RU168623U1 - RING FERROMAGNETIC CORE TRANSFORMER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована при построении магнитной цепи широкополосных трансформаторов, используемых в частности для мощных усилительных каскадов радиопередающих устройств коротковолнового диапазона частот.Задачей является выравнивание по периметру кольцевого сердечника высокочастотного магнитного поля, создаваемого токами в размещенных на нем обмотках.Устройство содержит кольцевой ферромагнитный сердечник, составленный из одного или N колец, и соответственно одну или N+1 плоских пластин из электропроводящего материала, соразмерных с поверхностью кольцевого сердечника и имеющих сквозные отверстия, совпадающие по размерам с внутренним отверстием колец сердечника.Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами:обеспечено выравнивание по периметру кольцевого сердечника высокочастотного магнитного поля, создаваемого токами в размещенных на нем обмотках;плоские кольцевые диски, частично выходящие за пределы сердечника, дополнительно выполняют функции отвода тепла от сердечника.The utility model relates to the field of radio engineering and can be used to construct the magnetic circuit of broadband transformers used in particular for high-power amplifying cascades of radio transmitting devices of the short-wave range of frequencies. contains an annular ferromagnetic core composed of one or N rings, and accordingly one or N + 1 flat n plates of electrically conductive material, commensurate with the surface of the annular core and having through holes matching in size with the inner hole of the core rings. The proposed device has the following advantages: alignment of the high-frequency magnetic field created by currents in the windings placed on it along the perimeter of the ring core; flat ring disks that partially extend beyond the core additionally perform the functions of heat removal from the core.

Description

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована при построении магнитной цепи широкополосных трансформаторов, используемых в частности для мощных усилительных каскадов радиопередающих устройств коротковолнового диапазона частот.The utility model relates to the field of radio engineering and can be used to construct the magnetic circuit of broadband transformers, used in particular for powerful amplification cascades of radio transmitting devices of the short-wave frequency range.

Теория построения широкополосных трансформаторов с кольцевыми сердечниками освещена в литературе [1, 2, 3]. Наиболее близким к заявленному техническому решению является кольцевой сердечник, описанный на стр. 177 (п. 4.13) [1], принятый за прототип. Прототип представляет из себя классический кольцевой ферромагнитный сердечник, составленный из одного или нескольких (N) колец. Основным достоинством данной конструкции является то, что благодаря кольцевой форме сердечника возможно сократить габаритные размеры катушек индуктивности и трансформаторов, выполненных на его основе.The theory of constructing broadband transformers with ring cores is covered in the literature [1, 2, 3]. Closest to the claimed technical solution is the ring core, described on page 177 (paragraph 4.13) [1], adopted as a prototype. The prototype is a classic annular ferromagnetic core made up of one or more (N) rings. The main advantage of this design is that due to the ring shape of the core it is possible to reduce the overall dimensions of the inductors and transformers made on its basis.

Недостатком прототипа является то, что в условиях наличия внешнего магнитного поля, например, вызванного током в близкорасположенном проводнике, что на практике является весьма распространенным случаем, магнитный материал в какой-либо части сердечника может войти в область насыщения. Следствием захода в область насыщения магнитного материала в какой-либо части сердечника будет не только появление искажений в передаваемом сигнале, но и возникновение градиента температуры по периметру сердечника. Последнее обстоятельство зачастую служит причиной механического разрушения сердечника. Поэтому, чтобы избежать насыщения даже в небольшой части сердечника, приходится при расчетах делать запасы по величине допустимой магнитной индукции по всему объему сердечника, что ведет к существенному росту габаритов и массы трансформатора.The disadvantage of the prototype is that in the presence of an external magnetic field, for example, caused by a current in a nearby conductor, which in practice is a very common case, the magnetic material in some part of the core can enter the saturation region. The result of entering the saturation region of the magnetic material in any part of the core will be not only the appearance of distortions in the transmitted signal, but also the occurrence of a temperature gradient around the perimeter of the core. The latter circumstance often causes the mechanical destruction of the core. Therefore, in order to avoid saturation even in a small part of the core, it is necessary to make reserves when calculating the magnitude of the permissible magnetic induction over the entire volume of the core, which leads to a significant increase in the dimensions and mass of the transformer.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является выравнивание по периметру кольцевого сердечника высокочастотного магнитного поля, создаваемого токами в размещенных на нем обмотках.The main task, the solution of which the proposed device is directed, is the alignment of the high-frequency magnetic field created by currents in the windings placed on it along the perimeter of the annular core.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в кольцевой ферромагнитный сердечник 1, составленный из одного или N колец, введены соответственно одна или N+1 плоских пластин из электропроводящего материала 2, соразмерных с поверхностью кольцевого сердечника, установленных по обеим сторонам каждого из колец, составляющих сердечник, вплотную, параллельно плоской поверхности сердечника и соосно с ней, соединенных между собой по внутренней или внешней поверхности кольцевого сердечника и имеющих сквозные отверстия, совпадающие по размерам с внутренним отверстием колец сердечника.The solution to this problem is achieved by the fact that one or N + 1 flat plates of electrically conductive material 2, commensurate with the surface of the annular core, installed on both sides of each of the rings making up the core, are introduced into an annular ferromagnetic core 1 composed of one or N rings , flush, parallel to the flat surface of the core and coaxially with it, connected to each other along the inner or outer surface of the annular core and having through holes matching in size with an inner hole of the core rings.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на Фиг. 1.The block diagram of the proposed device is shown in FIG. one.

