RU2668990C1 - High-frequency choke - Google Patents
High-frequency choke Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668990C1 RU2668990C1 RU2017111085A RU2017111085A RU2668990C1 RU 2668990 C1 RU2668990 C1 RU 2668990C1 RU 2017111085 A RU2017111085 A RU 2017111085A RU 2017111085 A RU2017111085 A RU 2017111085A RU 2668990 C1 RU2668990 C1 RU 2668990C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- layers
- cups
- layer
- winding
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F17/06—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, к разделу «Моточные изделия».The invention relates to electrical engineering, to the section "Winding products".
Известны дроссели в цепях с большими токами нагрузки, которые нашли широкое применение. Однако недостатком их являются сбои в работе при превышении номинальной частоты питающего напряжения.Known chokes in circuits with large load currents, which are widely used. However, their disadvantage is malfunctions when the nominal frequency of the supply voltage is exceeded.
Цель изобретения: достичь надежной работы дросселя при многократном увеличении по сравнению с номинальной частоты питающего напряжения.The purpose of the invention: to achieve reliable operation of the inductor with a multiple increase compared to the nominal frequency of the supply voltage.
Сущность изобретения: заявленная цель достигается путем снижения величины индуктивности рассеяния и активных потерь в дросселе за счет использования в его конструкции:The inventive objective is achieved by reducing the magnitude of the leakage inductance and active losses in the inductor due to the use in its design:
- пилообразной обмотки на каркасе в соответствии с прототипом «Катушка индуктивности» (патент RU 2006084 С1);- sawtooth winding on the frame in accordance with the prototype "Inductor" (patent RU 2006084 C1);
- сердечника в виде тороидального многослойного магнитопровода, состоящего из отдельных слоев с одинаковой минимальной толщиной каждого слоя из магнитомягкого материала с наибольшей максимальной индукцией и узкой петлей гистерезиса;- a core in the form of a toroidal multilayer magnetic circuit, consisting of separate layers with the same minimum thickness of each layer of soft magnetic material with the largest maximum induction and a narrow hysteresis loop;
- магнитопроводящих шунтов над воздушными зазорами каждого слоя из магнитомягкого материала с максимальной начальной магнитной проницаемостью.- magnetic shunts above the air gaps of each layer of magnetically soft material with a maximum initial magnetic permeability.
Известные дроссели с единым тороидальным сердечником без магнитопроводящих шунтов над существующими в нем зазорами не могут служить для этой цели вследствие возникающих больших активных потерь и индуктивности рассеяния уже в самом сердечнике дросселя.Known chokes with a single toroidal core without magnetic shunts above the gaps existing in it cannot serve for this purpose due to large active losses and dissipation inductance already in the choke core itself.
Те же дроссели не могут служить для этой цели в случаях, если:The same chokes cannot serve for this purpose if:
- на каркасе дросселя обычная рядовая намотка (из-за большой индуктивности рассеяния и больших емкостных связей между витками обмотки);- on the throttle frame, ordinary ordinary winding (due to the large scattering inductance and large capacitive connections between the winding turns);
- магнитная система в дросселе разомкнута (из-за большой индуктивности рассеяния в ней);- the magnetic system in the inductor is open (due to the large scattering inductance in it);
- магнитная систем замкнута, но при этом не совпадают по периметру положения начала и конца обмотки (из-за большой индуктивности рассеяния в обмотке);- the magnetic systems are closed, but they do not coincide along the perimeter of the position of the beginning and end of the winding (due to the large scattering inductance in the winding);
- в соответствии с прототипом намотка пилообразная на каркасе с единым тороидальным сердечником (из-за больших потерь в сердечнике, см. выше).- in accordance with the prototype, the sawtooth winding on a frame with a single toroidal core (due to large losses in the core, see above).
На фиг. 1 изображен предлагаемый высокочастотный дроссель и его разрез. На фиг. 2 - развертка пилообразной части обмотки с 9-ю витками в ней, в два обхода. На фиг. 3-то же с 18-ю витками, в одиннадцать обходов.In FIG. 1 shows the proposed high-frequency inductor and its section. In FIG. 2 - development of the sawtooth part of the winding with 9 turns in it, in two rounds. In FIG. 3 same with 18 turns, in eleven rounds.
