DE3834076C2 - - Google Patents
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
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- H03H1/0007—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network of radio frequency interference filters
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wechselstromnetzfilter,
das HF-Gleichtaktstörungen und symmetrische
Störungen über ein breites Frequenzband sperrt und speziell
zur Sperrung von Störungen über 40 MHz nützlich ist, die in
Netzleitungen von Hochfrequenzeinrichtungen, wie beispielsweise
Hochfrequenzschweißgeräten hervorgerufen werden und in
elektronische Geräte gelangen, und auch zum Sperren von niederfrequenteren
Störungen von etwa 0,1 bis einigen zehn MHz
geeignet ist, die in das Wechselstromnetz von elektrischen
Einrichtungen, wie beispielsweise einem schaltenden Netzgerät,
gelangen.
Aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP
6 11 82 254 ist ein Wechselstromnetzfilter mit einem Ringmagnetkern
und darauf angeordneten Wicklungen bekannt. Dieses
Wechselstromnetzfilter besitzt den in Fig. 15 dargestellten
Aufbau. Ein Ringmagnetkern 8 weist einander gegenüberstehende,
symmetrisch zur Achse X-X liegende Abschnitte mit entsprechenden
Längen l₀, l₁, l₂ auf. Die außenliegenden Abschnitte
des Ringmagnetkerns mit den Längen l₁ und l₂ tragen
Wicklungen 10, 10′ und 11 und 11′. Die innenliegenden Abschnitte
des Ringmagnetkerns mit der Länge l₀ tragen Wicklungen
11, 11′, die im Vergleich mit den Wicklungen 10, 10′
und 12, 12′ engerliegend und übereinander gewickelt sind.
Die engerliegenden Wicklungen 11, 11′ besitzen jeweils die
Hauptkapazität C0. Die Wicklungen auf den außenliegenden
Abschnitten des Ringmagnetkerns weisen die Kapazitäten C1
bzw. C2 auf. Zwischen jeweils zwei sich einander gegenüberliegenden
Wicklungen treten die Streukapazitäten C′0, C′1,
C′2 auf. Die Wicklungen 10, 11, 12 sind in Serie geschaltet
mit dem Eingangsanschluß 1 und dem Ausgangsanschluß 2. Entsprechend
sind die Wicklungen 10, 11, 12 in Serie mit den
Anschlüssen 1′ und 2′ verbunden. Die Wicklungsrichtung der
Wicklungen ist so gewählt, daß die im Ringmagnet 8 erzeugten
magnetischen Flüsse sich gegenseitig verstärken, wenn ein
Gleichtaktstrom gleichphasig das Filter von den Anschlüssen
1, 1′ her einfließt.
Die Selbstinduktivitäten der Wicklungen auf dem Ringkern
werden durch eine Gleichung L=µSN 2/l ausgedrückt, wobei
µ die Permeabilität des Kerns, S die Querschnittsfläche
des Kerns, N die Anzahl der Windungen und l die mittlere
Länge des magnetischen Weges sind. Wenn die Induktivität daher
größer gemacht werden soll, um die
Störunterdrückungseigenschaften zu verbessern, wird gewöhnlich
die Windungsanzahl N gesteigert, weil die Gesamtabmessungen
des Filters begrenzt sind. Eine Steigerung der Windungsanzahl
ruft jedoch nicht nur größere verteilte Kapazitäten
der Wicklungen hervor, sondern auch eine Vergrößerung
der Streukapazitäten Cs zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen,
weil der geschlossene magnetische Weg in einem
Ringkern verläuft, wodurch die
Hochfrequenzstörunterdrückungseigenschaften verschlechtert
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wechselstromnetzfilter
anzugeben, das ein verbessertes Störungsunterdrückungsverhalten
aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine grundsätzliche Ausführungsform eines
Wechselstromnetzfilters nach der vorliegenden Erfindung.
