RU130468U1

RU130468U1 - FILTER FOR SUPPRESSION OF INTERFERENCE IN POWER SUPPLY NETWORKS (SPINEL)

Info

Publication number: RU130468U1
Application number: RU2013109778/07U
Authority: RU
Inventors: Константин Владимирович Папугин; Владимир Иванович Галко; Григорий Иванович Перепелица; Андрей Владимирович Сачков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью научно производственное предприятие "ЭЛКОМ"
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2013-07-20

Abstract

Фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения, содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, с установленными в отсеках трансформаторами на основе ферритовых колец с обмотками, образующими параллельные цепи последовательно расположенных обмоток, отличающийся тем, что на ферритовое кольцо намотаны четыре обмотки, расположенные симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, а две другие образуют индуктивность второй линии, переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы, при этом как минимум один трансформатор выполнен из материала, представляющего собой феррит со структурой шпинели, имеющего общую формулу MeFeOгде Me выбирают из Ni, Co, Fe, Mn, Mg, Li, Cu.Filter for suppressing interference in power supply networks, containing a metal casing, divided into compartments by shielding partitions, with transformers installed on the compartments based on ferrite rings with windings forming parallel chains of sequentially arranged windings, characterized in that four windings are wound on the ferrite ring symmetrically in diameter, and two opposite windings form an inductance in one line, and the other two form an inductance of the second line, the transition of each The lines from one compartment to another are carried out through passage capacitors parallel to which additional capacitors are mounted, at least one transformer is made of a material consisting of ferrite with a spinel structure having the general formula MeFe, where Me is selected from Ni, Co, Fe, Mn, Mg Li. Cu.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты персональных компьютеров как от проникновения обрабатываемой информации в сеть питания, так и от помех в электросети.The utility model relates to electrical engineering and can be used to protect personal computers from the penetration of the processed information into the power supply network, and from interference in the power supply network.

Известен бесшумный фильтр для защиты компьютеров (патент РФ на полезную модель №85777) содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, и конденсаторы, при этом в отсеках установлены трансформаторы с двумя обмотками, размещенными на ферритовом кольцевом сердечнике, причем каждый конец обмотки предыдущего трансформатора соединяется с началом обмотки трансформатора, расположенного в соседнем отсеке так, что они составляют две параллельные цепи последовательно расположенных обмоток.A noiseless filter for protecting computers is known (RF patent for utility model No. 85777) comprising a metal casing, divided into compartments by shielding partitions, and capacitors, while transformers with two windings located on a ferrite ring core are installed in the compartments, each end of the winding of the previous transformer connected to the beginning of the transformer winding located in the adjacent compartment so that they make up two parallel circuits of successive windings.

К недостаткам известного решения относится недостаточные помехоподавляющие свойства фильтра.The disadvantages of the known solutions include insufficient noise suppressing properties of the filter.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель получение фильтра подавления помех в сетях электроснабжения с более широким диапазоном частот помех, увеличением равномерности подавления, увеличением крутизны спада характеристики на полосе подавления.The task to which the claimed utility model is directed is to obtain an interference suppression filter in power supply networks with a wider range of interference frequencies, increase the suppression uniformity, increase the slope of the response in the suppression band.

Поставленная задача решается путем использования фильтра для подавления электромагнитных помех в сетях электроснабжения содержащего металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, с установленными в отсеках трансформаторами на основе ферритовых колец с обмотками образующими параллельные цепи последовательно расположенных обмоток, при этом на ферритовое кольцо намотаны четыре обмотки, расположенные симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, а две другие образуют индуктивность второй линии. Переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы, в совокупности совместно с индуктивностями в каждой секции создают звено заградительного фильтра для электромагнитных помех. При этом как минимум один трансформатор выполнен из материала представляющего собой феррит со структурой шпинели, имеющего общую формулу MeFe₂O₄ где Me выбирают из Ni²⁺", Co²⁺, Fe²⁺, Мп²⁺, Mg²⁺, Li¹⁺, Сu²⁺.The problem is solved by using a filter to suppress electromagnetic interference in power supply networks containing a metal casing, divided into compartments by shielding partitions, with transformers installed on the compartments based on ferrite rings with windings forming parallel chains of sequentially located windings, while four windings are wound on the ferrite ring, located symmetrically in diameter, with two opposite windings forming inductance in one line, and two other s inductance to form the second line. The transition of each line from one compartment to another is carried out through passage capacitors, in parallel with which additional capacitors are mounted, together with the inductances in each section, they create a link of the protective filter for electromagnetic interference. In this case, at least one transformer is made of a material representing ferrite with a spinel structure having the general formula MeFe ₂ O ₄ where Me is selected from Ni ²⁺ , Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Mg ²⁺ , Li ^{1 +} , Cu ²⁺ .

