Дроссель фильтрации радиопомех
THROTTLING FILTER OF RADIO INTERFERENCE

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фильтрации радиопомех (далее помех) в цепях питания электронной аппаратуры.
Известны однообмоточные дроссели, включенные в каждый из проводов цепей питания, которые ослабляют помехи [1]. Основным недостатком таких дросселей является подмагничивание сердечника рабочим током. Поэтому приходится применять сердечники с линейной характеристикой намагничивания (альсиферы), которые из-за низкой величины магнитной проницаемости  имеют большие габариты и массу.
Наиболее близкий по техническому существу к заявленному является выбранный в качестве прототипа дроссель фильтрации помех [2], содержащий две обмотки, намотанные на общем сердечнике с одинаковым числом витков. Обмотки включены таким образом, что магнитные потоки, создаваемые рабочим током, взаимно компенсируются (фиг. 1).
Так как исключается постоянное подмагничивание, становится возможным применение магнитопроводов из материалов с высокой магнитной проницаемостью: .
Недостатком этого дросселя фильтрации помех является неравномерность частотной характеристики ослабления помехи. При использовании в дросселе сердечника с большим параметром  ослабление помех будет высоким на низких частотах и значительно снижено на высоких частотах (30 МГц и выше). И наоборот, если использовать сердечник с параметром , ослабление помех будет незначительным на низких частотах и высоким на частотах свыше 30 МГц.
Для устранения отмеченного недостатка в дросселе с двумя обмотками с одинаковым числом витков, которые включены таким образом, что магнитные потоки, создаваемые рабочим током, взаимно компенсируются, сердечник на монолитном ферритовом кольце с  заменен на два кольца с разным , причем первое кольцо имеет высокую магнитную проницаемость, а второе - низкую, отличающуюся от первой в 10 и более раз. Сечение монолитного сердечника и сердечника из двух колец одинаковое (фиг. 2).
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный дроссель фильтрации помех отличается наличием нового элемента - сердечника, составленного из двух ферритовых колец, одно из которых имеет высокую магнитную проницаемость, а второе - низкую, в 10 и более раз меньше, чем у первого.
Таким образом, заявленный дроссель фильтрации помех соответствует критерию «новизна».
Применение в сердечнике двух колец и предложенный выбор магнитной проницаемости для каждого в заявляемом дросселе фильтрации позволили получить новое свойство, что привело к равномерности частотной характеристики коэффициента ослабления помех в широком диапазоне частот от сотен кГц до сотен МГц. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг. 1 представлен дроссель с компенсацией рабочего тока, выполненный на монолитном сердечнике (прототип), на фиг. 2 - предложенный дроссель на сердечнике из двух колец с различной магнитной проницаемостью, на фиг. 3 - частотные характеристики прототипа и предложенного.
Дроссель фильтрации помех (фиг. 2) содержит первую обмотку 1, начало которой подсоединено к плюсу источника, а конец - к плюсу источника помех 5, вторую обмотку 2, начало которой подсоединено к минусу источника, а конец - к минусу источника помех 5. Обмотки 1 и 2 намотаны на сердечнике, который содержит два ферритовых кольца, первое кольцо 3 имеет низкую магнитную проницаемость , второе кольцо 4 высокую - 10000.
Дроссель фильтрации помех работает следующим образом. Эффективно ослабляет помехи в нижней части диапазона частот (примерно до 30 МГц) ферромагнитное кольцо с высоким значением . На более высоких частотах в дросселе начинает работать кольцо с низкой проницаемостью.
Экспериментальные исследования заявленного дросселя фильтрации помех выполнены на основе серийного модуля МРМ1, в котором применен дроссель на монолитном сердечнике из феррита с , кольцо 10×6×6 мм.
осл
осл
На графике 1 (фиг. 3) представлена зависимость коэффициента ослабления помех Кмодуля МРМ1 от частоты (измерения по ГОСТ 30429-96). Как видно из графика, на частотах свыше 20 МГц коэффициент ослабления модуля уменьшается. После замены серийного дросселя на монолитном сердечнике на заявленный частотная характеристика (график 2) становится более равномерной, а на частоте 100 МГц коэффициент К повышается на 10 дБ.
Источники информации
1. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. Киев: Техника, 1990 г., с. 115, рис. 5.12.
2. Inductors, Power line chokes Epcos AG 2008. p. 2, fig. 1.