DE20119996U1

DE20119996U1 - Multi-purpose input device

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Publication number: DE20119996U1
Application number: DE20119996U
Authority: DE
Original assignee: Pi International Ltd
Current assignee: Pi International Ltd
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2011-12-11

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrzweck-Eingabegerät. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Mehrzweck-Eingabegerät, welches an einer Frontstufe eines Stromversorgungsschaltkreises angebracht ist und mittels dessen den Anforderungen an Sicherheit und elektromagnetischer Verträglichkeit (= &ldquor;Electromagnetic Compatibility", EMC) Rechnung getragen wird.The present invention relates to a multi-purpose input device. In particular, the present invention relates to a multi-purpose input device which is attached to a front stage of a power supply circuit and by means of which the requirements of safety and electromagnetic compatibility (EMC) are taken into account.

In Fig. 1 ist ein bekannter Wandler-Abschnitt zum Umwandeln einer AC-Stromquelle (Wechselstromquelle) in eine DC-Stromquelle (= Gleichstromquelle) dargestellt, wie er im Aufbau der Frontstufe eines Stromversorgungsschaltkreises weithin verwendet wird. In dem Wandler-Abschnitt ist eine. Gleichrichterbrücke D1-D4 angeordnet. Der Eingang der Gleichrichterbrücke D1-D4 ist an einen Einschaltstrombegrenzer 50 und weiter an eine Schmelzbrücke 60 angeschlossen. Das freie Ende der Schmelzbrücke 60 ist mit 0 einer AC-Einspeisung (Wechselstromeinspeisung) verbunden. Der Ausgang der Gleichrichterbrücke D1-D4 ist mit einer EMC-Drosselspule 7 0 und einem Kondensator C elektrisch verbunden. Die EMC-Drosselspule 7 0 und das freie Ende des Kondensators C sind an den Folgeabschnitt des Stromversorgungsschaltkreises angeschlossen.Fig. 1 shows a known converter section for converting an AC power source (alternating current source) into a DC power source (= direct current source), as is widely used in the construction of the front stage of a power supply circuit. A rectifier bridge D1-D4 is arranged in the converter section. The input of the rectifier bridge D1-D4 is connected to an inrush current limiter 50 and further to a fuse 60. The free end of the fuse 60 is connected to an AC feed (alternating current feed). The output of the rectifier bridge D1-D4 is electrically connected to an EMC choke coil 7 0 and a capacitor C. The EMC choke coil 7 0 and the free end of the capacitor C are connected to the subsequent section of the power supply circuit.

Die oben beschriebene bekannte Vorrichtung erfüllt infolge der Verwendung des Einschaltstrombegrenzers 50, der Schmelzbrücke 60 und der EMC-Drosselspule 70 verschiedene 0 Funktionen. Die Schmelzbrücke 60 stellt eine Sicherung dar, welche den Schaltkreis bei zu großem Eingangsstrom öffnet. Folglich kann der Eingangsstrom auf einen sicheren Wert, beispielsweise unter einigen Ampere, begrenzt werden.The known device described above fulfils various functions due to the use of the inrush current limiter 50, the fusible link 60 and the EMC choke coil 70. The fusible link 60 represents a fuse which opens the circuit if the input current is too high. Consequently, the input current can be limited to a safe value, for example below a few amperes.

Bei dem Einschaltstrombegrenzer 50 handelt es sich üblicherweise um eine niederohmige Komponente, welche die Eingangsimpedanz eines AC-Schaltkreises zur Reduzierung des Einschaltstroms vergrößern kann, wenn ein Anschluß an eine Stromquelle eingesteckt wird, wodurch eine Beschädigung anderer mit dem Wechselstromschaltkreis in Reihe geschalteter Komponenten oder deren Qualitätsverschlechterung verhindert wird.The inrush current limiter 50 is typically a low impedance component that can increase the input impedance of an AC circuit to reduce the inrush current when a terminal is plugged into a power source, thereby preventing damage or degradation of other components connected in series with the AC circuit.