Zwei Wicklungen 4 und 4′ sind in zueinander entgegengesetzter
Richtung an entgegengesetzten Stellen auf einen Kern
8 gewickelt, der einen geschlossenen magnetischen Weg
bildet. Benachbart dem Kern 8 ist ein Hilfskern 9 angeordnet,
der einen kürzeren magnetischen Weg als der Kern 8 aufweist
und in einem niedrigen Frequenzbereich eine höhere
effektive Permeabilität hat, als der Kern 8. Abschnitte 11
und 11′ der genannten Windungen 4 und 4′ sind um beide Kerne
8 und 9 konzentriert. Diese Kerne wirken als gemeinsame
Kerne für die Wicklungsabschnitte 11 und 11′. Außerdem
können Kondensatoren 5 und 5′ zwischen die Anschlüsse 1 und
1′ und zwischen die Anschlüsse 2 und 2′ geschaltet sein.
Diese Anschlüsse entsprechen den Anschlüssen an den vorerwähnten
Wicklungen 4 und 4′. Eine Serienschaltung aus zwei
Bypaß-Kondensatoren Cg 1 und Cg 2 kann über die Wechselstromnetzseite
des Filters geschaltet werden, wobei der Verbindungspunkt
zwischen diesen beiden Kondensatoren geerdet ist.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung zur Darstellung der Vorgänge
im Wechselstromnetzfilter, wenn ein Gleichtaktstörstrom Nc
gleichphasig in das Filter von den Anschlüssen 1 und 1′
einfließt. Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Darstellung
der Vorgänge im Wechselstromnetzfilter, wenn nicht pha
sengleiche Ströme, wie beispielsweise ein normaler Wech
selstrom oder ein symmetrischer Strom S in das Filter von
den Anschlüssen 1 und 1′ einfließt. Die Vorgänge in dem
Filter nach Fig. 1 werden nun unter Bezugnahme auf die
Fig. 2 und 3 erläutert. Gleiche Elemente sind in diesen
Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wenn gemäß Fig. 2 die gleichphasige Gleichtaktstörung in
die Anschlüsse 1 und 1′ einfließt, dann weisen die magne
tischen Flüsse Φ1N, Φ2N, Φ3N, die im Kern 8 von den drei
Abschnitten 10, 11 und 12 erzeugt werden, die Teil der
Wicklung 4 sind, in die gleiche Richtung wie die Magnet
flüsse Φ′1N, Φ′2N und Φ′3N, die von den drei Abschnitten
10′, 11′ und 12′ erzeugt werden, die Teil der Wicklung 4′
sind. Die Richtungen der entsprechenden Magnetflüsse sind
in Fig. 2 durch Pfeile dargestellt. Diese Flüsse intensi
vieren daher die magnetische Feldstärke, so daß in den
Gleichtaktstörstrom Nc eine hohe Induktivität wirkt.
Wenn andererseits ein Wechselstrom S im symmetrischen
Mode in die Wicklungen durch die Anschlüsse 1 und 1′ ein
fließen, dann werden magnetische Flüsse Φ1S, Φ2S und Φ3S
im Kern 8 durch die drei Abschnitte 10, 11 und 12 er
zeugt, die Teil der Wicklung 4 sind, und diese sind ent
gegengesetzt zu den magnetischen Flüssen Φ′1S, Φ′2S und
Φ′3S gerichtet, die von den drei Abschnitten 10′, 11′ und
12′ erzeugt werden, die Teil der Wicklung 4 sind. Die
Richtungen der entsprechenden Magnetflüsse sind in Fig. 2
mit Pfeilen dargestellt. Diese Flüsse heben sich daher
gegenseitig auf, so daß sich für den symmetrischen Wech
selstrom eine kleine Induktivität ergibt.
An den konzentrierten Wicklungsabschnitten 11 und 11′,
die um den Hilfskern 9 und um den Kern 8 gemäß der vor
liegenden Erfindung gewickelt sind, ergeben sich große
Induktivitäten im niederfrequenten Bereich, wodurch eine
niederfrequente Störunterdrückung verbessert wird, weil
die wirksame Permeabilität des Hilfskerns 9 im niederfre
quenten Bereich beachtlich höher als die des Kerns 8 ist.
