Сетевой помехоподавляющий фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6764 9) 51)5 Н 02 М 1/12 ЛИС ИЕ ЗС) РЕТ К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬ ТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Московский государственный проектный институт и Московский институт электронного машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 1615846, кл. Н 02 М 1/12, 1990.(57) Использование; изобретение можетбыть использовано в радиоэлектронике,особенно при необходимости обеспеченияэлектромагнитной совместимости радиоэлектронных средств при решении задачфильтрации вводов сетей питания в экранированные сооружения и защиты их от электромагнитных полей помех. Сущностьизобретения: в устройстве используютсясегнетокерамические пластины 5, которыеобеспечивают подкл ючение значительнойемкости к индуктивному элементу (токопроводящей спирали) 2 в традиционнойС-схеме фильтра нижних частот, Чередование сегнетокерамических пластин 5 с пластинами магнитодиэлектрика 6, обладающего магнитными потерями, позволяет не ухудшить характеристики затухания в высокочастотной части подавляемого диапазона.Наличие внешнего экрана 4 защищает устройство от помех, распространяющихся по эфиру. Конструкция устройства представляет собой магнитодиэлектрический стержень 1 из магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала с намотанной на него токопроводящей спиралью 2, витки которой зашунтированы слоем резистивного материала 3, который помещен с зазором во внешнюю металлическую трубу 4 цилиндрической формы. Зазор по всей его длине заполнен периодически чередующимися (/) пластинами из сегнетокарамики 5 и магнитодиэлектрика 6. Устройство обеспечивает расширение диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля за счет увеличения эквивалентной распределенной емкости между трубкой 4 и спи- д ралью 2 при неизменных его габаритных размерах. 1 ил. (;Ь45 50 Изобретение относится к радиоэлектронике; в частности к технике обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств(РЭС) при решении задач фильтрации вводов сетей питания в экранированные сооружения, камеры, корпуса РЭС и защиты их от электромагнитных полей помех(ЭМПП), и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт,св. М 1615846.Известен сетевой помехоподавляющий фильтр, содержащий внешнюю металлическую трубку цилиндрической формы, внутри которой аксиально с ней установлена токо- проводящая спираль, витки которой соединены слоем резистивного материала.Зазор между металлической трубкой цилиндрической формы и образующей токо- проводящей спирали, а также пространствовнутри спирали заполнены магнитным радиопоглощающим неэлектропроводным материалом.Недостатком сетевого фильтра является его относительная узкополосность, заключающаяся в малых значениях вносимого затухания в относительно низкочастотном диапазоне при приемлемых габаритных размерах.Цель дополнительного изобретения - расширение диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля в низкочастотную область за счет увеличения эквивалентной распределенной емкости "междувнешней металлической трубкой цилийдричеСкой формы и токопроводящей спиралью принеизменных габаритных раз мерахустройства,Поставленная цель дости;ается благодарятому, что в сетевом помехоподавляющем фильтрепо авт.св. М 1615846 в зазоре мейду внешней металлической трубкой цилйндрической формы и токопроводящей спиралью по всей их длине установлены пластины сегнетокерамики и магнитодиэлектрика, чередующиеся по образующей токопроводящей спирали,К существенным признакам предлагаемого технического решения относится наличие внешней металлической трубки цилиндрической формы; токопроводящей спирали; магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала, заполняющего пространства внутри фильтра; слой резистивного материала (с оптимальным поверхностным сопротивлением), шунтирующего витки токоп роводящей спирали, пластин сегнетокерамики,Первые четыре признака сходны с признаками известного устройства, Последний из приведенных существенных признаков 5 10 15 20 25 30 35 40 является отличительным от известных технических решений. Эффект расширения диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля в низкочастотную область достигается благодаря совокупности всех перечисленных признаков. Так, слой резистивного материала, шунтирующий витки токопроводящей спирали, обладая оптимальным поверхностным сопротивлением, зависящим от частоты ЭМПП, геометрических размеров конструкции фильтра и электромагнитных характеристик магнитного радиопоглощающего неэлектрдпроводного материала, обеспечивает наибольшее затухание (заданное) на частотах, больших некоторой частоты ЭМПП, где диссипативные потери максимальны. Последовательно чередующиеся пластины сегнетокерамики и магнитодиэлектрика, располагаясь между металлической трубкой цилиндрической формы и токопроводящей спиралью, увеличивают длину электромагнитной волны, распространяющейся в предлагаемом техническом устройстве (как электродинамической системе), пропорционально их электрическим и магнитным характеристикам соответственно, т,е, увеличивают замедление электромагнитной волны ЭМПП, что эквивалентно увеличению пути распространения ЭМПП и, следовательно, более эффективной его диссипации,На чертеже представлена изометрия с разрезом одного из вариантов сетевого помехоподавляющего фильтра.