Конструкция дросселя внутри каркаса может быть выполнена с любым количеством слоев в магнитопроводе, с одинаковой минимальной толщиной каждого слоя, с изоляцией их от обмотки на каркасе и друг от друга. Количество воздушных зазоров в каждом слое одинаково и может быть любым. В качестве слоя может быть взят любой витой сердечник, отвечающий; выше указанным техническим требованиям, либо плоский сердечник или магнитопроводящий провод, все с теми же техническими характеристиками. Сущность изобретения от этого не меняется.The design of the inductor inside the frame can be performed with any number of layers in the magnetic circuit, with the same minimum thickness of each layer, with isolation from the winding on the frame and from each other. The number of air gaps in each layer is the same and can be any. As a layer, any twisted core that can be taken can be taken; the above technical requirements, either a flat core or a magnetically conductive wire, all with the same technical specifications. The invention does not change from this.
Конструкция дросселя содержит: каркас из двух половин 1 с пилообразной обмоткой на нем, чашки тороидальные 2 из изоляционного материала, прокладки 3 из прессшпана (электрокартона) сверху в каждой чашке, шайбы изоляционные 4 между соседними чашками, прокладку (замок) 5 из прессшпана в стыке между верхней и нижней половиной каркаса, магнитопроводящий слой 6 внутри чашек, магнитопроводящие шунты 7 внутри окон над воздушными зазорами в слоях, тонкую изоляцию 8 между шунтами и слоями магнитопроводов, прижимные вкладыши 9 из текстолита в окнах над шунтами, стакан (экран) 10, основание 11, крышку (заглушку) 12.The design of the throttle contains: a frame of two
Конструктивно в каркасе четное количество чашек, поровну в верхней и нижней половине каркаса. Все слои, находящиеся в чашках, разбиты на пары, верхний и нижний слой в каждой паре.Structurally, the even number of cups in the frame is even in the upper and lower half of the frame. All layers in the cups are divided into pairs, the upper and lower layers in each pair.
При закладке чашек в собранном виде вовнутрь каркаса для сохранения фиксированного порядка взаимного расположения воздушных зазоров в каждом слое по отношению к зазорам в других слоях на наружных стенках чашек в диаметрально противоположных их краях сделаны вертикальные выступы, которые при вкладывании чашек донышком вовнутрь каждой половины каркаса попадают в пазы, сделанные на том же уровне внутри стенок половин каркаса. На каждой чашке поставлена одна из пометок: Вв, Вн, Нв, Нн, где В и Н указывают принадлежность чашки к одной из половин каркаса: верхний с меткой «В» или нижний с меткой «Н». Индекс «в» означает, что чашка должна находиться внутри каркаса выше чашки с индексом «н».When laying cups assembled inside the frame to maintain a fixed order of relative position of the air gaps in each layer with respect to the gaps in the other layers, vertical protrusions are made on the outer walls of the cups at diametrically opposite edges, which, when the cups are inserted with the bottom inside each half of the frame, fall into grooves made at the same level inside the walls of the halves of the frame. Each cup is marked with one of the marks: BB, BH, HB, HH, where B and H indicate that the cup belongs to one of the half of the frame: the top with the mark “B” or the bottom with the mark “H”. The index “c” means that the cup should be inside the frame above the cup with the index “n”.
Для создания выбранного положения воздушных зазоров в слоях в каждой из чашек проведена разметка в виде нанесения рисок на дне чашек и выше - на гранях их стенок в виде насечек:To create the selected position of the air gaps in the layers in each of the cups, marking was carried out in the form of marking on the bottom of the cups and above - on the faces of their walls in the form of notches:
- воздушного зазора первоначального в чашках Вв и Нв на уровне выступа чашки (на фиг. 1 - справа), в проекции совпадающего с выступом каркаса 13, снизу выходящего через прорезь в стакане на уровень начала и конца обмотки (Н.К.) на каркасе;- the initial air gap in the cups BB and HB at the level of the protrusion of the cup (on the right in Fig. 1), in the projection of the
- остальных воздушных зазоров в чашках Вв и Нв, начиная от риски первоначального воздушного зазора, с равномерным нанесением с интервалом, определяемым по количеству зазоров в слое, при обходе по периметру против часовой стрелки для чашек Вв и по часовой стрелке - для чашек Нв;- the remaining air gaps in cups BB and HB, starting from the risks of the initial air gap, with a uniform application at intervals determined by the number of gaps in the layer, when circumambulating around the perimeter counterclockwise for cups BB and clockwise for cups HB;
- воздушных зазоров в чашках Вн и Нн со сдвигом в пол-интервала по отношению к рискам в чашках Вв и Нв при обходе по периметру против часовой стрелки для чашек Вн и по часовой - для чашек Нн;- air gaps in cups HH and HH with a shift of half the interval in relation to the risks in cups HV and Hv when circumvented around the perimeter counterclockwise for cups HH and clockwise for cups HH;
- диаметральных рисок, определяющих границы окон внутри чашек, с отступлением на два с половиной миллиметра (2,5 мм) в противоположные стороны от рисок воздушных зазоров.- diametric notches that define the boundaries of the windows inside the cups, with a retreat of two and a half millimeters (2.5 mm) in opposite directions from the marks of air gaps.
