RU2342758C1 - Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference - Google Patents

Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference Download PDF

Info

Publication number
RU2342758C1
RU2342758C1 RU2007123205/09A RU2007123205A RU2342758C1 RU 2342758 C1 RU2342758 C1 RU 2342758C1 RU 2007123205/09 A RU2007123205/09 A RU 2007123205/09A RU 2007123205 A RU2007123205 A RU 2007123205A RU 2342758 C1 RU2342758 C1 RU 2342758C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
nodes
voltage
leakage currents
power
Prior art date
Application number
RU2007123205/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Данилович Мишин (RU)
Юрий Данилович Мишин
Андрей Иванович Пономаренко (RU)
Андрей Иванович Пономаренко
Игорь Юрьевич Томилин (RU)
Игорь Юрьевич Томилин
Original Assignee
ОАО "Электроавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Электроавтоматика" filed Critical ОАО "Электроавтоматика"
Priority to RU2007123205/09A priority Critical patent/RU2342758C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2342758C1 publication Critical patent/RU2342758C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

FIELD: physics; radio.
SUBSTANCE: present invention pertains to transformation technology and can be used in power-line filters of radio interference. The technical outcome of the invention is the profound suppression of non-symmetrical electromagnetic interference with simultaneous meeting of electrical safety requirements on limiting capacitive leakage currents. Proposal is given of a method of reducing capacitive leakage currents on power-line radio interference filters, comprising one or more nodes, each of which is connected through a capacitor to the power-line filter lines and the case. The potential of one of the nodes is varied such that, the potential difference at low frequency between the given node and the case approaches zero. Potential of similar nodes of other sections of the filter are simultaneously controlled through chokes, decoupling at high frequency. As a result of reducing the potential difference at low frequency between the node and the case down to zero, all leakage currents on the case are practically eliminated. In particular, to implement the method, a signal is generated, proportional to the voltage between one of the indicated nodes and the case. That signal is applied to the input of a duo-directional amplifier, at the positive supply input of which a more positive voltage is applied through rectification, acting on the lines of the power-line filter at points of connection to capacitors of the given node. At the negative supply input of the duo-directional amplifier, a more negative voltage is applied through rectification from the same points of the lines of the power-line filter. Capacitors are re-charged by the output current of duo-directional amplifier and as a result, voltage between the given node and the case of the filter at low frequency is practically reduced to zero and consequently, all leakage currents on the case are eliminated.
EFFECT: reduced capacitive leakage currents of power-line filters of radio-interference.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в сетевых фильтрах радиопомех для глубокого подавления несимметричных кондуктивных помех с одновременным выполнением требований электробезопасности по ограничению емкостных токов утечки.The invention relates to a conversion technique and can be used in surge suppressors for the deep suppression of asymmetric conducted noise while fulfilling electrical safety requirements for limiting capacitive leakage currents.

Известны помехоподавляющие фильтры [1], состоящие в зависимости от требуемого уровня подавления, а также от импеданса сети и нагрузки из конденсаторов, либо из конденсаторов и индуктивностей по схеме Г-образного, П-образного, Т-образного или n-звенного фильтра, в которых индуктивности включены в цепь линейных проводов, а конденсаторы соединяют выводы индуктивностей с корпусом фильтра. Недостатком таких фильтров является наличие емкостных токов утечки, которые по условиям безопасности ограничиваются соответствующими нормативными документами, например ГОСТ РВ 20.57.310-98. Кроме того, применение таких фильтров ухудшает работу устройств защитного отключения (УЗО), которые реагируют на появление токов утечки на корпус, в связи с чем порог срабатывания таких устройств приходится увеличивать. Это означает, что при попадании человека под напряжение, действующее, например, между землей и корпусом электроустановки, срабатывание УЗО произойдет при большем токе, протекающем через человека, чем это было бы без фильтра радиопомех. Очевидно, безопасность электроустановки снижается.Known noise suppression filters [1], consisting depending on the required level of suppression, as well as on the impedance of the network and the load from the capacitors, or from capacitors and inductances according to the scheme of a L-shaped, U-shaped, T-shaped or n-link filter, in which inductors are included in the circuit of the linear wires, and capacitors connect the inductance leads to the filter housing. The disadvantage of such filters is the presence of capacitive leakage currents, which, according to safety conditions, are limited by the relevant regulatory documents, for example, GOST RV 20.57.310-98. In addition, the use of such filters degrades the operation of residual current devices (RCD), which respond to the appearance of leakage currents to the housing, and therefore the threshold of operation of such devices must be increased. This means that if a person gets under voltage, acting, for example, between the ground and the electrical installation case, the RCD will operate at a higher current flowing through the person than it would be without a radio interference filter. Obviously, the safety of the electrical installation is reduced.

