other by a soft magnetic foil. With the help of this soft magnetic foil, the leakage inductance of the filter choke can be increased.
Die in der DE-Al 37 08 226 beschriebenen Spulenkerne der Typen RM3 bis RM4 sind jedoch aufgrund ihrer aufwendigen Form recht teuer. Ebenso steigen bei Verwendung einer weichmagnetischen Folie die Herstellungskosten der zuvor beschriebenen Filterdrossel. Insbesondere ist jedoch mit der in DE-Al 37 08 226 beschriebenen Filterdrossel die notwendige Gleichartigkeit der Spulen zur Dämpfung der Störungen nur schwer realisierbar, da aufgrund der unterschiedlichen räumlichen Lage der beiden Spulen bezüglich des Spulenkerns die Kopplungsgrade zwischen den beiden Spulen und dem Spulenkern unterschiedlich sind.The coil cores of types RM3 to RM4 described in DE-Al 37 08 226 are, however, quite expensive due to their complex shape. The manufacturing costs of the filter choke described above also increase when a soft magnetic foil is used. In particular, however, the necessary similarity of the coils to dampen the interference is difficult to achieve with the filter choke described in DE-Al 37 08 226, since the coupling levels between the two coils and the coil core are different due to the different spatial positions of the two coils in relation to the coil core.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Filterdrossel vorzuschlagen, die sowohl symmetrische als auch asymmetrische Störungen bedämpft und einfach in ihrer Herstellung ist.The invention is therefore based on the object of proposing a filter choke which dampens both symmetrical and asymmetrical interference and is simple to manufacture.
Die Aufgabe wird mit Hilfe der im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.The problem is solved by means of the features specified in the characterizing part of claim 1.
Erfindungsgemäß weist der Spulenkern einen geraden Kernabschnitt auf, auf den die beiden Spulen der Filterdrossel nebeneinander und gegensinnig gewickelt sind, so daß die Spulen von einem Versorgungsstrom gegensinnig durchflossen werden. Des weiteren sind die beiden Spulen in Längsrichtung des geraden Kernabschnitts soweit voneinander räumlich getrennt, daß die Bildung von Streuinduktivitäten gewährleistet ist.According to the invention, the coil core has a straight core section on which the two coils of the filter choke are wound next to each other and in opposite directions, so that a supply current flows through the coils in opposite directions. Furthermore, the two coils are spatially separated from each other in the longitudinal direction of the straight core section to such an extent that the formation of stray inductances is ensured.
Durch die direkte Kopplung der beiden Spulen mit dem Spulenkern können asymmetrische Störungen herausgefiltert werden. Gleichzeitig können durch den vergrößerten Abstand zwischen den beiden Spulen der Filterdrossel symmetrische Störungen herausgefiltert werden. Durch die erfindungsgemäße Filterdrossel wird somitBy directly coupling the two coils to the coil core, asymmetrical interference can be filtered out. At the same time, symmetrical interference can be filtered out by the increased distance between the two coils of the filter choke. The filter choke according to the invention thus
ein idealer Kompromiß zwischen der Filterwirkung gegenüber asymmetrischen und der Filterwirkung gegenüber symmetrischen Störungen realisiert.an ideal compromise between the filter effect against asymmetrical and the filter effect against symmetrical disturbances is realized.