Weiterhin können die anderen Wicklungsabschnitte 10, 10′
und 12, 12′ in der Sektion l 1, l 3 mit größerem Windungs
abstand angeordnet sein, während die Windungen 11 und
11′, die die Sektion l 2 einnehmen, eng gewickelt sind.
Die verteilten Kapazitäten dieser Wicklungsabschnitte 10
und 10′ sowie 12 und 12′ und die Streukapazitäten zwi
schen den Anschlüssen können dadurch vermindert werden.
Fig. 5 zeigt eine Äquivalenzschaltung der prinzipiellen
Ausführungsform der Erfindung, die die verteilten Kapazi
täten C 1, C 2 und C 3 und die Streukapazitäten C′1, C′2 und
C′3 zwischen den den jeweiligen Wicklungen entsprechenden
Anschlüssen zeigen. Obgleich die konzentrierten, d.h. eng
gewickelten Wicklungen 11 und 11′ die verteilten Kapazi
täten C 2 und C′2 vergrößern, vermindern die Wicklungen 10
und 10′ sowie 12 und 12′ die verteilten Kapazitäten, da
sie in Serie mit diesen Kapazitäten C′ und C′2 liegen,
und vermindern auch die Streukapazitäten zwischen den An
schlüssen. Die resultierende Kapazität zwischen den An
schlüssen 1 und 2 und die zwischen den Anschlüssen 1′ und
2′ nimmt merklich ab, wodurch die Frequenzcharakteristik
auch im hochfrequenten Bereich verbessert wird.
Eine Anordnung der Wicklungen 10, 10′, 12 und 12′ in
großen Windungssektionen l 1 und l 3 im Vergleich zur Sek
tion l 2 kann weiterhin die Kapazitäten C 1 und C 3 vermin
dern.
Die Gesamtkapazität zwischen den Anschlüssen 1 und 1′ und
den Anschlüssen 2 und 2′ ist eine resultierende Serienka
pazität aus den Kapazitäten C 1, C 2 und C 3 und wird haupt
sächlich durch die Kapazitäten C 1 und C 3 bestimmt. Ein
großer Wert der Kapazität C 2, der aus den konzentrierten
Wicklungen 11 und 11′ resultiert, beeinträchtigt daher
nicht die Charakteristik im hochfrequenten Bereich. Im
Falle, daß der magnetische Weg in Form eines Rechtecks
ausgebildet ist, wie bei der prinzipiellen Anordnung,
nimmt Streufluß im niederfrequenten Bereich zu, jedoch
bewirkt der Hilfskern der Wicklungen 11 und 11′, daß die
Induktivität mit einer sehr viel höheren Rate zunimmt und
erzeugt ebenfalls eine gute Impedanzcharakteristik im
niederfrequenten Bereich.
Die vorliegende Erfindung
schafft daher ein gutes Impedanzverhalten sowohl im hoch
frequenten Bereich als auch im niederfrequenten Bereich,
wodurch die Störunterdrückungseigenschaften des Filters
über ein breites Frequenzband verbessert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Ausführungsform eines
Wechselstromnetzfilters, in welchem ein Kern von
rechteckiger, geschlossener Gestalt verwendet
wird;
Fig. 2 und 3 sind Diagramme, die die Betriebsweise der
Ausführungsform nach Fig. 1 zeigen;
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung der prin
zipiellen Ausführungsform nach Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Ersatzschaltung der Ausführungsform
nach Fig. 4;
Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung eines spe
ziellen Modells der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 7 ist eine Explosionsdarstellung des Modells nach
Fig. 6;
Fig. 8 und 9 sind perspektivische Darstellung einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung eines spe
ziellen Modells der Ausführungsform nach Fig. 9;
Fig. 11 ist eine Explosionsdarstellung des Modells nach
Fig. 10;
Fig. 12 und 13 sind Diagramme, die Einrichtungen zeigen,
um einen Kern eines rechteckigen, geschlossenen
Magnetweges zu bilden;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das eine weitere Ausführungs
form der Erfindung zeigt;
Fig. 15 zeigt ein bekanntes Wechselstromnetzfilter.
