RU2051466C1 - Noise suppressing device - Google Patents
Noise suppressing deviceInfo
- Publication number
- RU2051466C1 RU2051466C1 SU4902549A RU2051466C1 RU 2051466 C1 RU2051466 C1 RU 2051466C1 SU 4902549 A SU4902549 A SU 4902549A RU 2051466 C1 RU2051466 C1 RU 2051466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- output
- input
- secondary winding
- primary winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от кондуктивных импульсных помех устройств электропитания средств вычислительной техники, автоматизированных систем управления, измерительной и другой высокочувствительной радиоэлектронной аппаратуры. The invention relates to electrical engineering and is intended to protect against conducted impulse noise power devices of computer equipment, automated control systems, measuring and other highly sensitive electronic equipment.
Кроме того, для защиты от электромагнитных помех как потребителей, так и сетей электропитания, изобретение может найти применение в сетях с изолированной нейтралью (например, судовых). In addition, to protect against electromagnetic interference both consumers and power supply networks, the invention may find application in networks with isolated neutral (for example, ship).
Известна помехозащитная трансформаторная вставка [1] содержащая два экранированных металлом объема, в которых размещены первый и второй трансформаторы с фильтрами, причем вторичная обмотка первого трансформатора и первичная обмотка второго трансформатора выполнены в виде многослойных полосковых линий и через два последовательно включенных фильтра соединены между собой, а одна из точек соединения первого и второго фильтров подключена к экранированным объемам и заземлена. Known noise-protective transformer insert [1] containing two metal shielded volumes in which the first and second transformers with filters are located, the secondary winding of the first transformer and the primary winding of the second transformer are made in the form of multilayer strip lines and are connected to each other through two series-connected filters, and one of the connection points of the first and second filters is connected to shielded volumes and is grounded.
Кроме этого, с целью повышения помехоподавления в каждый экранированный объем введены дополнительно два конденсатора, которые включены между общей точкой экранированных объемов и соответствующими слоями полосковых обмоток первого и второго трансформаторов. In addition, in order to increase noise suppression, two additional capacitors are introduced into each shielded volume, which are included between the common point of the shielded volumes and the corresponding layers of the strip windings of the first and second transformers.
Это устройство обладает высокой эффективностью подавления импульсных помех. This device has high impulse suppression efficiency.
Однако устройство имеет существенные недостатки:
низкий КПД из-за больших потерь в сильноточном низковольтном контуре, образованном полосковыми обмотками и двумя последовательно включенными фильтрами;
cложность и нетехнологичность изготовления полосковых обмоток трансформаторов;
мягкая нагрузочная характеристика за счет потерь в низковольтном контуре и в магнитопроводах дроссельных фильтров и трансформаторов;
низкие массогабаритные показатели.However, the device has significant disadvantages:
low efficiency due to large losses in a high-current low-voltage circuit formed by strip windings and two series-connected filters;
the complexity and low technology of manufacturing strip windings of transformers;
soft load characteristic due to losses in the low-voltage circuit and in the magnetic circuits of throttle filters and transformers;
low overall dimensions.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство [2] которое содержит два трансформатора, размещенных в общем корпусе. Входной трансформатор своей первичной обмоткой подключен к входным клеммам для соединения с источником электроэнергии, например к сети питания, а вторичной обмоткой подключен к первичной обмотке другого, выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным клеммам устройства для соединения с приемником электроэнергии. The closest in technical essence to the invention is a device [2] which contains two transformers placed in a common housing. The input transformer, with its primary winding, is connected to the input terminals for connecting to an electric power source, for example, to the power supply network, and the secondary winding is connected to the primary winding of another output transformer, the secondary winding of which is connected to the output terminals of the device for connecting to the electric power receiver.
Таким образом, вторичная обмотка входного трансформатора и первичная обмотка выходного трансформатора образуют внутренний контур, у которого точка соединения второго вывода вторичной обмотки входного трансформатора и первого вывода первичной обмотки выходного трансформатора подключена к корпусу. Thus, the secondary winding of the input transformer and the primary winding of the output transformer form an inner circuit in which the connection point of the second terminal of the secondary winding of the input transformer and the first terminal of the primary winding of the output transformer is connected to the housing.
Это устройство обладает малой эквивалентной проходной емкостью за счет использования последовательного включения трансформаторов c раздельными обмотками и возможности стекания энергии импульсных помех на землю (на корпус) из-за подключения его к указанной точке соединения, что в значительной степени препятствует прохождению высокочастотных помех пико-нано-микросекундного диапазона. This device has a small equivalent passage capacity due to the use of sequential switching of transformers with separate windings and the possibility of draining the energy of impulse noise to the ground (to the housing) due to its connection to the specified connection point, which greatly prevents the passage of high-frequency interference pico-nano- microsecond range.
