Фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения (шпинель)

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты персональных компьютеров как от проникновения обрабатываемой информации в сеть питания, так и от помех в электросети.

Описан фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, с установленными в отсеках трансформаторами на основе ферритовых колец с обмотками образующими параллельные цепи последовательно расположенных обмоток, отличающийся тем, что на ферритовое кольцо намотаны четыре обмотки, расположенные симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, а две другие образуют индуктивность второй линии, переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы, при этом, как минимум один трансформатор выполнен из материала представляющего собой феррит со структурой шпинели, имеющего общую формулу MeFe ₂O₄, где Me выбирают из Ni²⁺, Со ²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Li¹⁺, Cu²⁺.

Технический результат: получение фильтра подавления помех в сетях электроснабжения с более широким диапазоном частот помех, увеличением равномерности подавления, увеличением крутизны спада характеристики на полосе подавления.

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты персональных компьютеров как от проникновения обрабатываемой информации в сеть питания, так и от помех в электросети.

Известен бесшумный фильтр для защиты компьютеров (патент РФ на полезную модель 85777) содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, и конденсаторы, при этом в отсеках установлены трансформаторы с двумя обмотками, размещенными на ферритовом кольцевом сердечнике, причем каждый конец обмотки предыдущего трансформатора соединяется с началом обмотки трансформатора, расположенного в соседнем отсеке так, что они составляют две параллельные цепи последовательно расположенных обмоток.

К недостаткам известного решения относится недостаточные помехоподавляющие свойства фильтра.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель получение фильтра подавления помех в сетях электроснабжения с более широким диапазоном частот помех, увеличением равномерности подавления, увеличением крутизны спада характеристики на полосе подавления.

Поставленная задача решается путем использования фильтра для подавления электромагнитных помех в сетях электроснабжения содержащего металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, с установленными в отсеках трансформаторами на основе ферритовых колец с обмотками образующими параллельные цепи последовательно расположенных обмоток, при этом на ферритовое кольцо намотаны четыре обмотки, расположенные симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, а две другие образуют индуктивность второй линии. Переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы, в совокупности совместно с индуктивностями в каждой секции создают звено заградительного фильтра для электромагнитных помех. При этом как минимум один трансформатор выполнен из материала представляющего собой феррит со структурой шпинели, имеющего общую формулу MeFe₂ O₄ где Me выбирают из Ni²⁺", Co ²⁺, Fe²⁺, Мп²⁺, Mg²⁺, Li¹⁺, Сu²⁺.

Элементарная ячейка такого феррита представляет собой куб, образуемый 8 молекулами MeOFe₂O₃ и состоящий из 32 анионов О ^2-, между которыми имеется 64 тетраэдрических и 32 октаэдрических промежутков, частично заселенных катионами Fe³⁺ и Me²⁺. Такая структура материала ферритового сердечника трансформатора обеспечивает расширение диапазона частот подавляемых помех на 20 дБ, увеличивает равномерность подавления, увеличивает уровень спада частот на 10% по сравнению с прототипом.

Использование четырех обмоток на ферритовом кольце, расположенных и подсоединенных указанным образом, и проходных конденсаторов позволяет расширить диапазон частот подавляемых помех на 20 дБ, увеличивает равномерность подавления, увеличивает уровень спада частот на 40% по сравнению с прототипом.

На рис.1 представлена схема фильтра для подавления помех.

Фильтр для подавления помех представляет разделенный перегородками 1 на отсеки 2 корпус. В отсеках установлены ферритовые кольца 3 с обмотками 4. Обмотки 4, расположены симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, например линия фазы, а две другие образуют индуктивность второй линии, например линия нейтрали. Переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы 5, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы 6. Все отсеки фильтра выполнены из металла и соединены с клеммой защитного заземления (Nz) с экранирующим действием.

Фильтр работает следующим образом. Устройство включают в электрическую цепь между источником электроэнергии и потребителем. Принцип работы электрического фильтра заключается в пропускании тока системы электропитания с малым затуханием (0 2 дБ), в определенной полосе частот. Токи, находящиеся вне этой полосы пропускания, протекают с большим затуханием (до 80-120 дБ).

Такая величина затухания достигается применением трансформаторов на основе ферритовых колец выполненных из вышеописанного материала.

В качестве материалов для изготовления ферритовых колец применяют высокопроницаемые ферритовые кольца на основе шпинелей марок 2000НМ, 4000НМ, 6000НМ, 10000НМ, 20000НМ.

Фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения, содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, с установленными в отсеках трансформаторами на основе ферритовых колец с обмотками, образующими параллельные цепи последовательно расположенных обмоток, отличающийся тем, что на ферритовое кольцо намотаны четыре обмотки, расположенные симметрично по диаметру, причем две противоположные обмотки образуют индуктивность в одной линии, а две другие образуют индуктивность второй линии, переход каждой линии из одного отсека в другой осуществляется через проходные конденсаторы, параллельно которым монтируются дополнительные конденсаторы, при этом как минимум один трансформатор выполнен из материала, представляющего собой феррит со структурой шпинели, имеющего общую формулу MeFe₂O₄ где Me выбирают из Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Mn ²⁺, Mg²⁺, Li¹⁺, Cu²⁺.