Die grundsätzliche Ausführungsform der Erfindung wird nun
detaillierter erläutert.
Gemäß der perspektivischen Darstellung nach Fig. 4 ist
der Hauptkern 8 so ausgebildet, daß er einen rechtecki
gen, geschlossenen magnetischen Weg bildet, der eine
wirksame Permeabilität hat, die bis zu einem gewünschten
hohen Frequenzbereich höher ist, als ein gewisser Wert.
Der Hilfskern ist so ausgebildet, daß er einen rechtecki
gen, geschlossenen magnetischen Weg bildet, und er hat
eine wirkame Permeabilität, die im wesentlichen gleich
oder größer als die des Hauptkerns im niederfrequenten
Bereich ist. Die Wicklungen 10, 10′ und 12, 12′ sind um
Abschnitte l 1 und l 3 der langen Seiten des Hauptkerns an
einander entgegengesetzten Stellen gewickelt. Die Wick
lungen 11, 11′ sind um einen Abschnitt l 2 der langen Sei
te des Hauptkerns um den Hauptkern und gleichzeitig um
einen Hilfskern 9 gewickelt.
Diese zwei Wicklungen 11, 11′ sind um diese Kerne 8, 9 an
entgegengesetzten Stellen in einer einzigen Schicht oder
in mehreren Lagen engliegend und konzentriert aufge
wickelt. Die Wicklungen 10, 10′ und 12, 12′ sind mit
größerem Abstand zwischen benachbarten Windungen als die
Wicklungen 11 und 11′ gewickelt.
Diese Wicklungen 10, 12 und 11 sind derart gewickelt, daß
wenn ein Gleichtaktstrom in das Filter durch die An
schlüsse 1 und 1′ oder 2 und 2′ fließt, die Wicklungen
einen magnetischen Fluß in dem Hauptkern und in dem
Hilfskern in gleicher Richtung hervorrufen, wie durch die
Wicklungen 10′, 12′ und 11′.
Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung eines spe
ziellen zusammengebauten Modells der Ausführungsform, die
in Fig. 4 dargestellt ist, und Fig. 7 ist eine Explo
sionsdarstellung der Anordnung nach Fig. 6.
In den Fig. 6 und 7 liegt der Kondensator 5 benachbart
einem Anschluß 16b und ist zwischen einen Anschluß 16a
und den Anschluß 16b geschaltet. Der Kondensator 5′ liegt
benachbart einem Anschluß 16d und ist zwischen einen An
schluß 16c und den Anschluß 16d geschaltet. Der Hauptkern
8 besteht aus zwei U-förmigen Kernhälften 8a und 8b. Der
Hilfskern 9 besteht aus zwei U-förmigen Kernhälften 9a
und 9b. Die Wicklungen 10, 10′ und 12, 12′ sind auf Wik
kelkörper 18, 18′ derart gewickelt, daß die Wicklungen
die Hauptkernhälften wirksam umgeben. Die Wicklungen 11,
11′ sind an einander entgegengesetzten Stellen so gewik
kelt, daß sie einen Abschnitt des Hauptkernes und einen
Abschnitt des Hilfskernes gleichzeitig umgeben. Federn
15a, 15b halten die Kernhälften zusammen. Ein Basisele
ment 19 trägt die gesamte Anordnung. Ein Gehäuse 20 nimmt
die Filteranordnung auf.
In Fig. 7 sind die Wicklungen 10, 10′ auf die Wickelkör
per 18, 18′ gewickelt, die Durchgänge aufweisen, durch
die sich die Hauptkernhälfte 8a erstreckt. Die Wicklungen
12, 12′ sind auf Spulenkörper gewickelt, die Durchgänge
aufweisen, durch die sich die Hauptkernhälfte 8b er
streckt. Zwischen diesen Spulenkörpern sind weitere Spu
lenkörper angeordnet, durch die sich der Hauptkern 8 und
der Hilfskern 9 erstrecken und auf die die Wicklungen 11,
11′ gewickelt sind.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind die Hauptkernhälften 8a
und 8b und die Hilfskernhälften 9a und 9b durch die
Durchlässe dieser Spulenkörper von beiden Seiten einge
steckt, um einen geschlossenen Kern zu bilden, und der
Hauptkern 8 ist in das Basiselement 19 so eingesetzt, daß
er zwischen einer Wand 19 1 des Basiselements und einer
Säule 19 2 sitzt, die eine Rille von U-förmigem Quer
schnitt aufweist, in die eine Feder 15a eingesetzt ist.