Однако импульсные помехи с большей длительностью (от десятков и сотен микросекунд до единиц миллисекунд) трансформируются во вторичные обмотки уже непосредственно через ферромагнитные сердечники трансформаторов и ослабляются незначительно, именно эти помехи имеют максимальную амплитуду и энергию импульса и являются одной из основных причин сбоев в работе и выхода из строя электронных схем. However, pulsed interferences with a longer duration (from tens and hundreds of microseconds to units of milliseconds) are transformed into secondary windings directly through the ferromagnetic cores of the transformers and are attenuated slightly, it is these interferences that have maximum amplitude and pulse energy and are one of the main causes of malfunctions and output out of order electronic circuits.
Цель изобретения повышение эффективности подавления кондуктивных импульсных помех с любой длительностью импульсов. The purpose of the invention is to increase the suppression efficiency of conducted impulse noise with any pulse duration.
Цель достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее входной и выходной трансформаторы, причем вторичная обмотка входного трансформатора и первичная обмотка выходного трансформатора соединены между собой, а выводы первичной обмотки входного трансформатора и вторичной обмотки выходного трансформатора подключены соответственно к клеммам устройства для соединения с источником и приемником электроэнергии, с целью повышения эффективности подавления помех, параллельно вторичной обмотке входного трансформатора и первичной обмотке выходного трансформатора включен резонансный узел, представляющий собой параллельно соединенные дроссель и конденсатор. The goal is achieved due to the fact that in a known device containing input and output transformers, the secondary winding of the input transformer and the primary winding of the output transformer are interconnected, and the terminals of the primary winding of the input transformer and the secondary winding of the output transformer are connected respectively to the terminals of the device for connecting to source and receiver of electricity, in order to increase the efficiency of noise suppression, parallel to the secondary winding of the input transformer and primary On the output winding of the output transformer, a resonant unit is included, which is a parallel-connected inductor and capacitor.
Включение в схему известного устройства резонансного узла в виде параллельно соединенных дросселя и конденсатора является существенно новым по отношению к прототипу и позволяет не только на несколько порядков повысить эффективность подавления импульсных помех по отношению к прототипу, но и ослаблять низкочастотные гармоники напряжения питающей сети на выходе устройства, что позволяет получить электроэнергию более высокого качества. The inclusion in the circuit of a known device of a resonant assembly in the form of a parallel-connected inductor and capacitor is essentially new in relation to the prototype and allows not only several orders of magnitude to increase the efficiency of suppression of impulse noise in relation to the prototype, but also to weaken the low-frequency harmonics of the supply voltage at the output of the device, which allows you to get electricity of higher quality.
Изобретение поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.
Помехоподавляющее устройство содержит корпус 1, в котором размещены входной трансформатор 2 и выходной трансформатор 3, причем первичная обмотка 4 входного трансформатора 2 подключена к клеммам 5 и 6 помехоподавляющего устройства для соединения с источником электроэнергии 7, например, с сетью эл. питания. Вторичная обмотка 8 выходного трансформатора 3 подключена к клеммам 9 и 10 для соединения с приемником электроэнергии 11. Вторичная обмотка 12 входного трансформатора 2 и первичная обмотка 13 выходного трансформатора 3 соединены между собой, образуя внутренний контур. Помехоподавляющее устройство включает также резонансный узел 14, выполненный в виде параллельно соединенных дросселя 15 и конденсатора 16, а также экранирующие перегородки 18 и 19, установленные внутри корпуса, причем экранирующая перегородка 18 установлена между входным трансформатором 2 и резонансным узлом 14, а экранирующая перегородка 19 между резонансным узлом 14 и выходным трансформатором 3. В них имеются отверстия 20, 21, 22 и 23 для ввода проводников, соединяющих обмотки 12 и 13. Точка 17 внутреннего контура, образованного соединением обмотки 12 входного трансформатора 2 и первичной обмотки 13 выходного трансформатора 3, заземлена на корпус 1. The interference suppression device comprises a housing 1, in which an input transformer 2 and an output transformer 3 are located, the primary winding 4 of the input transformer 2 being connected to the terminals 5 and 6 of the noise suppression device for connecting to an electric power source 7, for example, an electric network. nutrition. The secondary winding 8 of the output transformer 3 is connected to the terminals 9 and 10 for connecting to the power receiver 11. The secondary winding 12 of the input transformer 2 and the primary winding 13 of the output transformer 3 are interconnected, forming an internal circuit. The interference suppression device also includes a resonant assembly 14 made in the form of a parallel connected inductor 15 and a capacitor 16, as well as shielding baffles 18 and 19 installed inside the housing, the shielding baffle 18 being installed between the input transformer 2 and the resonant assembly 14, and the shielding baffle 19 between the resonant node 14 and the output transformer 3. They have holes 20, 21, 22 and 23 for introducing conductors connecting the windings 12 and 13. Point 17 of the inner circuit formed by connecting the winding 12 input one transformer 2 and the primary winding 13 of the output transformer 3, is grounded to the housing 1.