Vorzugsweise werden die beiden Wicklungen der Filterdrossel auf einem Spulenkörper, der auf dem Spulenkern gesetzt ist, aufgebracht. Die beiden Wicklungen der beiden Spulen der Filterdrossel befinden sich dabei erfindungsgemäß in zwei, durch eine Trennwand getrennte Kammern. Die Dicke der Trennwand ist dabei dicker gewählt, als zur Erreichung der Spannungsfestigkeit zwischen den beiden Spulen bei einer vorgegebenen Nennspannung normalerweise notwendig wäre. Insbesondere ist die Dicke der Trennwand so groß gewählt, daß die Bildung von Streuinduktivitäten durch die verminderte Kopplung der beiden Spulen der Filterdrossel miteinander gewährleistet ist. Die Wicklungen der beiden Spulen sind gegensinnig auf den Spulenkörper gewickelt.Preferably, the two windings of the filter choke are applied to a coil body that is placed on the coil core. According to the invention, the two windings of the two coils of the filter choke are located in two chambers separated by a partition. The thickness of the partition is chosen to be thicker than would normally be necessary to achieve the dielectric strength between the two coils at a given nominal voltage. In particular, the thickness of the partition is chosen to be so large that the formation of stray inductances is ensured by the reduced coupling of the two coils of the filter choke to one another. The windings of the two coils are wound in opposite directions on the coil body.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, die beiden Kammern des Spulenkörpers jeweils nochmals in zwei Teilkammern aufzuteilen, wobei die Wicklung einer jeden Spule vorzugsweise jeweils zur Hälfte in jeder Teilkammer der entsprechenden Kammer des Spulenkörpers angeordnet ist. Durch diese Maßnahme können die Wicklungkapazitäten der beiden Spulenwicklungen verringert werden, so daß die Resonanzfrequenz der Filterdrossel nahezu konstant gehalten werden kann und die Filterwirkung im geforderten Frequenzbereich der Filterdrossel weiterhin gegeben ist.According to a preferred embodiment, it is proposed that the two chambers of the coil body be divided into two sub-chambers, with the winding of each coil preferably being arranged half in each sub-chamber of the corresponding chamber of the coil body. This measure enables the winding capacitances of the two coil windings to be reduced, so that the resonance frequency of the filter choke can be kept almost constant and the filter effect in the required frequency range of the filter choke is still present.
Vorzugsweise ist der Spulenkern durch zwei E-förmige Spulen-Ferrit-Kernhälften gebildet.Preferably, the coil core is formed by two E-shaped coil ferrite core halves.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß auf einfache Art und Weise durch die Verwendung zwei diskreter Drosselspulen eine Filterdrossel vorgeschlagen wird, die sowohl symmetrische als auch asymmetrische Störungen bedämpft und einfach sowie billig in ihrer Herstellung ist.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The invention has the advantage that a filter choke is proposed in a simple manner by using two discrete choke coils, which attenuates both symmetrical and asymmetrical interference and is simple and inexpensive to manufacture.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
35The invention is described in more detail below using a preferred embodiment with reference to the drawing.
35
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Spulenkörper in Frontansicht,
Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Spulenkörper in Rückansicht,
Fig. 3 den in Fig. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Spulenkörper mit Ferrit-Kern,
Fig. 4a und 4b Anordnungen der Anschlußstifte des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,Fig. 1 a coil body according to the invention in front view,
Fig. 2 shows the coil body according to the invention shown in Fig. 1 in rear view,
Fig. 3 shows the coil body with ferrite core according to the invention shown in Fig. 1 and 2, Fig. 4a and 4b show arrangements of the connection pins of the embodiment according to the invention shown in Fig. 1 to 3,
Fig. 5a ein bekanntes Schaltungsbeispiel für eine aus zwei Filterdrosseln bestehenden Filteranordnung, undFig. 5a shows a known circuit example for a filter arrangement consisting of two filter chokes, and
Fig. 5b ein bekanntes Schaltungsbeispiel für eine aus lediglich einer Filterdrossel bestehenden Filteranordnung zum Herausfiltern von sowohl asymmetrischen als auch symmetrischen Störungen.Fig. 5b shows a known circuit example for a filter arrangement consisting of only one filter choke for filtering out both asymmetrical and symmetrical interference.