In gleicher Weise ist der Hilfskern 9 in das Basiselement
19 derart eingesetzt, daß er zwischen einer Säule 19 3,
die an dem Basiselement 19 ausgebildet ist, und einer
Säule 19 4 sitzt, die eine Rille von U-förmigem Quer
schnitt aufweist, in die eine Feder 15b eingesetzt ist.
Auf diese Weise ist die Anordnung aus dem Hauptkern, dem
Hilfskern und den Wicklungen am Basiselement 19 festge
legt.
Sodann werden die Anschlüsse 16a, 16b, 16c und 16d in
Ausnehmungen eingesetzt, die am Basiselement 19 ausgebil
det sind, während gleichzeitig die erforderliche Verdrah
tung ausgeführt wird, um diese Anschlüsse mit Kondensato
ren 5, 5′ zu verbinden, die zwischen den Säulen 19 3 bzw.
19 4 und der Wand des Basiselements angeordnet sind. So
dann wird das Gehäuse 20 aufgesetzt, wodurch das Wechsel
stromnetzfilter fertiggestellt wird.
Mit der vorgenannten Anordnung können die Kondensatoren 5
und 5′ innerhalb eines Raumes zwischen dem Basiselement
19 und den Säulen 19 3 und 19 4, die die Hilfskernhälften
9a und 9b abstützen, untergebracht werden. Auf diese Wei
se wird Montageraum gespart.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist der Hauptkern 8 diamantar
tig geformt, und der Hilfskern 9 sitzt über dem Hauptkern
8 an einem Abschnitt einer kurzen Achse desselben, wo der
Abstand zwischen entgegengesetzten Magnetwegen des Haupt
kerns der längste ist. Die Wicklungen 11 und 11′ sind
derart gewickelt, daß sie beide Kerne gleichzeitig umge
ben.
Die Wicklungen 11 und 11′ nehmen die Abschnitte l 2 ein,
wo der Abstand zwischen den entgegengesetzten Magnetwegen
der längste ist, so daß eine große Anzahl Windungen im
Vergleich zu den Abschnitt l 1 und l 3 aufgebracht werden
kann, bevor eine Wicklung auf einem Weg die Wicklung auf
dem anderen Weg berührt. Obgleich somit die Streukapazi
täten der Wicklungen 11 und 11′ aufgrund der Tatsache
größer werden, daß sie eng gewickelt sind und konzen
triert sind, wird die Steigerung der Gesamtserienkapazi
tät zwischen den Anschlüssen minimiert, weil die jeweili
gen Streukapazitäten der Wicklungen 12 und 12′ sowie 10
und 10′, die mit größerem Windungsabstand gewickelt sind,
klein sind. Daher kann das Störunterdrückungsband günsti
gerweise auf den niederfrequenten Bereich aufgrund der
gesteigerten Induktivität ausgedehnt werden, die aus der
gesteigerten Anzahl der Windungen auf dem Abschnitt l 2
resultiert.