Для наиболее эффективной работы помехоподавляющего устройства необходимо, чтобы резонансный узел 14 был настроен в резонанс с частотой источника электроэнергии, в данном случае сети электропитания. For the most efficient operation of the noise suppression device, it is necessary that the resonant assembly 14 is tuned in resonance with the frequency of the electric power source, in this case the power supply network.
Помехоподавляющее устройство работает следующим образом. The suppression device operates as follows.
Электроэнергия переменного тока, поступающая из сети на первичную обмотку 4 входного трансформатора 2, передается в его вторичную обмотку 12, нагрузкой которой является резонансный узел 14. Напряжение, снимаемое с зажимов резонансного узла 14, поступает на первичную обмотку 13 выходного трансформатора 3, а со вторичной обмотки 8 выходного трансформатора 3 напряжение подается на приемник электроэнергии 11. Electric power of alternating current coming from the network to the primary winding 4 of the input transformer 2 is transferred to its secondary winding 12, the load of which is the resonant node 14. The voltage removed from the terminals of the resonant node 14 is supplied to the primary winding 13 of the output transformer 3, and from the secondary winding 8 of the output transformer 3 voltage is supplied to the power receiver 11.
Увеличение эффективности помехоподавления в широком частотном диапазоне достигается за счет существенного изменения (уменьшения) сопротивления резонансного узла 14 на частотах, отличных от частоты питающей сети. An increase in the noise suppression efficiency in a wide frequency range is achieved due to a significant change (decrease) in the resistance of the resonant node 14 at frequencies other than the frequency of the supply network.
При отсутствии в питающей сети импульсных помех резонансный узел 14 практически не влияет на передачу электроэнергии из вторичной обмотки 12 входного трансформатора 2 в первичную обмотку 13 выходного трансформатора 3, сопротивление резонансного узла 14 максимально и помехоподавляющее устройство работает как трансформатор с малой проходной емкостью и общим коэффициентом трансформации, близким к единице. In the absence of pulsed interference in the supply network, the resonant node 14 practically does not affect the transmission of electricity from the secondary winding 12 of the input transformer 2 to the primary winding 13 of the output transformer 3, the resistance of the resonant node 14 is maximum and the noise suppression device operates as a transformer with a small passage capacity and a common transformation ratio close to unity.
При наличии в питающей сети импульсных помех, проходящих во вторичную обмотку 12 входного трансформатора 2, они шунтируются малым сопротивлением резонансного узла 14 и значительно ослабляются. При этом на выходе помехоподавляющего устройства достигается ослабление симметричных и несимметричных импульсных помех на несколько порядков. If there is pulsed noise in the supply network passing into the secondary winding 12 of the input transformer 2, they are bridged by the low resistance of the resonant node 14 and are significantly attenuated. At the same time, the output of the noise suppression device achieves attenuation of symmetric and asymmetric impulse noise by several orders of magnitude.
Кроме того наличие в устройстве резонансного узла 14, настроенного на частоту питающей сети, ослабляет низкочастотные и высокочастотные гармоники напряжения на выходе и позволяет получать электроэнергию более высокого качества. In addition, the presence in the device of a resonant assembly 14 tuned to the frequency of the supply network attenuates the low-frequency and high-frequency harmonics of the output voltage and allows obtaining higher-quality electric energy.
Помехоподавляющее устройство инвариантно и обеспечивает эффективную защиту как потребителей от импульсных помех, возникающих в сети, так и саму сеть от помех, возникающих на стороне потребителя. The noise suppression device is invariant and provides effective protection for both consumers from impulse noise arising in the network, and the network itself from interference arising on the consumer side.
Для подтверждения правильности принятого технического решения изготовлен и испытан действующий образец помехоподавляющего устройства, в котором были использованы трансформаторы 1 и 3 мощностью 500 ВА на 220 В, 50 Гц. Коэффициент трансформации равен единице. To confirm the correctness of the adopted technical solution, a valid model of the noise suppression device was manufactured and tested, in which transformers 1 and 3 were used with a capacity of 500 VA at 220 V, 50 Hz. The transformation ratio is equal to one.
Резонансный узел 14 состоит из дросселя 15 и конденсатора 16. The resonant node 14 consists of a choke 15 and a capacitor 16.
