ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР ПОСТОЯННОГО ТОКА В МОДУЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ

Полезная модель относится к области электротехники и радиотехники и может быть использована в качестве помехоподавляющих фильтров электромагнитных помех, устанавливаемых в цепи электропитания постоянного тока (DC) для снижения побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), и улучшения электромагнитной совместимости (ЭМС) источников электропитания и преобразователей электроэнергии типа AC/DC, DC/DC.
Системный подход по снижению электромагнитных помех, ПЭМИН и улучшению электромагнитной совместимости включает в себя перечень технических мер, таких как экранирование, заземление, правильный электромонтаж и фильтрацию.
В современных средствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры все чаще используются источники электропитания и преобразователи электроэнергии типа AC/DC, DC/DC которые, как правило, могут быть источниками электромагнитных помех в широком диапазоне частот. Поэтому возникла проблема расширение частотного спектра подавления электромагнитных помех и их гармоник.
Эффективным способом подавления электромагнитных помех является использование помехоподавляющих фильтров электромагнитных помех для цепей постоянного тока. Фильтрации, как средству снижения уязвимости телекоммутационного оборудования помехоподавляющими фильтрами, посвящено множество публикаций (например, Кечиев Л.Н., Степанов П.А. «ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций» М.: Издательский Дом «Технологии», 2005.)
Известны помехоподавляющие фильтры для цепей постоянного тока фирмы MORNSUN, EMC Filter Fi-B03D. (www.mornsun-power.com)
Известны фильтры помехоподавляющие в модульном исполнении, модули фильтров серии «МДМФ», выпускаемые предприятием ООО «АЕДОН» г. Воронеж, предназначенные для улучшения электромагнитной совместимости в цепях электропитания постоянного тока напряжением от 12 до 230 В, с максимальным рабочим током до 24 А при входном напряжении 12 В, а также для подавления радиопомех в заданном (0,15-30 МГц) частотном диапазоне с подавлением радиопомех не менее 20 дБ. (www.aedon.ru)
Вышеперечисленные помехоподавляющие фильтры для снижения уровней радиопомех в цепях электропитания постоянного тока имеют:
фирмы MORNSUN эффективность подавления помех до 20 дБ, в частотном диапазоне от 0,1 до 100 МГц, входное напряжение от 0 до 80 В, максимальный рабочий ток до 3,0 А
ООО «АЕДОН» модули фильтров серии «МДМФ» эффективностью подавления радиопомех от 15 до 20 дБ, в частотном диапазоне от 0,3 до 30 МГц, входное напряжение от 12 до 230 В, максимальный рабочий ток до 24 А при входном напряжении 12 В Электромагнитные экраны представляют собой конструкции, предназначенные для ослабления электромагнитных полей, создаваемых источниками электромагнитных помех в пространстве. Теоретическое описание работы электромагнитных экранов основано на том, что их действие состоит в отражении и направлении потока энергии, создаваемой источниками поля, предотвращая ее попадание в защищаемую область пространства. Механизм отражающего и направляющего действия экранов на потоки электромагнитной энергии неразрывно связан с возникновением на поверхности и в толще конструкций экранов зарядов, токов и поляризаций. В общем случае экран не только ослабляет, но и искажает поле источника в защищаемой области, поэтому эффективность экранирования оказывается различной для электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. Электромагнитным экраном называют конструкции, предназначенные для ослабления электромагнитных полей, создаваемых источниками в некоторой области пространства, не содержащих этих источников. В большинстве случаев электромагнитные экраны изготавливаются из металлов.
Комплекс вопросов, связанных с разработкой эффективных экранов и экранирующих систем для технических средств, работающих в широком диапазоне частот, экранирующие материалы и покрытия, экранирование низкочастотных магнитных полей, конструкции экранирующих корпусов и их элементы подробно изложены в литературе, (например, Кечиев Л.Н., Акбашев Б.Б., Степанов П.В. «Экранирование технических средств и экранирующие системы» М.: 2010 г.)
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении полосы подавления электромагнитных помех и ПЭМИН, увеличении значения вносимого затухания в полосе подавления фильтра.
Данная задача достигается за счет того, что помехоподавляющий фильтр электромагнитных помех, состоящий по крайней мере из трех индуктивных звеньев элементов фильтрации, включающих в себя помехоподавляющие индуктивно связанные синфазные дроссели фильтров, индуктивности, конденсаторы, дроссели синфазных фильтров выполнены на тороидальных сердечниках. Помехоподавляющий фильтр электромагнитных помех выполнен в двойном экранирующем корпусе, синфазные дроссели фильтров с намотанными медным изолированным проводом обмотками и индуктивности заливают затвердевающим компаундом, содержащий в своем составе нанокристаллические и аморфные измельченные фракции и ферромагнитные порошки.
Варианты исполнения помехоподавляющих фильтров электромагнитных помех в модульном исполнении позволяют устанавливать их в цепи электропитания постоянного тока от 0 до 230 В, с номинальными токами от 0 до 40 А.
Фильтры подавления электромагнитных помех могут быть использованы в вариантах исполнения, с различными значениями номинальных токов (1, 3, 5, 10, 16, 25, 40, А) и соответственно значением вносимого затухания по напряжению до 70 дБ в полосе подавления от 100 кГц до 500 МГц, для установки в цепи электропитания 12, 24, 27, 60,110, 230 В.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение полосы подавления электромагнитных помех и ПЭМИН, увеличение значения вносимого затухания в полосе подавления фильтра.
Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 1.
Техническое решение поясняется чертежом (Фиг. 1) помехоподавляющий фильтр электромагнитных помех для цепей постоянного тока, где обозначено:
1. Металлический корпус
2. Металлический внутренний экран
3. Конденсатор
4. Обмотка дросселя
5. Дроссель синфазных фильтров
6. Индуктивность
7. Конденсатор электролитический
Техническая осуществимость полезной модели вытекает из описания фильтра подавления электромагнитных помех в статике и динамике с практическим достижением указанного технического результата.