PL171571B1

PL171571B1 - Przeciwzakłóceniowy filtr zasilający

Info

Publication number: PL171571B1
Application number: PL30109593A
Authority: PL
Inventors: Jacek Antosiuk
Original assignee: Jacek Antosiuk
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1997-05-30
Also published as: PL301095A1

Abstract

1. Przeciwzakłóceniowyfiltr zasilający typu LC, zawierający cewki indukcyjne na rdzeniu magnetycznym w każdym przewodzie zasilającym oraz kondensatory włączone pomiędzy dwoma przewodami na wejściu i wyjściu filtru i rezystor włączony równolegle dojednego z kondensatorów oraz równolegle włączony ogranicznik napięcia, znamienny tym, że pierwszą cewkę indukcyjną (L1) w pierwszym przewodzie zasilającym, stanowią co najmniej dwa uzwojenia (Z1, Z2), do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia (O) połączony drugim końcem z jednym z zacisków trzeciego uzwojenia (Z3), stanowiącego drugą cewkę indukcyjną (L2), włączonego w drugim przewodzie zasilającym, przy czym pierwsze, drugie i trzecie uzwojenie (Z1, Z2, Z3)jest umieszczone na wspólnym rdzeniu magnetycznym.

Description

Przedmiotem wynalazku jest przeciwzakłóceniowy filtr zasilający, zapobiegający przenikaniu zakłóceń napięcia sieci do przyłączonego odbiornika energii oraz zakłóceń z odbiornika do sieci, znajdujący zastosowanie szczególnie w zabezpieczeniu systemów komputerowego i RTV.

Znany z opisu wynalazku polskiego zgłoszenia wynalazku P.294044, przeciwprzepięciowy filtr zasilający typu π, włączany pomiędzy sieć energetyczną i zabezpieczane urządzenie, składa się z cewek indukcyjnych, po jednej w każdym przewodzie zasilającym, dwóch kondensatorów włączonych pomiędzy dwoma przewodami zasilającymi na wejściu i wyjściu filtru oraz rezystora równoległego do jednego z kondensatorów. Na wejściu lub wyjściu filtr ma włączony równolegle ogranicznik napięcia, stanowiący warystor, zaś od strony źródła napięcia zasilającego, w każdym przewodzie sieciowym znajduje się element zabezpieczający. Wszystkie uzwojenia filtru nawinięte są na wspólnym rdzeniu toroidalnym.

Wadą takiego filtru jest stosowanie warystorów o znacznej mocy z uwagi na pracę pod pełnym napięciem zakłócającym. Ponadto w układzie takim ogranicznik napięcia zabezpiecza przed przepięciem tylko wejście albo wyjście filtru.

Znany jest również z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5061913 liniowy filtr średniej mocy, zawierający w każdej gałęzi po dwie cewki indukcyjne, przy czym na wejściu i pomiędzy cewkami oraz na wyjściu włączone są kondensatory. Cewki indukcyjne włączone na wejściu są na oddzielnym rdzeniu niż cewki indukcyjne włączone na wyjściu filtru.

Niedogodnością takiego filtru jest to, że charakteryzuje się ściśle określonymi pasmami tłumienia, które osiąga się poprzez skomplikowane obliczenia, których sposób został podany w opisie oraz skomplikowany dobór elementów LC i wymaga stosowania dwóch rdzeni po jednym

171 571 dla każdego przewodu zasilającego, co powiększa gabaryty filtru. Ponadto taki filtr ma ograniczone zastosowanie ściśle dla określonych zakłóceń.

Filtr według wynalazku wyróżnia się tym, że pierwszą cewkę indukcyjną w pierwszym przewodzie zasilającym, stanowią co najmniej dwa uzwojenia, do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia połączony drugim końcem z jednym z zacisków trzeciego uzwojenia, stanowiącego drugą cewkę indukcyjną, włączonego w drugim przewodzie zasilającym, przy czym pierwsze, drugie i trzecie uzwojenie jest umieszczone na wspólnym rdzeniu magnetycznym.

Inny filtr według wynalazku wyróżnia się tym, że cewkę indukcyjną w każdym przewodzie zasilającym, stanowią co najmniej dwa uzwojenia, do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia połączony drugim końcem z jednym z zacisków cewki indukcyjnej umieszczonej w przeciwległym przewodzie zasilającym, przy czym uzwojenia cewek indukcyjnych umieszczonych w pierwszym i drugim przewodzie zasilającym są umieszczone na wspólnym rdzeniu magnetycznym.

Zgodnie z wynalazkami przez zastosowanie jednego ogranicznika napięcia uzyskano możliwość ograniczenia napięcia na wejściu i wyjściu filtru. Ponadto przez wykorzystanie części indukcyjności, uzyskano zmniejszenie prądu przepływającego przez ogranicznik napięcia, a tym samym zmniejszenie mocy tego ogranicznika, zaś zastosowanie wspólnego rdzenia dla cewek indukcyjnych pozwoliło na zmniejszenie gabarytów zasilacza. Ponadto uzyskano filtr łatwy w doborze elementów i bez skomplikowanych obliczeń.

W innym filtrze według wynalazku uzyskano ponadto większą skuteczność tłumienia przepięć.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia filtr z podwójnym uzwojeniem w jednym przewodzie zasilającym, zaś fig. 2 - filtr z podwójnym uzwojeniem w jednym i drugim przewodzie zasilającym.