Наиболее близким аналогом является фильтр радиопомех [2], в котором конденсаторы одним выводом подключаются к корпусу, другим выводом соединяются с выводами индуктивностей через емкостной делитель, включенный между линейными проводами. Прототип имеет те же недостатки, что и аналог, и для обеспечения необходимого уровня подавления помех, при соблюдении норм безопасности, требуется уменьшать величину емкости конденсаторов, соединяющих фильтр с корпусом, а значит увеличивать количество звеньев и величину индуктивности индуктивных элементов фильтра, что приводит к увеличению массы и габаритов устройства.The closest analogue is the radio interference filter [2], in which capacitors are connected to the housing with one output, and connected to the inductance outputs with the other output through a capacitive divider connected between the linear wires. The prototype has the same drawbacks as the analogue, and to ensure the necessary level of noise suppression, subject to safety standards, it is necessary to reduce the capacitance of the capacitors connecting the filter to the housing, and therefore increase the number of links and the inductance of the inductive elements of the filter, which leads to an increase mass and dimensions of the device.

Задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в повышении эффективности подавления кондуктивных несимметричных помех в фильтре и снижении его массогабаритных показателей за счет увеличения емкости корпусных конденсаторов при соблюдении требований электробезопасности по ограничению емкостных токов утечки.The problem to be solved in the present invention is to increase the efficiency of suppressing conductive asymmetric noise in the filter and to reduce its overall dimensions by increasing the capacitance of case capacitors while observing electrical safety requirements for limiting capacitive leakage currents.

Технический результат от применения изобретения заключается в уменьшении емкостных токов утечки фильтра радиопомех.The technical result from the application of the invention is to reduce the capacitive leakage currents of the radio noise filter.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ уменьшения емкостных токов утечки на корпус сетевых фильтров радиопомех, содержащих по колличеству звеньев один или несколько узлов, каждый из которых подключен через конденсаторы к линиям сетевого фильтра и к корпусу, заключающийся в том, что потенциал одного из узлов изменяют таким образом, чтобы разность потенциалов на низкой частоте между данным узлом и корпусом стремилась к нулю, потенциалами аналогичных узлов других звеньев фильтра управляют одновременно через развязывающие по высокой частоте дроссели, в результате снижения разности потенциалов на низкой частоте между узлами и корпусом до нуля практически исключают на низкой частоте ток утечки на корпус.This object is achieved by the fact that a method for reducing capacitive leakage currents to the housing of the RFI network filters, containing one or more nodes, each connected via capacitors to the line filter lines and to the housing, is proposed, which consists in the potential of one of the nodes change in such a way that the potential difference at a low frequency between this node and the housing tends to zero, the potentials of similar nodes of other filter links are controlled simultaneously through decouples chokes with high frequency, as a result of reducing the potential difference at a low frequency between the nodes and the housing to zero, practically eliminate the leakage current to the housing at a low frequency.