Последующие операции:Subsequent operations:
- вырезка окон внутри чашек с незначительным задиром их стенок и на том же уровне - в заложенных в чашках прокладках 3;- cutting windows inside the cups with a slight scuffing of their walls and at the same level - in the
- выполнение в промежутках между окнами в донышках чашек и в частях прокладок 3 тонких сквозных отверстий;- the implementation in the intervals between the windows in the bottoms of the cups and in the parts of the
- закладывание магнитопроводящего слоя вовнутрь каждой чашки без зажима со стороны ее стенок;- laying a magnetic layer inside each cup without clamping from the side of its walls;
- закрепление слоев в чашках изоляционным клеем через отверстия в чашках и в частях прокладок 3;- fixing the layers in the cups with insulating adhesive through the holes in the cups and in the parts of the
- напыление изоляции в окнах снизу чашек и сверху, со стороны частей прокладок 3 толщиной примерно с величину воздушного зазора;- spraying insulation in the windows from the bottom of the cups and from above, from the side of the parts of the
- выполнение операции по созданию воздушных зазоров в слоях с использованием насечек на гранях стенок чашек;- the operation to create air gaps in the layers using notches on the faces of the walls of the cups;
- закладывание в окна над и под слоями в чашках магнитопроводящих полосок (шунтов) толщиной в десятые доли миллиметра с одновременным их прижимом прижимными вкладышами 9. Перед закладыванием полосок на каждой полоске (шунте) должна стоять «МЕТКА» направления поля остаточного намагничивания (для витого сердечника-заготовки оно совпадает с направлением намотки), переносимого с заготовки, которое должно совпасть при закладывании с направлением магнитных потоков в слоях магнитопровода. При вырезке полосок снимают заусенцы, полоски, вырезанные из ленты витого сердечника, помещают в окна выгнутой стороной вниз;- laying in the windows above and below the layers in the cups of magnetic conductive strips (shunts) with a thickness of tenths of a millimeter while pressing them together with
- после помещения в собранном виде чашек 2 вместе с изоляционными шайбами 4 между ними на свои места в половинах каркаса производится сочленение половин каркаса с помощью прокладки 5, имеющей те же выступы и на том же уровне, что и у чашек с толщиной, позволяющей входить одновременно в пазы верхней и нижней половины каркаса;- after placing the assembled
- помещение каркаса с намотанной на нем обмоткой в стакан 10, который скрепляется с основанием 11 через крепежные отверстия 14;- placing the frame with the winding wound on it in a glass 10, which is fastened to the
- заполнение всей конструкции компаундом через открытую заглушку 12. При наличии небольшого воздушного промежутка 15 внутри стакана сверху каркаса - заполнение полное.- filling the entire structure with a compound through the
Дроссель с 9-ю витками однослойной пилообразной обмотки с двумя обходами намотки (такой дроссель обладает наибольшей индуктивностью среди вариантов с малым количеством витков пилообразной обмотки). Полный оборот витка на каркасе - 80 градусов. Четыре слоя магнитопровода. В каждом слое - три воздушных зазора величиной от 10 до 20 мкм.A choke with 9 turns of a single-layer sawtooth winding with two rounds of winding (such a choke has the highest inductance among options with a small number of turns of a sawtooth winding). A full revolution of the coil on the frame is 80 degrees. Four layers of the magnetic circuit. In each layer there are three air gaps from 10 to 20 microns in size.