Erfindungsgemäß werden die beiden gegensinnig gewickelten Spulen der Filterdrossel auf einen geraden Kernabschnitt eines Spulenkerns gewickelt, so daß beide Spulen der Filterdrossel gleiche Kopplungsgrade mit dem Kern aufweisen. Beide Spulen weisen eine identische Induktivität auf, so daß die zur Bedämpfung von Störungen notwendige Gleichartigkeit der Spulen gegeben ist. Die beiden Spulen werden von einem Versorgungsstrom gegensinnig durchflossen, so daß sich die vom Versorgungsstrom hervorgerufenen Magnetfelder gegenseitig aufheben. Vorzugsweise weisen die beiden Spulen eine gleiche Windungszahl auf. Durch diese Anordnung ist eine nahezu stromkompensierte Filterdrossel mit gegensinnig gewickelten Spulen beschrieben, so daß asymmetrische Störungen herausgefiltert werden können.According to the invention, the two oppositely wound coils of the filter choke are wound on a straight core section of a coil core, so that both coils of the filter choke have the same degree of coupling with the core. Both coils have an identical inductance, so that the similarity of the coils necessary for damping interference is given. A supply current flows through the two coils in opposite directions, so that the magnetic fields caused by the supply current cancel each other out. The two coils preferably have the same number of turns. This arrangement describes an almost current-compensated filter choke with oppositely wound coils, so that asymmetric interference can be filtered out.
Durch die erfindungsgemäße Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Wicklungen der Filterdrossel wird erreicht, daß die Streuinduktivität die für die Entstörung symmetrischer Störungen notwendige Größe erreicht. Die Streuinduktivität der erfindungsgemäßen Filterdrossel wird durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Wicklungen deutlich erhöht.By increasing the distance between the two windings of the filter choke according to the invention, the leakage inductance reaches the level necessary for suppressing symmetrical interference. The leakage inductance of the filter choke according to the invention is significantly increased by increasing the distance between the two windings.
Wie zuvor beschrieben, werden zur Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Spulen die Spulen jeweils in getrennten Kammern auf einen Spulenkörper gewickelt.As previously described, to increase the distance between the two coils, the coils are wound onto a coil body in separate chambers.
Bei Spulen mit großen Induktivitäten steigt jedoch mit steigender Windungszahl die Wicklungskapazität der Spule, so daß die Resonanzfrequenz der Filterdrossel, die durch die Drosselinduktivität und die Wicklungskapazitäten der Spulen bestimmt ist, sinkt.However, for coils with large inductances, the winding capacitance of the coil increases with increasing number of turns, so that the resonance frequency of the filter choke, which is determined by the choke inductance and the winding capacitances of the coils, decreases.
Der Grund für die erhöhte Wicklungskapazität bei steigender Windungsanzahl ist darin zu sehen, daß bei eine größeren Anzahl von Windungen mehr bzw. breitere Lagen des Spulendrahtes übereinander gewickelt werden. Aufgrund des Sinkens derThe reason for the increased winding capacity with increasing number of turns is that with a larger number of turns more or wider layers of the coil wire are wound on top of each other. Due to the decrease in the
W *W *
Resonanzfrequenz der Filterdrossel ist eine Entstörung im gewünschten Frequenzbereich der Filterdrossel nicht mehr gegeben.resonance frequency of the filter choke, interference suppression in the desired frequency range of the filter choke is no longer possible.
Um die Wicklungskapazitäten zu verringern wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, jede der beiden Wicklungen der Filterdrossel nochmals innerhalb ihrer Kammern des Spulenkörpers auf Teilkammern aufzuteilen, so daß jede Wicklung der Filterdrossel auf zwei, drei oder ggf. mehr benachbarten Kammern aufgeteilt ist. Die Anzahl bzw. die Breite der übereinander gewickelten Lagen der Spulendrähte kann dadurch deutlich verringert werden, so daß die Wicklungskapazitäten der Spulen sinken und damit die erwünschte Bedämpfung im geforderten Frequenzbereich erreicht werden kann.In order to reduce the winding capacitance, the invention therefore proposes that each of the two windings of the filter choke be divided into sub-chambers within their chambers of the coil body, so that each winding of the filter choke is divided into two, three or possibly more adjacent chambers. The number or width of the layers of coil wires wound on top of one another can thus be significantly reduced, so that the winding capacitance of the coils is reduced and the desired damping in the required frequency range can be achieved.