В частности, чтобы реализовать способ, формируют сигнал, пропорциональный напряжению между одним из указанных узлов и корпусом, подают его на вход двухтактного усилителя, питание которого обеспечивают с помощью мостового выпрямителя, вход которого подключают к линиям сетевого фильтра в точках подключения конденсаторов данного звена, выходным током двухтактного усилителя, перезаряжая конденсаторы, управляют напряжением данного узла и через развязывающие высокочастотные дроссели напряжением узлов других звеньев фильтра таким образом, чтобы уменьшить до нуля низкочастотный сигнал на входе усилителя, а значит и напряжения низкой частоты между корпусом и узлами фильтра, и в результате практически исключают на низкой частоте ток утечки на корпус.In particular, in order to implement the method, a signal is generated proportional to the voltage between one of these nodes and the housing, it is fed to the input of a push-pull amplifier, the power of which is provided using a bridge rectifier, the input of which is connected to the line filter at the connection points of the capacitors of this link, the output the current of the push-pull amplifier, while recharging the capacitors, control the voltage of this node and through the decoupling high-frequency chokes the voltage of the nodes of other filter links in this way to reduce to zero the low-frequency signal at the input of the amplifier, and hence the low-frequency voltage between the housing and filter nodes, and as a result, leakage current to the housing is practically eliminated at a low frequency.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется функциональной схемой, приведенной на фиг.1, а также схемами измерения емкостных токов утечки на фиг.2 и 3.The essence of the invention is illustrated by the functional diagram shown in figure 1, as well as the measurement circuits of capacitive leakage currents in figure 2 and 3.

На фиг.1 изображены фильтр радиопомех 1, звено фильтра 2, индуктивные элементы 3, конденсаторы емкостных делителей 4, корпусные конденсаторы 5, датчик напряжения 6, двухтактный усилитель 7, выпрямитель 8, развязывающий дроссель 9. На фиг.2 изображены схемы измерения емкостных токов утечки фильтров на примере однозвенного емкостного фильтра по структуре аналога и прототипа. Кроме перечисленных элементов, на фиг.2 и 3 изображены ЭДС сети 10, амперметр для измерения токов утечки 11 и ограничительный резистор 12.Figure 1 shows the radio interference filter 1, filter link 2, inductive elements 3, capacitors of capacitive dividers 4, housing capacitors 5, voltage sensor 6, push-pull amplifier 7, rectifier 8, decoupling inductor 9. Figure 2 shows the measurement circuit of capacitive currents filter leakage by the example of a single-link capacitive filter according to the structure of the analogue and prototype. In addition to these elements, figure 2 and 3 shows the EMF network 10, an ammeter for measuring leakage currents 11 and a limiting resistor 12.

Предлагаемый способ поясняется на примере структурной схемы однофазного, двухзвенного фильтра радиопомех 1 (фиг.1). Фильтр имеет две линии (по числу линий сети) с последовательно включенными индуктивными элементами. Входы фильтра Л1 и Л2 подключены к сети переменного напряжения, а выходы H1 и Н2 - к нагрузке (устройство, генерирующее помехи). Вход и выход фильтра соединены через два последовательно включенных звена 2. Каждое звено состоит из индуктивного элемента 3, двух конденсаторов емкостных делителей 4, подключенных к входным выводам индуктивного элемента 3 и средней точкой через корпусный конденсатор 5 к корпусу. К средней точке емкостного делителя второго звена подключены также датчик напряжения в виде емкостного делителя 6, нижнее плечо которого соединяется с корпусом, а выход - с неинвертирующим входом двухтактного усилителя 8, инвертирующий вход которого соединен с выходом датчика напряжения 6, а также с выходом усилителя 8 и со средней точкой емкостного делителя второго звена. Питание усилителя 7 обеспечивается мостовым выпрямителем 8, вход которого подключен к линиям фильтра в точках подключения емкостного делителя данного звена. Между средними точками емкостных делителей звеньев включен развязывающий дроссель 9.The proposed method is illustrated by the example of a block diagram of a single-phase, two-link radio interference filter 1 (Fig. 1). The filter has two lines (according to the number of network lines) with inductive elements connected in series. The filter inputs L1 and L2 are connected to an alternating voltage network, and the outputs H1 and H2 are connected to a load (a device that generates interference). The input and output of the filter are connected through two series-connected links 2. Each link consists of an inductive element 3, two capacitors of capacitive dividers 4 connected to the input terminals of the inductive element 3 and a midpoint through the housing capacitor 5 to the housing. A voltage sensor in the form of a capacitive divider 6 is connected to the midpoint of the capacitive divider of the second link, the lower arm of which is connected to the housing, and the output is connected to the non-inverting input of the push-pull amplifier 8, the inverting input of which is connected to the output of the voltage sensor 6, and also with the output of the amplifier 8 and with the midpoint of the capacitive divider of the second link. The power of the amplifier 7 is provided by a bridge rectifier 8, the input of which is connected to the filter lines at the connection points of the capacitive divider of this link. Between the midpoints of the capacitive divider links included decoupling choke 9.