Индуктивность дросселя 450 мГ
Емкость конденсатора 16 мкФ
Питающая сеть 220 В, 50 Гц
Ток в нагрузке (макс) 2 А
Импульсные симметричные и несимметричные помехи формировались на входе устройства имитатором импульсных помех и регистрировались на входе (в питающей сети) и на выходе устройства (в нагрузке) осциллографом С 8 14.Choke Inductance 450 mg
Capacitor Capacitance 16 μF
Power supply 220 V, 50 Hz
Load current (max) 2 A
Pulsed symmetric and asymmetric interference was generated at the input of the device by a simulator of pulse interference and recorded at the input (in the mains supply) and at the output of the device (in the load) with a C 8 14 oscilloscope.
Максимальное (амплитудное) значение импульсной помехи достигало значения 1500 В (1,5 кВ). The maximum (amplitude) value of the impulse noise reached a value of 1500 V (1.5 kV).
При этом были получены следующие данные:
Импульс длительностью до 1 мкС 70 80 дБ (ослабление в 5 10 тыс. раз).The following data were obtained:
A pulse lasting up to 1 μS 70 80 dB (attenuation of 5 10 thousand times).
Импульс длительностью до 10 мкС 50 60 дБ (ослабление в 500 1000 раз). A pulse with a duration of up to 10 μS 50 60 dB (attenuation of 500 to 1000 times).
Импульс длительностью до 100 мкС 30 40 дБ (ослабление в 50 100 раз). Pulse lasting up to 100 μS 30 40 dB (attenuation by 50 100 times).
Импульс длительностью до 1000 мкС 20 30 дБ (ослабление в десятки раз). A pulse lasting up to 1000 μS 20 30 dB (attenuation tens of times).
Из экспериментальных данных видно, что предлагаемое помехоподавляющее устройство обеспечивает снижение амплитуды импульсных помех на несколько порядков, что гарантирует защиту потребителя энергии (приемник 11) и его надежную работу. From the experimental data it can be seen that the proposed noise suppression device provides a reduction in the amplitude of pulsed noise by several orders of magnitude, which guarantees protection of the energy consumer (receiver 11) and its reliable operation.
Использование изобретения в народном хозяйстве обеспечит экономический эффект, заключающийся в уменьшении ущерба вследствие предотвращения сбоев и выхода из строя средств вычислительной техники, автоматизированных систем управления, технологических комплексов и других электропотребителей. The use of the invention in the national economy will provide an economic effect, consisting in reducing damage due to the prevention of failures and failure of computer equipment, automated control systems, technological complexes and other electrical consumers.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4902549 RU2051466C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Noise suppressing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4902549 RU2051466C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Noise suppressing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2051466C1 true RU2051466C1 (en) | 1995-12-27 |
Family
ID=21555625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4902549 RU2051466C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Noise suppressing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2051466C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786930C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-12-26 | Илья Николаевич Джус | Electrical apparatus in a metal case |
-
1991
- 1991-01-08 RU SU4902549 patent/RU2051466C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1524139, кл. H 02M 3/335, 1989. * |
2. Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. Мир, 1979, с.142. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786930C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-12-26 | Илья Николаевич Джус | Electrical apparatus in a metal case |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4342013A (en) | Bidirectional power line filter | |
US5619079A (en) | EMI line filter | |
CN104270002B (en) | Passive suppression method for conducted electromagnetic interface of PWM (power width modulation) power converter | |
US4602308A (en) | Circuit for suppressing transients occurring in either common or transverse modes | |
CN112233888A (en) | Transformer device, switching power supply and power adapter | |
US11695331B2 (en) | Converter arrangement | |
US4760356A (en) | Power line filter | |
CN101202150B (en) | EMC filter inductance | |
CN109920633A (en) | Reduce the transformer of electromagnetic interference | |
RU2533640C2 (en) | Information protection device | |
RU2051466C1 (en) | Noise suppressing device | |
CN217486380U (en) | Filtering device for eliminating electric fast transient pulse group interference | |
JPH1084669A (en) | Noise filter of power conversion equipment | |
RU2138914C1 (en) | Filter for suppression of surges in mains lines | |
CN111934538B (en) | Shielding structure, circuit and power adapter | |
CN209708809U (en) | Reduce the transformer of electromagnetic interference | |
JPS60171821A (en) | High frequency noise absorbing circuit | |
Sulaeman et al. | Source and Load Impedance Mismatch Analysis of a Power Line Filter in Microgrid Application | |
Huang et al. | A Survey of CM EMI Modeling and Reduction Technique of Transformer for Isolated Converters | |
KR0117855Y1 (en) | Line filter | |
KR200212792Y1 (en) | surge and noise multiple shelter power supply | |
JPH05161258A (en) | Surge voltage absorbing circuit | |
Xu et al. | A tunable common mode inductor with an auxiliary winding network | |
CN219643886U (en) | Ultra-thin special-shaped multifunctional filter | |
JP2000299615A (en) | Low frequency power supply noise protector |