Элементарная ячейка такого феррита представляет собой куб, образуемый 8 молекулами MeOFe₂O₃ и состоящий из 32 анионов О^2-, между которыми имеется 64 тетраэдрических и 32 октаэдрических промежутков, частично заселенных катионами Fe³⁺ и Me²⁺. Такая структура материала ферритового сердечника трансформатора обеспечивает расширение диапазона частот подавляемых помех на 20 дБ, увеличивает равномерность подавления, увеличивает уровень спада частот на 10% по сравнению с прототипом.The unit cell of such a ferrite is a cube formed by 8 MeOFe ₂ O ₃ molecules and consisting of 32 O ^2- anions, between which there are 64 tetrahedral and 32 octahedral gaps, partially populated by Fe ³⁺ and Me ²⁺ cations. This structure of the material of the ferrite core of the transformer provides an extension of the frequency range of suppressed interference by 20 dB, increases the uniformity of suppression, increases the level of frequency decay by 10% compared with the prototype.

Использование четырех обмоток на ферритовом кольце, расположенных и подсоединенных указанным образом, и проходных конденсаторов позволяет расширить диапазон частот подавляемых помех на 20 дБ, увеличивает равномерность подавления, увеличивает уровень спада частот на 40% по сравнению с прототипом.The use of four windings on a ferrite ring located and connected in this way, and passage capacitors allows you to expand the frequency range of the suppressed interference by 20 dB, increases the uniformity of suppression, increases the level of frequency decay by 40% compared to the prototype.

На рис.1 представлена схема фильтра для подавления помех.Figure 1 shows a filter circuit for suppressing interference.

Фильтр для подавления помех представляет разделенный перегородками 1 на отсеки 2 корпус. В отсеках установлены ферритовые кольца 3 с обмотками 4. Обмотки 4, расположены симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, например линия фазы, а две другие образуют индуктивность второй линии, например линия нейтрали. Переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы 5, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы 6. Все отсеки фильтра выполнены из металла и соединены с клеммой защитного заземления (Nz) с экранирующим действием.The filter for noise suppression is divided by partitions 1 into compartments 2 of the housing. In the compartments, ferrite rings 3 with windings 4 are installed. The windings 4 are arranged symmetrically in diameter, with two opposite windings forming an inductance in one line, for example a phase line, and the other two form an inductance in the second line, for example a neutral line. The transition of each line from one compartment to another is carried out through passage capacitors 5, in parallel with which additional capacitors are mounted 6. All filter compartments are made of metal and connected to the protective ground terminal (Nz) with a shielding effect.

Фильтр работает следующим образом. Устройство включают в электрическую цепь между источником электроэнергии и потребителем. Принцип работы электрического фильтра заключается в пропускании тока системы электропитания с малым затуханием (0^… 2 дБ), в определенной полосе частот. Токи, находящиеся вне этой полосы пропускания, протекают с большим затуханием (до 80-120 дБ).The filter works as follows. The device is included in the electrical circuit between the source of electricity and the consumer. The principle of operation of the electric filter is to pass the current of the power supply system with low attenuation (0 ^... 2 dB), in a certain frequency band. Currents outside this passband flow with a large attenuation (up to 80-120 dB).

Такая величина затухания достигается применением трансформаторов на основе ферритовых колец выполненных из вышеописанного материала.This attenuation is achieved by using transformers based on ferrite rings made of the above material.

В качестве материалов для изготовления ферритовых колец применяют высокопроницаемые ферритовые кольца на основе шпинелей марок 2000НМ, 4000НМ, 6000НМ, 10000НМ, 20000НМ.Highly permeable ferrite rings based on spinels of the grades 2000НМ, 4000НМ, 6000НМ, 10000НМ, 20000НМ are used as materials for the manufacture of ferrite rings.

Claims

A filter for suppressing interference in power supply networks, comprising a metal casing, divided into compartments by shielding partitions, with transformers installed on the compartments based on ferrite rings with windings forming parallel chains of sequentially arranged windings, characterized in that four windings are arranged on the ferrite ring symmetrically in diameter, and two opposite windings form an inductance in one line, and the other two form an inductance of the second line, the transition of each inii from one compartment to another through a bushing capacitors, which are mounted parallel to the additional capacitor, wherein the at least one transformer is made of a material consisting of a ferrite having a spinel structure having the general formula MeFe ₂ O ₄ where Me is selected from Ni ^2+, Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Mg ²⁺ , Li ¹⁺ , Cu ²⁺ .