Сетевой помехоподавляющий фильтр, содержит магнитодиэлектрический стержень 1 из магнитного радиопоглощающего неэлектропроводного материала, на который намотана токопроводящая спираль 2 с шагом, превышающим диаметр или поперечное сечение проволоки токопроводящей спирали 2, Пространство между витками токопроводящей спирали заполнено слоем резистивного материала 3.Магнитодиэлектрический стержень 1 с намотанной на него токопроводящей спиралью 2, витки которой шунтированы слоем резистивного материала 3, помещен с зазором во внешнюю металлическую трубку 4 цилиндрической формы, Упомянутый зазор по всей его длине заполнен периодически чередующимися пластинами из сегнетокерамики 5 и магнитодиэлектрика 6.Пропускание силового тока через предлагаемый фильтр осуществляется традиционными методами посредством либо омического включения питаемой нагрузки между токопроводящей спиралью 2 и внешней металлической трубкой 4 цилиндриче1767644 Составитель И,КузьминаТехред М,Моргентал Корректор М.Керецман Редактор Т.Федотов Заказ 3556 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 45 Произеодстеенно-издателаскид комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101/1ской формы, при условии, что внешняя металлическая трубка 4 соединена с металлическим, предварительно заземленным, экранированным помещением (корпусом РЭС), либо использования двух фильтров, когда питаемая нагрузка (РЭС) подключается внутри экранированного объема к двум концам токонесущих токопроводящих спиралей 2 двух фильтров, корпуса - внешние металлические трубки 4 которых соединены с оболочкой экранированного объема.Предложенное устройство работает следующим образом.Силовой ток промышленной частоты течет по токопроводящей спирали 2, активное сопротивление которой мало и определяется сечением провода спирали. Индуктивное сопротивлениетокопроводящей спирали на промышленной частоте 50 Гц также пренебрежимо мало вследствие низкой частоты пропускаемого тока, Таким образом, падение напряжения и потери передаваемой мощности силового тока на предлагаемом фильтре незначительны,Протекание по токопроводящей спирали 2 тока нежелательного высокочастотного сигнала приводит к возникновению разности потенциалов на соседних витках вдоль образующей спирали вследствие разности фаз сигнала в этих точках, Причем разность фаз, а следовательно и разности потенциалов в этих точках, увеличивается с ростом частоты. При этом с ростом частоты все большая часть высокочастотного тока ЭМПП протекает по слою резистивного материала 3, омически соединяющего витки токопроводящей спирали 2.Таким образом, происходит диссипация энергии ЭМПП или, другими словами, -затухание высокочастотного сигнала, эффективность которого увеличивается вследствие значительно большей по сравнению с прототипом распределенной емкости филь тра, "включенной" параллельно его индуктивному элементу - токопроводящей спирали 2. Эта емкость определяется относительной электрической проницаемостью сегнетокерамических пластин 5 и их толщи ной. Поэтому, изменяя эти величины, можноварьировать величиной емкости, иподключенной" параллельно индуктивности - спирали 2, как в классической схеме фильтра нижних частот, получая при этом различные 15 "частоты среза" сетевого фильтра. Подавление ЭМПП в верхней части частотного диапазона происходит не только за счет диссипативных потерь в слое резистивного материала 3, но и за счет затухания поля 20 помехи в магнитодиэлектрике 6, обладающем магнитными потерями. Таким образом, использование предложенного технического решения при одинаковых с прототипом габаритных размерах позволяет решить по ставленную задачу, т.е, значительно расширить диапазон частот подавления нежелательного высокочастотного поля,Формула изобретения Сетевой помехоподавляющий фильтр 30 по авт.св, ЛЬ 1615846, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона частот подавления нежелательного высокочастотного поля, в зазоре между внешней металлической трубкой цилиндрической 35 формы и токопроводящей спиралью по всейих длине установлены пластины сегнетокерамики и магнитодиэлектрика, чередующиеся по образующей токопроводящей спирали.