Obgleich die Ausführungsform mit einem diamantförmigen
Kern 8 beschrieben ist, erhält man die gleiche Wirkung
auch mit einem Kern anderer Gestalt, beispielsweise einem
elliptischen Kern, der eine lange Achse und eine kurze
Achse hat, wobei die Distanz zwischen entgegengesetzten
Magnetwegen am Abschnitt der kurzen Achse maximal ist.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
die mit zwei Hilfskernen 9′ und 9′′ auf beiden Seiten des
Hauptkernes 8 versehen ist. Gewünschte Breitbandeigen
schaften können, sofern erwünscht, erhalten werden, indem
man die Windungszahlen auf den Abschnitten l 1, l 2 und l 3
ändert und/oder die effektive Permeabilität und die Ab
messungen des Hauptkerns 8 und der zwei Hilfskerne 9′ und
9′′ ändert. Die Windungen sind, wie in der zuvor erwähn
ten Ausführungsform, in den Abschnitten l 1 und l 3 konzen
triert, d.h. engliegend gewickelt, wobei die Wicklungen
derart gewickelt sind, daß sie gleichzeitig sowohl den
Hauptkern als auch den Hilfskern umgeben.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Modells
von Fig. 9, und Fig. 11 zeigt dasselbe Modell in Explo
sionsdarstellung.
Die in den Fig. 10 und 11 dargestellte Ausführungsform
unterscheidet sich von der in den Fig. 6 und 7 darge
stellten dadurch, daß die konzentrierten Wicklungen 11
und 11′ sowie 14 und 14′ auf beiden Seiten der relativ
weit gewickelten Wicklungen 10 und 10′ angeordnet sind.
Die Hilfskernhälften 9a, 9b, 9a′ und 9b′, die in die kon
zentrierten Wicklungen 11, 11′, 14 und 14′ eingesetzt
sind, befinden sich im Zwischenraum zwischen Säulen 19 5
und 19 6 am Basiselement 19 und einer diesen gegenüberste
henden Wand des Basiselements. Diese Kerne sind zwischen
den vorerwähnten Säulen und der Wand des Basiselements 19
durch Blattfedern 15a bis 15c anstelle der Schraubenfe
dern nach Fig. 7 fest eingeklemmt.
Zu diesem Zweck sind vertiefte Abschnitte 19 7 und 19 8
zwischen der Wandfläche, die den Endabschnitten des
Hauptkerns 8 gegenübersteht, und der Wandfläche, die den
Endabschnitten des Hilfskerns 9 gegenübersteht, ausgebil
det, um die Kondensatoren 5 und 5′ aufzunehmen, weil es
schwierig ist, diese zwischen den Hilfskernen 9a, 9b′ und
den Wänden des Basiselements 19 in Fig. 6 unterzubringen.
Die Fig. 12 und 13 sind entsprechende Ansichten im demon
tierten Zustand eines geschlossenen Magnetweges des
Hauptkerns 8 einer von den vorangehend beschriebenen ab
weichenden Ausführungsformen.
Die Konstruktion nach den Fig. 12 und 13 kann auch bei
den Hilfskernen 9a, 9b, 9c und 9d Anwendung finden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 sind die L-förmigen
Kernteile 8a und 8b durch Federn 15e, 15f in sandwichar
tiger Weise zusammengehalten, wie in Fig. 12b gezeigt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 stehen U-förmige
Kernhälften 8a und 8b einander gegenüber, was auch bei
den Hilfskernteilen 9a, 9b, 9c und 9d Anwendung finden
kann. Federstreifenabschnitte 15g 1, 15g 2, 15h 1 und 15h 2
von Blattfedern 15g und 15h werden in Schlitze 21a 1,
21a 2, 21b 1 und 21b 2 von Haltebändern 21a und 21b aus
elektrisch nicht leitfähigem Material eingesetzt, und die
Federstreifenabschnitte werden dann an ihren Enden umge
bogen, so daß die Hauptkernhälften 8a und 8b fest zusam
mengeklemmt sind, wie in Fig. 13b gezeigt.
Die Ausführung der magnetischen Wege nach diesen Ausfüh
rungsformen ist vorteilhaft, weil die Montage der Kernan
ordnung nach dem Einsetzen der Kerne in die Spulenkörper
sehr einfach und zuverlässig ausgeführt werden kann und
weil leitfähige Komponenten nicht so nahe an den Spulen
11, 11′, 10, 10′ und 14, 14′ liegen und daher Streukapa
zitäten Cs nicht vergrößert werden, wodurch das Hochfre
quenzverhalten des Wechselstromnetzfilters bei höheren
Frequenzen verbessert wird.
