Помехозащитная трансформаторная вставка

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК 168487 НИЯ В 0 с, 00 ние помеия степмех.ципиальна рматорно вторично хо- ени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО КОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Высшее техническое учебное заведение(56) Сборник тезисов докладов ВСНТК "Помехи в цифровой технике - 86". - Паланга,1986,Авторское свидетельство СССРМ 1524139, кл. Н 02 М 3/335. 1987.(54) ПОМЕХОЗАЩИТНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ВСТАВКА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствахдля электропитания цифровых технческихсредств при их работе в условиях помех Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах для электропитания высокочувствительного и быстродействующего электрооборудования, преимущественно цифровых технических средств, а также для защиты от внешних помех как потребителей, так и сетей электропитания преобразовательной техники и других систем энергетической электрики, применяемых преимущественно в сетях с изолированной централью. Цель изобретения - повыше ащищенности за счет повыше одавления несимметричных поНа фиг. 1 изображена прин хема помехоэащитной трансф ставки; на фиг, 2 - проводни 5 у)5 Н 02 М 3/335, Н О 1 питающей сети. Цель изобретения - повышение помехозащищенности за счет повышения степени подавления несимметричных помех. Вставка состоит из двух трансформаторов 8 и 9, у которых вторичная обмотка трансформатора 8 и первичная трансформатора 9 соединены через фильтры 6 и 7, Указанные обмотки выполнены из многослойных полосковых линий с распределенными элементами для подавления помех. Элементы для защиты от несимметричных помех соединены с металлом экранирующих обьемов 1, 2 и с общей шиной 5. Фильтры 6 и 7 обеспечивают помехозащитные свойства для симметричных и отчасти несимметричных помех 2 3 п,ф-лы, 2 и обмотки первого или первичной обмотки второго трансформаторов, сечение.Помехозащитная трансформаторная вставка содержит первый 1 и второй 2 обьемы в металлических экранах 3 и 4, соедине; ные с общей шиной 5. В укаэанных обь мах размещены первый 6 и второй 7 фильтры, первый 8 и второй 9 трансформаторы, причем первичная обмотка 10 первого 8 и вторичная обмотка 11 второго 9 трансформаторов подключены к входным выводам для подключения источника 12 электроэнергии и выходным выводам для подключения нагрузки 13, выводы 14 и 15 вторичной обмотки первого трансформатора 8 соединены с выводами 16 и 17 первичной обмотки второго трансформатора 9 через первый 6 и второй 7 фильтры, В соот 168487710 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ветствующих экранированных металлом объемах 1 и 2 размещены первый 18 и второй 19 конденсаторы. Каждая из вторичных обмоток с выводами 14 и 15 первого 8 и первичная обмотка с выводами 16 и 17 второго 9 трансформаторов выполнены в виде полосковых линий, внутренние полоски которых(20 - у первого трансформатора 8 и 21 - у второго трансформатора 9) являются проводниками электроэнергии в указанных обмотках. Наружные полоски 22 и 23 у первого трансформатора 8 и 24 и 25 у второго трансформатора 9 полосковых линий выполнены двухслойными с внутренними слоями 26 и 27 у первого трансформатора 8 и 28 и 29 у второго трансформатора 9 иэ материала с высокой магнитной проницаемостью, причем наружные полоски 22 и 23 у одного вывода 14 вторичной обмотки первого трансформатора 8 через соединение 30 подключены к первой обкладке 31 первого конденсатора 18, наружные полоски 22 и 23 у другого вывода 15 вторичной обмотки первого трансформатора 8 через соединение 32 подключены к металлическому экрану 3 первого объема 1, наружные полоски 24 и 25 у одного вывода 16 первичной обмотки второго трансформатора 9 через соединение 33 подключены к металлическому экрану 4 второго объема 2, наружные полоски 24 и 25 у другого вывода 17 первичной обмотки второго трансформатора 9 через соединение 34 подключены к первой обкладке 35 второго конденсатора 19. Вторые обкладки 36 и 37 первого 18 и второго 19 конденсаторов раздельно подключены к металлическим экранам 3 и 4 соответствующих объемов 1 и 2, Первый трансформатор 8 выполнен понижающим. Внутренние полоски 20 и 21 полосковых линий выполнены многослойными, содержащими по меньшей мере пять послойно расположенных элементов 38-44 (фиг. 2), из которых два внешних 38 (40) и 39 (41) на фиг. 2 выполнены в виде полоски из материала с малым удельным сопротивлением и являются проводниками электрической энергии в указанных обмотках трансформаторов. Внутренний элемент 42 (43) - токопроводящий, а элементы изоляции 44, расположенные между внутренним 42 (43) и внешними 38 (39) и 40 (41) элементами выполнены в виде полосок из изоляционного материала с высокой диэлектрической проницаемостью, причем токопроводящий элемент 42 (43) на одном из соответствующих концов 45 (46) соединен с металлическим экраном 3 соответствующего экранированного объема(2). На фиг. 2 дополнительно показаны наружные полоски из слоев 26 и 27, причем слой 27 выполнен из материала с большой магнитной проницаемостью. а также изоляция 44 полосковой линии, Внутренний токопроводящий элемент (42 и 43 на фиг. 1) в одном из вариантов может быть выполнен по меньшей мере из трех слоев, причем внешние слои указанного элемента 42 (43) - токопроводящие, а внутренний - выполнен из материала с большой магнитной проницаемостью и большими потерями на высоких частотах, причем оба указанных внешних слоя на одном из одноименных концов соединены (соединения выполнены соответственно в точке 45 и 46 на фиг. 1 для первого 8 и второго 9 трансформаторов) с металлическим экраном (3 или 4 на фиг. 1) соответствующего объема (1 или 2 на фиг, 1),Два внешних элемента 38 и 39 или 40 и 41 внутренних полосок 20 и 21 полосковых линий в каждом трансформаторе 8 или 9 соединены последовательно и согласно, а точка их соединения(41 - для первого трансформатора 8 и 48 - для второго трансформатора 9) соединена с экранами 3 и 4 соответствующего объема 1 или 2, причем дополнительно исключено соединение любого из выводов первого 6 и второго 7 фильтров с экранами 3 или 4 соответствующего объема 1 или 2,Помехозащитная трансформаторная вставка работает следующим образом.Электроэнергия от входных выводов источник: 12 переменного тока поступает на первичную 10 обмотку первого трансформатора 8, трансформируется на внешние слои 38 и 39 внутренней полоски 20 вторичной обмотки, передается на ее выводы 14 и 15, далее через фильтры 6 и 7 на выводы 16 и 17 внешних слоев 40 и 41 внутренней полоски 21 первичной обмотки второго трансформатора 9, трансформируется во вторичную обмотку 11 и подводится к выходным выводам 13, Симметричные помехи распространяются по тому же пути, что и поток электроэнергии, ослабляясь при этом элементами первого 6 и второго 7 фильтров, которые работают эффективно благодаря выполнению первого трансформатора понижающим. По отношению к несимметричным помехам помехозащитные свойства обеспечиваются за счет того, что помехи при распространении от цепей источника 12 первоначально достигают наружных полос 22 и 23 полосковой линии вторичной обмотки первого трансформатора 7 и непосредственно через соединение 32 или через соединение 30 и первый конденсатор 18 стекают через экран 3 объема 1 на общую шину 5. Подобный эффект достигается и во втором трансформаторе 9 с помощью ана 168487751015 20 25 30 35 40 45 50 55 логичных элементов, Благодаря наличию у наружных полосок 22 и 23 полосковой линии внутренних слоев 26 и 27 из материала с большой магнитной проницаемостью увеличена индуктивность внутренней поверхности наружных полосок 22 и 23, что препятствует распространению энергии помех на элементы 38 и 39 вторичной обмотки первого трансформатора 8. Аналогично работают элементы второго трансформатора 9, Повышение помехозащищенности вставки обеспечивается за счет того, что несимметричные помехи, проникшие частично на внешние слои 38 и 39 внутренней полоски 20 вторичной обмотки первого трансформатора 8, через емкость между внешними слоями 38 и 39 и внутренним токопроводящим элементом 42 стекают по соединению 45 с экраном 3 обьема 1 на общую шину 5, Аналогично работают элементы второго трансформатора. Если высокочастотная составляющая импульсной помехи возбуждает в элемента 42 колебания, то они при конструкции элемента 42,выполненного в виде трехслойной полосковой линии, денпфируются элементом с большой магнитной проницаемостью и большими потерями иа высоких частотах. При возникновении колебаний энергия периодически перераспределяется между емкостью цепи и ее индуктивностью. Последняя образована собственно элементом 42 и его средним слоем, выполняющим роль магчитопровода для индуктивности с большими потерями, что способствует быстрому затуханию колебаний, снижая возможный уровень помех на выходах 14 и 15 вторичной обмотки первого трансформатора 8, Аналогично работают элементы второго трансформатора 9, За счет преимущественно последовательного и согласного соединения внешних элементов 38 и 39 внутренних полосок 20 полосковых линий вторичной обмотки первого трансформатора 8 и соединения их общей