Принцип компенсации емкостного тока утечки состоит в том, что напряжение на средних точках делителей (точка А, фиг.3) по низкой частоте (частоте сети) устанавливается равным напряжению корпуса, поэтому к корпусным конденсаторам не прикладывается переменное НЧ напряжение и НЧ составляющая тока утечки через них не протекает.The principle of compensating for capacitive leakage current is that the voltage at the midpoints of the dividers (point A, Fig. 3) at the low frequency (mains frequency) is set equal to the voltage of the case, therefore an alternating low-frequency voltage and the low-frequency component of the leakage current are not applied to the case capacitors they do not leak.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

При возникновении цепи между одной из линий сети и корпусом (фиг.1) напряжение на корпусе будет приближаться к напряжению этого провода сети и станет по НЧ отличаться от напряжения средних точек делителей, связанных между собой дросселем 9. Это переменное напряжение через датчик напряжения 6 подают на неинвертирующий вход двухтактного усилителя 7, выходным током которого по принципу отрицательной обратной связи перезаряжают емкостные делители 4 так, чтобы переменная НЧ составляющая напряжения между входами усилителя 7 стремилась к нулю. При этом также к нулю будет стремиться переменная НЧ составляющая напряжения корпусных конденсаторов 5, а значит емкостной ток утечки на частоте сети также будет стремиться к нулю.When a circuit occurs between one of the network lines and the housing (Fig. 1), the voltage on the housing will approach the voltage of this network wire and will begin to differ in frequency from the voltage of the midpoints of the dividers connected to each other by the inductor 9. This alternating voltage is supplied through the voltage sensor 6 to the non-inverting input of the push-pull amplifier 7, the output current of which is recharged by the capacitive dividers 4 by the principle of negative feedback so that the variable low-frequency component of the voltage between the inputs of the amplifier 7 tends to zero. In this case, the alternating LF component of the voltage of the case capacitors 5 will also tend to zero, which means that the capacitive leakage current at the network frequency will also tend to zero.

Библиографические данныеBibliographic data

1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Г.С.Найвельт, К.Б.Мазель, Ч.И.Хусаинов и др.; под ред. Г.С.Найвельта. - М.: Радио и связь, 1985. - 576 с., ил.1. Sources of power supply of electronic equipment: Handbook / G.S. Nayvelt, K. B. Mazel, Ch. I. Khusainov and others; under the editorship of G.S. Naivelt. - M .: Radio and communications, 1985 .-- 576 p., Ill.

2. www.epcos.com. Filters for Converters in Traction Systems. Type B84142A*S002. Ordering code B84142A0250S002.2. www.epcos.com. Filters for Converters in Traction Systems. Type B84142A * S002. Ordering code B84142A0250S002.

Claims (2)