Jak pokazano na fig. 1 przeciwzakłóceniowy filtr zasilający typu LC, na wejściu We zawiera włączony równolegle kondensator Cl oraz na wspólnym rdzeniu cewkę indukcyjną L1 w pierwszym przewodzie i cewkę indukcyjną L2 w drugim przewodzie zasilającym oraz równolegle włączony kondensator C2 i rezystor R włączony równolegle do kondensatora C2. Cewka indukcyjna Ll w pierwszym przewodzie zasilającym, ma dwa uzwojenia Zl, Z2, do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia O, połączony drugim końcem z jednym z zacisków uzwojenia Z3, stanowiącego cewkę indukcyjną L2, włączonego w drugim przewodzie zasilającym.

Filtr działa w sposób niżej opisany. Filtr LC dla prądów o częstotliwości sieciowej nie tłumi sygnału elektrycznego, natomiast w miarę wzrostu częstotliwości tłumienie sygnału wzrasta i zakłócenia o wyższej od sieciowej częstotliwości są tłumione. Przepięcia występujące od strony wejścia We lub wyjścia Wy są obniżane przez ogranicznik napięcia, stanowiący warystor to jest element nieliniowy, który przy wzroście napięcia powyżej określonej wartości powoduje zmniejszenie rezystancji, przejmując energię w wyniku zakłócenia. Szeregowe włączenie części indukcyjności Ll w postaci uzwojenia Z1 ogranicza wartość impulsu prądowego przepływającego przez ogranicznik napięcia O w wyniku utworzonego dzielnika napięcia złożonego z impedancji uzwojenia Z1 oraz rezystancji ogranicznika napięcia O. Przy przepięciu występującym od strony wejścia We, na wyjściu Wy wartość przepięcia jest obniżona do wartości wynikającej z charakterystyki użytego ogranicznika O stanowiącego warystor. Podobnie jest przy przepięciu występującym od strony wyjścia Wy, wówczas wartość przepięcia na wejściu We jest obniżona do wartości wynikającej z charakterystyki ogranicznika O.

Na figurze 2 rysunku przedstawiony inny przeciwzakłóceniowy filtr zasilający typu LC, na wejściu We zawiera włączony równolegle kondensator Cl oraz na wspólnym rdzeniu cewkę indukcyjną Ll w pierwszym przewodzie i cewkę indukcyjną L2 w drugim przewodzie zasilającym oraz równolegle włączony kondensator C2 i rezystor R włączony równolegle do kondensatora C2. Cewka indukcyjna Ll w pierwszym przewodzie zasilającym, ma dwa uzwojenia Zl, Z2, do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia O połączony drugim końcem z jednym z zacisków uzwojeń Zl’, Z2’ stanowiących cewkę

171 571 indukcyjną L2 włączonych w drugim przewodzie zasilającym. Cewka indukcyjna L2 w drugim przewodzie zasilającym ma dwa uzwojenia Z1’, Z2’, do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia 0’ połączony drugim końcem z jednym z zacisków uzwojeń Z1, Z2, stanowiących cewkę indukcyjną L1, włączonych w pierwszym przewodzie zasilającym. Umieszczenie dwóch uzwojeń Z2 i Z3 po stronie odbiornika to jest na wyjściu Wy powoduje, że zakłócenia od strony odbiornika są bardzo tłumione czyli zabezpieczają bardziej sieć aniżeli odbiornik od strony sieci.

Inny filtr, pokazany na fig. 2 działa analogicznie, przy czym w przypadku równoczesnego wystąpienia przepięć na wejściu We i wyjściu Wy tłumi sygnały przepięciowe niezależnie w oddzielnych obwodach, stanowiących dzielniki napięcia, złożonych od strony wejścia We z impedancji uzwojenia Z1 i rezystancji ogranicznika O, zaś od strony wyjścia Wy z impedancji uzwojenia Z2’ oraz rezystancji ogranicznika O’.

LI

i.......
We ₌	Z1 on =C1 n Γ T	Z2 i	=C2 Rl·	r Wy 0
Z3	1

FIG.1 =□

L2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Przeciwzakłóceniowy filtr zasilający typu LC, zawierający cewki indukcyjne na rdzeniu magnetycznym w każdym przewodzie zasilającym oraz kondensatory włączone pomiędzy dwoma przewodami na wejściu i wyjściu filtru i rezystor włączony równolegle do jednego z kondensatorów oraz równolegle włączony ogranicznik napięcia, znamienny tym, że pierwszą cewkę indukcyjną (L1) w pierwszym przewodzie zasilającym, stanowią co najmniej dwa uzwojenia (Z1, Z2), do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia (O) połączony drugim końcem z jednym z zacisków trzeciego uzwojenia (Z3), stanowiącego drugą cewkę indukcyjną (L2), włączonego w drugim przewodzie zasilającym, przy czym pierwsze, drugie i trzecie uzwojenie (Z1, Z2, Z3) jest umieszczone na wspólnym rdzeniu magnetycznym.
2. Przeciwzakłóceniowy filtr zasilający typu LC, zawierający cewki indukcyjne na wspólnym rdzeniu w każdym przewodzie zasilającym oraz kondensatory włączone pomiędzy dwoma przewodami na wejściu i wyjściu filtru i rezystor włączony równolegle do jednego z kondensatorów oraz równolegle włączony ogranicznik napięcia, znamienny tym, że cewkę indukcyjną (L1, L2) w każdym przewodzie zasilającym, stanowią co najmniej dwa uzwojenia (Z1, Z2, Z1’, Z2’), do których wspólnych zacisków dołączony jest jednym końcem ogranicznik napięcia (O, O') połączony drugim końcem z jednym z zacisków cewki indukcyjnej (L1, L2) umieszczonej w przeciwległym przewodzie zasilającym, przy czym uzwojenia cewek (Z1, Z2, Z1’, Z2’) umieszczonych w pierwszym i drugim przewodzie zasilającym są umieszczone na wspólnym rdzeniu magnetycznym.