Для создания выбранного положения воздушных зазоров в слоях, производимых по линиям витков в обмотке, произведена разметка по рискам внутри чашек. Первоначально были получены крайние точки рисок после намотки витков обмотки на каркас с нанесением следа обмотки на каркасе. Далее, поочередно вставляется каждая чашка донышком вовнутрь в свою половину каркаса с закреплением в ней и проделыванием тонких сквозных отверстий в каркасе и донышке чашки. Сверление производится сверху с обоих краев каркаса по линиям половин выбранных витков в определенных точках, получаемых при отступлении от краев на величину толщины стенки каркаса и стенки чашки. Последовательность и вид обработки в чашках вплоть до полной сборки дросселя - смотри выше. Выполнение воздушных зазоров:To create the selected position of the air gaps in the layers produced along the lines of turns in the winding, risk marking is performed inside the cups. Initially, the extreme points of the marks were obtained after winding the turns of the winding on the frame with a trace of the winding on the frame. Further, each cup is inserted in turn with the bottom inward in its half of the frame with fixing in it and making thin through holes in the frame and bottom of the cup. Drilling is performed from above from both edges of the frame along the lines of the halves of the selected turns at certain points obtained by deviating from the edges by the thickness of the frame wall and the cup wall. The sequence and type of processing in the cups up to the complete assembly of the throttle - see above. Air clearance:
- для слоя в чашке Вв - по месту расположения верхней половины витков 1, 4, 7;- for the layer in the cup BB - at the location of the upper half of the
- для слоя в чашке Нн - по месту расположения нижней половины витков 1, 4, 7;- for the layer in the cup Nn - at the location of the lower half of the
- для слоя в чашке Вн - по месту расположения верхней половины витков 3, 6, 9;- for the layer in the cup Vn - at the location of the upper half of the
- для слоя в чашке Нв - по месту расположения нижней половины витков 3, 6, 9.- for the layer in the HB cup - at the location of the lower half of
Витки для размещения зазоров в слоях выбраны таким образом, что при данной конструкции закрепления чашек в каркасе и при определенном порядке закладки их в каркас получается фиксированное равномерное распределение зазоров в каждом слое со сдвигом на половину получаемого интервала по отношению к воздушным зазорам в соседних с ним слоях.The coils for placing the gaps in the layers are selected in such a way that with this design of fixing the cups in the frame and with a certain order of laying them in the frame, a fixed uniform distribution of the gaps in each layer is obtained with a shift by half of the obtained interval with respect to the air gaps in the adjacent layers .
Магнитопроводящие шунты над воздушными зазорами с минимальной толщиной изоляции между ними и слоями магнитопровода при косообразном разделении слоя позволяют сохранить при оптимальном уровне общую магнитную проницаемость слоев и шунтировать излишние потоки рассеяния в слоях.Magnetic conductive shunts over air gaps with a minimum insulation thickness between them and the layers of the magnetic circuit with oblique separation of the layer can maintain the optimal magnetic permeability of the layers at an optimum level and bypass excessive scattering fluxes in the layers.
Дроссель с 18-ю витками однослойной пилообразной обмотки в одиннадцать обходов намотки.Inductor with 18 turns of a single-layer sawtooth winding in eleven rounds of winding.
Поскольку расстояние между соседними витками в торцевой части каркаса должно сохраняться оптимальным (из-за жесткости требований при наличии межвитковой емкости), размер каркаса по диаметру дросселя с 18-ю витками должен быть в два раза больше, чем у дросселя с 9-ю витками.Since the distance between adjacent turns in the end part of the frame should be kept optimal (due to the stringency of requirements in the presence of inter-turn capacitance), the size of the frame along the diameter of an 18-turn throttle should be twice as large as that of a 9-turn throttle.
Полный оборот витка на каркасе - 220 градусов. Восемь слоев магнитопровода. В каждом слое три воздушных зазора величиной от 10 до 20 мкм. Выполнение воздушных зазоров идентично - по рискам в чашках, проводимых по диаметральным линиям:A full revolution of the coil on the frame is 220 degrees. Eight layers of the magnetic circuit. In each layer there are three air gaps with a size of 10 to 20 microns. The performance of the air gaps is identical - according to the risks in the cups held along the diametrical lines:
- для верхних слоев в чашках Вв и Нв с интервалом в 120°, первоначального зазора - по риске на месте выступа чашки на уровне Н. К. (на фиг. 1 - справа, см. ниже);- for the upper layers in the cups BB and HB with an interval of 120 °, the initial clearance is at risk at the place of the protrusion of the cup at the level of N. K. (in Fig. 1 - to the right, see below);
- для нижних слоев в чашках Вн и Нн - по рискам со сдвигом на 60° по отношению к рискам в чашках Вв и Нв.- for the lower layers in the cups HV and HN - for risks with a shift of 60 ° relative to the risks in the cups HV and HB.