1. Способ уменьшения емкостных токов утечки на корпус сетевых фильтров радиопомех, содержащих по количеству звеньев один или несколько узлов, каждый из которых подключен через конденсаторы к линиям сетевого фильтра и к корпусу, отличающийся тем, что потенциал одного из узлов изменяют таким образом, чтобы разность потенциалов на низкой частоте между данным узлом и корпусом стремилась к нулю, потенциалами аналогичных узлов других звеньев фильтра управляют одновременно через развязывающие по высокой частоте дроссели, в результате снижения разности потенциалов на низкой частоте между узлом и корпусом до нуля практически исключают на низкой частоте ток утечки на корпус.1. The method of reducing capacitive leakage currents to the housing of the network noise filters, containing the number of links one or more nodes, each of which is connected through capacitors to the lines of the network filter and to the housing, characterized in that the potential of one of the nodes is changed so that the difference potentials at a low frequency between this node and the housing tended to zero, the potentials of similar nodes of other filter links are controlled simultaneously through high frequency decoupling chokes, as a result of the potential difference at a low frequency between the assembly and the housing to zero practically exclude low frequency leakage current to the body. 2. Способ уменьшения емкостных токов утечки по п.1, отличающийся тем, что формируют сигнал, пропорциональный напряжению между одним из указанных узлов и корпусом, подают его на вход двухтактного усилителя, питание которого обеспечивают с помощью мостового выпрямителя, вход которого подключают к линиям сетевого фильтра в точках подключения конденсаторов данного звена, выходным током двухтактного усилителя, перезаряжая конденсаторы, управляют напряжением данного узла и через развязывающие высокочастотные дроссели напряжением узлов других звеньев фильтра таким образом, чтобы уменьшить до нуля низкочастотный сигнал на входе усилителя, а значит и напряжение низкой частоты между корпусом и узлами фильтра и в результате практически исключают на низкой частоте ток утечки на корпус.2. The method of reducing capacitive leakage currents according to claim 1, characterized in that they generate a signal proportional to the voltage between one of these nodes and the housing, feed it to the input of a push-pull amplifier, the power of which is provided using a bridge rectifier, the input of which is connected to the network lines filter at the connection points of the capacitors of this link, the output current of the push-pull amplifier, while recharging the capacitors, control the voltage of this node and through the decoupling high-frequency chokes the voltage of the nodes their filter links in such a way as to reduce to zero the low-frequency signal at the amplifier input, and hence the low-frequency voltage between the housing and filter nodes, and as a result, leakage current to the housing is practically eliminated at a low frequency.
RU2007123205/09A 2007-06-20 2007-06-20 Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference RU2342758C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123205/09A RU2342758C1 (en) 2007-06-20 2007-06-20 Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123205/09A RU2342758C1 (en) 2007-06-20 2007-06-20 Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2342758C1 true RU2342758C1 (en) 2008-12-27

Family

ID=40377006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123205/09A RU2342758C1 (en) 2007-06-20 2007-06-20 Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2342758C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746260C1 (en) * 2020-10-08 2021-04-12 Илья Николаевич Джус Capacitor battery-filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746260C1 (en) * 2020-10-08 2021-04-12 Илья Николаевич Джус Capacitor battery-filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106464125B (en) Active filter device and circuit arrangement including active filter device
Wang et al. Analysis and applications of parasitic capacitance cancellation techniques for EMI suppression
CN105445524B (en) DCR electric currents induction in four switch lifting volage current transformers
CN102844975B (en) Leakage current reduces device
Wang et al. Common-mode noise reduction for power factor correction circuit with parasitic capacitance cancellation
CN103608687A (en) Noise sensor
CN103986318B (en) The method for reducing common mode current
WO2004001927A2 (en) Active emi filter
TW201438387A (en) Filter device, power converter and common mode noises suppression method
JPH10512063A (en) Damped EMI input filter for power factor correction circuit
CN101902044B (en) Harmonic filter
CN104079081B (en) Mode of resonance contactless power supply device and integrated circuit
US9835666B2 (en) Noise detection circuit
US20210313966A1 (en) Active electromagnetic interference (emi) filter for common-mode emi reduction
KR20050078537A (en) Electro magnetic interference filter
RU2342758C1 (en) Method of reducing capacitive enclosure leakage currents on power-line filters of radio interference
CN113315394A (en) Control circuit and AC/DC power supply using same
US9264028B2 (en) Zero crossing detector using current mode approach
Sirat et al. Design Guidelines for Shield-Less PCB-Based Rogowski Coil Sensors With Passive Offset Compensation for Switching Current Measurement
RU131540U1 (en) ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY FILTER
RU68209U1 (en) RADIO INTERFERENCE NETWORK FILTER WITH COMPENSATION OF CAPACITY LEAKAGE CURRENTS
CN115425837A (en) Auxiliary winding type common mode conduction electromagnetic interference reverse cancellation circuit based on Boost inductance
CN113330675B (en) Switching unit device and method for reducing radio noise voltage by the same
RU2343630C1 (en) Method of suppressing non-symmetrical conducted noise
JPH03145929A (en) Inverter apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090621