Wie zuvor beschrieben, könnte das Problem der Wicklungskapazitäten jedoch insbesondere bei Spulen mit größerer Induktivität auftreten. Bei Spulen für geringe Leistungen mit geringerer Induktivität kann jedoch die erwünschte Bedämpfung für symmetrische und asymmetrische Störungen bereits mit Hilfe des eingangs beschriebenen Zwei-Kammern-Spulenkörpers erreicht werden.However, as previously described, the problem of winding capacitances could occur especially with coils with a higher inductance. However, with coils for low power with a lower inductance, the desired damping for symmetrical and asymmetrical interference can already be achieved with the help of the two-chamber coil former described above.
Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Spulenkörper in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Teilkammern. Der Spulenkörper 10 ist zwischen einer oberen Seitenwand 15 und einer unteren Seitenwand 7 in insgesamt vier Teilkammern 2a, 2b, 5a, 5b unterteilt.Fig. 1 shows the coil body according to the invention in an embodiment with two partial chambers. The coil body 10 is divided between an upper side wall 15 and a lower side wall 7 into a total of four partial chambers 2a, 2b, 5a, 5b.
Die Teilkammern 2a und 2b bzw. 5a und 5b bilden wiederum Kammern 2 und 5, die durch eine dicke Trennwand 12 getrennt sind. Die beiden Kammern 2 und 5 sind durch dünnere Trennwände 13 auf die Teilkammern aufgeteilt. Der Spulenkörper ist innen hohl, so daß er auf einen geradeförmigen Kernabschnitt aufgesetzt werden kann. Am oberen Ende der Seitenwände des Spulenkörpers 10 sind Verstärkungen 11 der Seitenwände sowie Führungslaschen 9 ausgebildet.The partial chambers 2a and 2b or 5a and 5b in turn form chambers 2 and 5, which are separated by a thick partition wall 12. The two chambers 2 and 5 are divided into the partial chambers by thinner partition walls 13. The coil body is hollow on the inside so that it can be placed on a straight core section. Reinforcements 11 of the side walls and guide tabs 9 are formed at the upper end of the side walls of the coil body 10.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Spulenkörper in Rückansicht. Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Spulenkörper 10 ist zylinderförmig ausgebildet. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die äußere Gestaltungsform des Spulenkörpers 10 nicht auf die in der Zeichnung gezeigte Ausgestaltung beschränkt ist. An der unteren Seitenwand 7 befinden sich Abstandshalter 8, so daß beim Aufsetzen des Spulenkörpers 10 auf eine Platine ein definierter Abstand zwischen dem Spulenkörper 10 und der Platine gewährleistet ist. Mit Wl und W2 sind in Fig. 1 und 2 die beiden Wicklungen der Filterdrossel bezeichnet. Die Wicklung Wl der ersten Spule der Filterdrossel wird ausgehend vom Anschlußstift 1 zuerst in die untere Teilkammer 2a der oberen KammerFig. 2 shows the coil body shown in Fig. 1 in rear view. The coil body 10 shown in Fig. 1 and 2 is cylindrical. However, it goes without saying that the external design of the coil body 10 is not limited to the design shown in the drawing. Spacers 8 are located on the lower side wall 7 so that when the coil body 10 is placed on a circuit board, a defined distance is ensured between the coil body 10 and the circuit board. The two windings of the filter choke are designated by Wl and W2 in Fig. 1 and 2. The winding Wl of the first coil of the filter choke is first inserted into the lower part chamber 2a of the upper chamber, starting from the connection pin 1.