Разметка рисок при обходе по периметру для чашек Вв и Вн - против часовой стрелки, для чашек Нв и Нн - по часовой стрелке.The marking of the grooves when going around the perimeter for cups BB and BH is counterclockwise, for cups HB and Hn, clockwise.
Дальнейший вид обработки в чашках смотри выше.For further processing in cups see above.
Все приведенные в тексте виды материалов и размеры близки к конструктивно наиболее приемлемым и могут быть уточнены при сборке и отладке дросселя.All types of materials and sizes given in the text are close to the most constructively acceptable and can be specified during assembly and debugging of the throttle.
Существенное отличие конструкции предлагаемого дросселя от конструкции всех штатных дросселей снаружи и внутри каркаса дросселя позволяет ожидать надежную его работу при многократном увеличении номинальной частоты питающего напряжения.A significant difference between the design of the proposed inductor from the design of all standard inductors outside and inside the inductor frame allows us to expect reliable operation with a multiple increase in the nominal frequency of the supply voltage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111085A RU2668990C1 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | High-frequency choke |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111085A RU2668990C1 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | High-frequency choke |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2668990C1 true RU2668990C1 (en) | 2018-10-05 |
Family
ID=63798435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017111085A RU2668990C1 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | High-frequency choke |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2668990C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU375691A1 (en) * | 1971-05-17 | 1973-03-23 | INDUCTOR | |
SU1517069A1 (en) * | 1987-07-07 | 1989-10-23 | Алма-Атинский Энергетический Институт | Toroidal induction element |
US4964013A (en) * | 1988-09-28 | 1990-10-16 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Electric noise absorber |
RU2006084C1 (en) * | 1992-04-09 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский институт "Дельфин" | Inductance coil |
RU96286U1 (en) * | 2010-03-03 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Inductance coil made on a toroidal magnet wire with a heat sink |
-
2017
- 2017-04-04 RU RU2017111085A patent/RU2668990C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU375691A1 (en) * | 1971-05-17 | 1973-03-23 | INDUCTOR | |
SU1517069A1 (en) * | 1987-07-07 | 1989-10-23 | Алма-Атинский Энергетический Институт | Toroidal induction element |
US4964013A (en) * | 1988-09-28 | 1990-10-16 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Electric noise absorber |
RU2006084C1 (en) * | 1992-04-09 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский институт "Дельфин" | Inductance coil |
RU96286U1 (en) * | 2010-03-03 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Inductance coil made on a toroidal magnet wire with a heat sink |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7056016B2 (en) | Coil parts | |
US8508144B2 (en) | Power supply and display device including the same | |
TWI637410B (en) | Transformer | |
US20240087797A1 (en) | Inductive device | |
WO2012001398A2 (en) | Improvements in planar transformers | |
US20170194088A1 (en) | Isolation Transformer Topology | |
JP4794999B2 (en) | Lightning proof type low voltage insulation transformer | |
US20160141088A1 (en) | Magnetic component | |
US9666355B1 (en) | Common mode inductor assembly with magnetic I bar defined leakage path | |
JPWO2015111743A1 (en) | Transformer, power supply device, and method of manufacturing transformer | |
US20210193368A1 (en) | Power transformer and method for manufacturing the same | |
JP3199676U (en) | Twin-shaft type thin bobbin improved structure | |
US20150287524A1 (en) | Transformer | |
US3083930A (en) | Winding form | |
RU2668990C1 (en) | High-frequency choke | |
US9373440B2 (en) | Composite transformer with a longer creepage distance | |
US20140300440A1 (en) | Inductor gap spacer | |
KR20150144261A (en) | Transformer and power supply unit including the same | |
KR101610337B1 (en) | Coil component and manufacturing method there of | |
RU2668213C1 (en) | High-frequency transformer | |
US9672974B2 (en) | Magnetic component and power transfer device | |
Quilici | Embedded magnetic power transformer | |
WO2014063648A1 (en) | High pressure resistant transformer | |
US20160233020A1 (en) | Transformer | |
CN205582703U (en) | High withstand -voltage transformer |