Diese Ausführungsform erlaubt die Realisierung von ge
wünschten Breitbandeigenschaften, falls erforderlich, in
dem die Abmessungen der drei Kerne und die Windungsanzah
len der entsprechenden Wicklungen geändert werden, wäh
rend die Verwendung von drei Kernen mit identischen wirk
samen Permeabilitäten auch ein Breitband-Wechselstrom
netzfilter zu realisieren erlaubt, das gegenüber be
kannten Filtern vorteilhaft ist.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die
Breite der magnetischen Wege an den beiden Enden der
Hauptkerne und auch den beiden Enden der Hilfskerne, die
nicht von den Wicklungen eingenommen werden, breiter ist,
während die Dicke kleiner ist, so daß die Größe der Quer
schnittsfläche dieser Abschnitte der magnetischen Wege
erhalten bleibt. Es ergeben sich dadurch kurze effektive
Längen der Hauptkernteile und der Hilfskernteile.
Aufgrund dieser Anordnung können die Abschnitte l 1 und l 2
klein gemacht werden, so daß die Distanz l 2 zwischen den
Kernen 9 und 9′ relativ zu l 1 oder l 2 groß gemacht werden
kann und auch der Abstand der Wicklungen 11 und 14 von
einander vergrößert werden kann. Streukapazitäten Cs zwi
schen diesen Wicklungen nehmen daher ab, wodurch die
Sperreigenschaften im hochfrequenten Bereich verbessert
werden.
Aufgrund der verbesserten Eigenschaften der erfindungsge
mäßen Filter wird der Kondensator Cg für die Ableitung
von Störströmen nach Masse nicht länger benötigt, und das
Filter zeigt eine gute Störunterdrückungswirkung über
einen breiten Frequenzbereich, auch wenn es nicht geerdet
ist.
Claims (4)
1. Wechselstromnetzfilter, enthaltend:
- a) zwei Eingangsanschlüsse und zwei Ausgangsanschlüsse,
- b) einen Hauptkern, der einen geschlossenen magnetischen Weg ausbildet und einander gegenüberliegende Abschnitte aufweist,
- c) zwei Wicklungen, die an gegenüberliegenden Stellen auf dem Hauptkern angeordnet sind und die in zueinander entgegengesetzter Richtung gewickelt sind, wobei die eine dieser Wicklungen zwischen einen der Eingangsanschlüsse und einen der Ausgangsanschlüsse geschaltet ist und die andere der Wicklungen zwischen den anderen Eingangsanschluß und den anderen Ausgangsanschluß geschaltet ist, wobei ein Wicklungsabschnitt einer jeden der zwei Wicklungen so ausgebildet ist, daß die Windungen in diesem Bereich engerliegend aneinander gewickelt sind als im Rest der Wicklung,
dadurch gekennzeichnet, daß
- d) wenigstens ein Hilfskern (9, 9′, 9″) vorgesehen ist, der einen geschlossenen magnetischen Weg bildet, der kürzer als der des Hauptkerns (8) ist, wobei gegenüberliegende Abschnitte des Hilfskerns neben den gegenüberliegenden Abschnitten des Hauptkerns angeordnet sind,
- e) daß der Hilfskern eine effektive Permeabilität im unteren Frequenzbereich hat, die höher als die des Hauptkerns ist, und
- f) daß die Wicklungen der engerliegend aneinander gewickelten Abschnitte (11, 11; 14, 14′) sowohl den Hauptkern (8) als auch den Hilfskern (9, 9′, 9″) gleichzeitig umgeben.
2. Wechselstromnetzfilter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hilfskern (9) aus zwei getrennten
Kernen (9, 9″) besteht, die mit gegenseitigem Abstand
angeordnet sind.
3. Wechselstromnetzfilter nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die magnetischen Wege des Hauptkerns
(8) und des Hilfskerns (9, 9′, 9″) an den Endbereichen
derselben, wo keine Wicklungen vorgesehen sind, breiter
ausgebildet sind.
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