2 geführt. Die Teilkammer 2a wird mit der halben Anzahl Windungen der ersten Wicklung bewickelt. Anschließend wird die zweite Teilkammer 2b ebenso mit der halben Anzahl an Windungen der ersten Wicklung Wl der Filterdrossel bewickelt. Das Wicklungsende wird an den Anschlußstift 6 des Spulenkörpers 10 geführt, Entsprechend wird mit der unteren Wicklung verfahren, wobei ausgehend vom Anschlußstift 3 zuerst die untere Teilkammer 5a mit der halben Anzahl der Windungen der zweiten Wicklung W2 bewickelt wird. Anschließend wird die zweite Kammer 5b mit der halben Anzahl an Windungen bewickelt und das Wicklungsende an den Anschlußstift 4 geführt. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die beiden Wicklungen Wl und W2 derart gewickelt, daß die durch die Wicklungen Wl und W2 gebildeten Spulen der Filterdrossel gegensinnig von einem Versorgungsstrom durchflossen werden.2. The subchamber 2a is wound with half the number of turns of the first winding. The second subchamber 2b is then wound with half the number of turns of the first winding Wl of the filter choke. The winding end is led to the connection pin 6 of the coil body 10. The same procedure is followed with the lower winding, whereby starting from the connection pin 3, the lower subchamber 5a is first wound with half the number of turns of the second winding W2. The second chamber 5b is then wound with half the number of turns and the winding end is led to the connection pin 4. As can be seen from Fig. 1 and 2, the two windings Wl and W2 are wound in such a way that the coils of the filter choke formed by the windings Wl and W2 are flowed through in opposite directions by a supply current.
In Fig. 4a ist die Anschlußstiftbelegung des zuvor beschriebenen Spulenkörpers dargestellt. Vorzugsweise sind die einzelnen Anschlußstifte 1, 3,4 und 6 des Spulenkörpers 10 quadratisch mit äquidistanten Abschnitten a angeordnet.Fig. 4a shows the pin assignment of the previously described coil body. The individual pins 1, 3, 4 and 6 of the coil body 10 are preferably arranged in a square with equidistant sections a.
Fig. 4b zeigt das Ersatzschaltbild der zuvor beschriebenen Filterdrossel. Durch die Wicklung Wl wird zwischen den beiden Anschlußstiften 1 und 6 die erste Spule und durch die Wicklung W2 zwischen den beiden Anschlußstiften 3 und 4 die zweite Spule der Filterdrossel definiert. Die beiden Wicklungen werden von einem Versorgungsstrom gegensinnig durchflossen, so daß die dadurch festgelegte Filterdrossel aufgrund der guten Kopplung der beiden Spulen miteinander nahezu als stromkompensierte Filterdrossel wirkt und asymmetrische Störungen ausgefiltert werden können.Fig. 4b shows the equivalent circuit of the filter choke described above. The first coil of the filter choke is defined by the winding W1 between the two connection pins 1 and 6 and the second coil of the filter choke is defined by the winding W2 between the two connection pins 3 and 4. A supply current flows through the two windings in opposite directions, so that the filter choke defined thereby acts almost as a current-compensated filter choke due to the good coupling of the two coils with one another and asymmetrical interference can be filtered out.
Durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Spulen Wl und W2 mittels der Trennwand 12 wird die auftretende Streuinduktivität deutlich erhöht, so daß ebenfalls symmetrische Störungen herausgefiltert werden können. Die erfindungsgemäße Filterdrossel kann somit auch durch das in Fig. 5b gezeigte Ersatzschaltbild beschrieben werden, das eine stromkompensierte Filterdrossel zeigt, die gleichzeitig als gleichsinnig gewickelte Filterdrossel zum Dämpfen von symmetrischen Störungen wirkt.By increasing the distance between the two coils W1 and W2 by means of the partition wall 12, the stray inductance that occurs is significantly increased, so that symmetrical interference can also be filtered out. The filter choke according to the invention can therefore also be described by the equivalent circuit diagram shown in Fig. 5b, which shows a current-compensated filter choke that simultaneously acts as a co-wound filter choke for damping symmetrical interference.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wird vorzugsweise der Spulenkern durch zwei E-förmige Ferrit-Kernhälften 14a, 14b gebildet. Die obere Spulenkernhälfte 14a wird von oben und die untere Spulenkernhälfte 14b von unten auf den Spulenkörper 10 aufgeschoben, so daßAs shown in Fig. 3, the coil core is preferably formed by two E-shaped ferrite core halves 14a, 14b. The upper coil core half 14a is pushed onto the coil body 10 from above and the lower coil core half 14b from below, so that
ein geschlossener dreischenkeliger Spulenkern 14 entsteht. Der Spulenkörper 10 umgibt dabei den Mittelschenkel des Spulenkerns 14. Durch diese Ausgestaltung des Spulenkerns kann die Kopplung der beiden Spulen Wl und W2 an den Spulenkern 14 weiter verbessert werden, so daß die Filterwirkung gegenüber asymmetrischen Störungen nahezu optimal ist.a closed three-leg coil core 14 is created. The coil body 10 surrounds the middle leg of the coil core 14. This design of the coil core allows the coupling of the two coils W1 and W2 to the coil core 14 to be further improved, so that the filter effect against asymmetrical interference is almost optimal.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Filterdrossel kann die in Fig. 5a gezeigte erste Filterdrossel Ll zum Herausfiltern von symmetrischen Störungen entfallen; mit der erfindungsgemäßen Filterdrossel können symmetrische als auch asymmetrische Störungen beseitigt werden.Due to the filter choke according to the invention, the first filter choke L1 shown in Fig. 5a for filtering out symmetrical interference can be omitted; with the filter choke according to the invention, symmetrical as well as asymmetrical interference can be eliminated.
Abschließend werden typische Drosseldaten für die erfindungsgemäße Filterdrossel angegeben, wenn die Filterdrossel an ein 230V-Versorgungsnetz mit 50 bis 60 Hz Wechselspannung und maximal 55W Belastung angeschlossen ist. Die beiden Wicklungen Wl und W2 weisen dabei identische Selbstinduktivitäten im Bereich 40 mH mit einem Toleranzbereich von 25% bei jeweils 175 Windungen auf. Der Ohmsche Widerstand der beiden Wicklungen Wl und W2 beträgt maximal 1,5 Ohm, der Drahtdurchmesser der Windungen beträgt mindestens 0,3 mm. Als Material für den Ferrit-Kern kann N30, K4000 oder ähnliches Material gewählt werden. Die Permeabilität &mgr; des Ferrit-Kerns liegt bei 4000 mit einem Toleranzbereich von 25%. Zum Hervorrufen einer ausreichenden Streuinduktivität kann beispielsweise die Dicke der Trennwand 12 2 mm betragen. Die weiteren Trennwände 13 sind z.B. 1 mm dick.Finally, typical choke data are given for the filter choke according to the invention when the filter choke is connected to a 230V supply network with 50 to 60 Hz alternating voltage and a maximum load of 55W. The two windings Wl and W2 have identical self-inductances in the range of 40 mH with a tolerance range of 25% for 175 turns each. The ohmic resistance of the two windings Wl and W2 is a maximum of 1.5 ohms, the wire diameter of the turns is at least 0.3 mm. N30, K4000 or similar material can be selected as the material for the ferrite core. The permeability μ of the ferrite core is 4000 with a tolerance range of 25%. To produce sufficient leakage inductance, the thickness of the partition 12 can be 2 mm, for example. The other partitions 13 are 1 mm thick, for example.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, 1. Filter choke with a coil core (14) which has a straight core section and two coils (Wl, W2) of equal inductance arranged thereon, which are wound in opposite directions,
characterized,
dadurch gekennzeichnet, 2. Filter choke according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet, 3. Filter choke according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet, 4. Filter choke according to claim 2 or 3,
characterized,
dadurch gekennzeichnet, 5. Filter choke according to claim 4,
characterized,
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