Кольцевой ферромагнитный сердечник трансформатора содержит ферромагнитный сердечник в форме кольца 1, составленный из одного или N колец 1(1)…1(N), и одну или N+1 плоских пластин из электропроводящего материала 2(1)…2(N+1), соразмерных с поверхностью кольцевого сердечника, установленных по обеим сторонам каждого из колец, составляющих сердечник, вплотную, параллельно плоской поверхности сердечника и соосно с ней, имеющих сквозные отверстия, совпадающие по размерам с внутренним отверстием колец сердечника. На Фиг. 2 представлено соединение плоских пластин из электропроводящего материала между собой по внешней поверхности кольцевого сердечника, на Фиг. 3 - по внутренней поверхности.The transformer’s annular ferromagnetic core contains a ring 1 ferromagnetic core composed of one or N rings 1 (1) ... 1 (N), and one or N + 1 flat plates of electrically conductive material 2 (1) ... 2 (N + 1) , commensurate with the surface of the annular core, installed on both sides of each of the rings making up the core, closely parallel to the flat surface of the core and coaxial with it, having through holes matching in size with the inner hole of the core rings. In FIG. 2 shows the connection of flat plates of electrically conductive material with each other along the outer surface of the annular core, FIG. 3 - on the inner surface.

При этом плоские пластины из электропроводящего материала 2 и перемычка между ними могут быть выполнены методом напыления электропроводящего материала на соответствующие поверхности сердечника. Необходимо отметить, что данный способ может быть использован и для тороидальных ферритовых сердечников, при этом в напыляемой пленке электропроводящего материала, покрывающей поверхность сердечника, выполняется круговой разрез: или по наружному диаметру кольца, или по внутреннему, или по боковой поверхности, но так, чтобы разрез не образовывал витка вокруг средней линии тора.In this case, the flat plates of the electrically conductive material 2 and the jumper between them can be made by spraying the electrically conductive material on the corresponding surface of the core. It should be noted that this method can also be used for toroidal ferrite cores, while in the sprayed film of an electrically conductive material covering the surface of the core, a circular cut is made: either along the outer diameter of the ring, or along the inner, or along the side surface, but so that the section did not form a loop around the midline of the torus.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Плоские пластины из электропроводящего материала, установленные по обеим сторонам каждого из колец, составляющих сердечник, вплотную, параллельно плоской поверхности сердечника и соосно с ней, имеющие сквозные отверстия, совпадающие по размерам с внутренним отверстием колец сердечника, выполняют функцию магнитного экрана, что позволяет выровнить по периметру кольцевого сердечника высокочастотное магнитное поле и обеспечить возможность применения предлагаемого сердечника для построения трансформаторов, устойчиво работающих вблизи внешних источников сильных магнитных полей.The proposed device operates as follows. Flat plates of electrically conductive material, installed on both sides of each of the rings that make up the core, closely parallel to and coaxially with the flat surface of the core, having through holes matching the size of the inner hole of the core rings, perform the function of a magnetic screen, which makes it possible to align the perimeter of the annular core high-frequency magnetic field and to provide the possibility of using the proposed core for the construction of transformers stably working near external sources of strong magnetic fields.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:The proposed device in comparison with the prototype has the following advantages:

обеспечено выравнивание по периметру кольцевого сердечника высокочастотного магнитного поля, создаваемого токами в размещенных на нем обмотках; alignment around the perimeter of the annular core of the high-frequency magnetic field generated by currents in the windings placed on it is provided;

плоские пластины из электропроводящего материала, частично выходящие за пределы сердечника, дополнительно выполняют функции отвода тепла от сердечника (функции радиатора). flat plates of electrically conductive material, partially extending beyond the core, additionally perform the functions of heat removal from the core (radiator functions).

Список литературы:Bibliography:

1. Радиодетали и узлы. Учеб. пособие / А.Д. Фролов. - М.: Высш. шк., 1975.1. Radio parts and components. Textbook allowance / A.D. Frolov. - M .: Higher. school., 1975.

2. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника. Учеб. пособие / К.С. Петров. – С.-Пб.:Питер, 2003.2. Radio materials, radio components and electronics. Textbook allowance / K.S. Petrov. - S.-Pb.: Peter, 2003.

3. Справочник по высокочастотным трансформаторам. / Лондон С.Е., Томашевич С.В. - М.: Радио и связь, 1984.3. Reference for high-frequency transformers. / London S.E., Tomashevich S.V. - M.: Radio and Communications, 1984.

Claims (2)

1. Кольцевой ферромагнитный сердечник трансформатора, содержащий ферромагнитный сердечник в форме кольца, составленный из одного или нескольких (N) колец, отличающийся тем, что введены соответственно одна или N+1 плоских пластин из электропроводящего материала, соразмерных с поверхностью кольцевого сердечника, установленных по обеим сторонам каждого из колец, составляющих сердечник, вплотную, параллельно плоской поверхности сердечника и соосно с ней, соединенных между собой по внутренней или внешней поверхности кольцевого сердечника и имеющих сквозные отверстия, совпадающие по размерам с внутренним отверстием колец сердечника.1. An annular transformer ferromagnetic core comprising a ring-shaped ferromagnetic core composed of one or more (N) rings, characterized in that one or N + 1, respectively, are inserted flat plates of electrically conductive material commensurate with the surface of the annular core mounted on both the sides of each of the rings making up the core, closely parallel to the flat surface of the core and coaxially with it, interconnected along the inner or outer surface of the annular core and Commercially through holes which coincide in size to the internal bore of the core rings. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластины и перемычка между ними выполнены методом напыления электропроводящего материала на соответствующие поверхности сердечника.2. The device according to p. 1, characterized in that the plates and the jumper between them are made by spraying an electrically conductive material on the corresponding surface of the core.

Images