точки 47 с экраном 3 объема 1 образуется путь для непосредственного стекания энергии помех на общую шину, Кроме того, симметричная конструкция обмотки способствует снижению симметричных помех, так как несимметричные помехи наводят в сердечнике (магнитопроводе) трансформаторов взаимовстречные магнитные потоки, не приводящие к возникновению симметричных напряжений помех. Аналогично работают элементы второго трансформатора 9. Непосредственное соединение обмотки с "землей" позволяет исключить соединение любого из выводов первого 6 и второго 1 фильтров с экраном 3 или соответствующего объема 1 или 2, поэтому несимметричные помехи при распространении через фильтры в меньшей степени преобразуются в симметричные, что таже способствует повышению помехозащищенности вставки, Одинаковые по конструкции обмотки, вторичная первого и первичная второго трансформаторов, наличие двух фильтров и двух экранированных объемов позволяют дополнительно защищать источник питания от помех, создаваемых нагрузкой. Предложенная конструкция не приводит к дополнительному расходу активных материалов обмоток, а за счет складывания обмоток (из полосковых линий) вдвое расход активных материалов на наружные полоски уменьшается.Формула изобретения1. Помехозащитная трансформаторная вставка, содержащая металлические экраны, соединенные с общей шиной и образующие первый и второй объемы. в которых размещены, соответственно, первый и второй фильтры, первый и второй трансформаторы, причем первичная обмотка первого и вторичная обмотка второго трансформаторов подключены соответственно к входным и выходным выводам, а вторичная обмотка первого трансформатора соединена с первичной обмоткой второго трансформатора через первый и второй фильтры, в упомянутых обьемах размещены первый и второй конденсаторы, а каждая из обмоток, вторичная первого и первичная второго трансформаторов, выполнены в виде полосковых линий, внутренние полоски которых являются проводниками электроэнергии в указанных обмотках, наружные полоски указанных полосковых линий выполнены двухслойными с внутренними слоями из материала с высокой магнитной проницаемостью, причем указанные наружные полоски у одного иэ выводов вторичной обмотки первого трансформатора объединены и подключены к первой обкладке первого конденсатора, наоужные полоски у другого вывода вторичной обмотки первого трансформатора объедин чы и подключены к металлическому экрану первого объема, наружные полоски у одного иэ выводов первичной обмотки второго трансформатора объединены и подключены к металлу второго экранированного объема, наружные полоски у другого вывода первичной обмотки второго трансформатора объединены и подключены к первой обкладке второго конденсатора, вторые обкладки первого и второго конденсаторов раздельно подключены к металлическому экрану соответствующих1684877 У г экранированных объемов, первый трансформатор выполнен понижающим, о т л и ча ю щ а я с я тем, что. с целью повышенияпомехозащищенности за счет повышениястепени подавления несимметричных помех, указанные внутренние полоски полосковых линий выполнены многослойными,содержащими по меньшей мере пять послойно расположенных элементов. из которых два внешних элемента выполнены в 10виде полоски из материала с малым удельным сопротивлением и являются проводниками электрической энергии в упомянутыхобмотках трансформаторов, внутреннийэлемент - токопроводящий, а элементы, 15расположенные между внутренним и внешним элементами, выполнены в виде полосокиз изоляционного материала с высокой диэлектрической проницаемостью, причем токопроводящий элемент на одном из концов 20 соединен с металлическим экраном соответствующего обьема.2, Вставка по и. 1, отл и ч а ю ща я с я тем, что внутренний токопроводящий элемент вйполнен по меньшей мере из трех слоев, внешние из которых - токопроводящие. а внутренний слой выполнен из материала с большой магнитной проницаемостью и большими потерями на высоких частотах, причем оба внешних слоя на одном из одноименных концов соединены с металлическим экраном соответствующего объема. 3. Вставка по и, 1, отл и ч а ю ща я с я тем, что два внешних элемента внутренних полосок полосковых линий в каждом трансформаторе соединены преимущественно последовательно и согласно, а точка их соединения соединена с металлом соответствующего экранирующего обьема,1684877 гйгб4 Риг ГСоставитель Н.Цишевская Редактор Л.Пчолинскэя Техред М.Моргентал Корректор Н.Коро каз 3512 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж,.Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101