Bei der EMC-Drosselspule 70 handelt es sich um eine elektromechanische Basiskomponente, mittels der eine Hochfrequenz-Impedanz zwischen einem Anwendungsgerät und der Wechselstromeinspeisung geschaffen wird. Da die Hochfrequenz-Impedanz der EMC-Drosselspule 7 0 eine Spannung um die Impedanz der Wechselstromeinspeisung teilen kann, nimmt das durch die Wechselstromeinspeisung aufgrund des Anwendungsgerätes erzeugte Rauschen im Differentialbetrieb infolge dieser Spannungsteilung ab. Da die Hochfrequenz-0 Impedanz der EMC-Drosselspule 7 0 wesentlich größer als die Impedanz der Wechselstromeinspeisung ist, wird der Einfluss des Rauschens auf die Wechselstromeinspeisung bei hohen Frequenzen wesentlich reduziert.The EMC choke coil 70 is a basic electromechanical component that creates a high frequency impedance between an application device and the AC supply. Since the high frequency impedance of the EMC choke coil 70 can divide a voltage by the AC supply impedance, the noise generated by the AC supply due to the application device in differential operation is reduced as a result of this voltage division. Since the high frequency impedance of the EMC choke coil 70 is much larger than the AC supply impedance, the influence of noise on the AC supply at high frequencies is significantly reduced.

5 Allerdings führt die hohe Anzahl von Unterbaugruppen zu hohen Kosten. Außerdem lassen sich Lagerung, Transport und Einbau weder reduzieren noch vereinfachen. Da die drei Unterbaugruppen individuell miteinander verbunden sind, können sie nicht zur Volumenreduzierung wirksam integriert 0 werden.5 However, the high number of sub-assemblies leads to high costs. In addition, storage, transportation and installation cannot be reduced or simplified. Since the three sub-assemblies are individually connected to one another, they cannot be effectively integrated to reduce volume.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mehrzweck-Eingabegerät zu schaffen, bei dem eineThe object of the present invention is therefore to provide a multi-purpose input device in which a

Kostenreduzierung und eine Volumenreduzierung erreicht werden und welches die Erfordernisse an Sicherheit und EMC erfüllt.Cost reduction and volume reduction can be achieved and which meets the requirements of security and EMC.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out in accordance with the characteristics of the independent
Claim 1 is resolved.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mehrzweck-Eingabegerät
geschaffen, welches die Aufgaben einer
Schmelzbrücke, eines Einschaltstrombegrenzers und einer EMC-Drosselspule erfüllt. Ein Schmelzwiderstand ist um einenAccording to the present invention, a multi-purpose input device
created, which performs the tasks of a
fuse bridge, an inrush current limiter and an EMC choke coil. A fuse resistor is

Magnetkern gewickelt, welcher einen hohen Widerstand und eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt. Da das Mehrzweck-Eingabegerät
gemäß der vorliegenden Erfindung die drei
bekannten separaten Unterbaugruppen ersetzen kann, wird eine Reduzierung der Kosten sowie eine Volumenreduzierung
erreicht.Magnetic core, which has a high resistance and a high dielectric constant. Since the multi-purpose input device
according to the present invention, the three
known separate subassemblies, a reduction in costs and a reduction in volume
reached.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments shown in the accompanying figures.
explained. They show:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines bekannten AC-DC-Wandlers (Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler) ;Fig. 1 is a circuit diagram of a known AC-DC converter (alternating current-to-direct current converter);

5 Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines AC-DC-Wandlers gemäß der vorliegenden Erfindung;5 Fig. 2 is a circuit diagram of an AC-DC converter according to the present invention;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung; und
30Fig. 3 is a perspective view of an embodiment
according to the present invention; and
30

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 4 is a perspective view of another
Embodiment according to the present invention.

M ¹^-IV: 5 I M ¹ ^-IV: 5 I

"&igr; ·"&igr; ·

·&diams;· ti »···&diams;· ti »··

Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, erfüllt ein Mehrzweck-Eingabegerät gemäß der vorliegenden Erfindung die Erfordernisse an Sicherheit und elektromagnetischer Verträglichkeit. Das Mehrzweck-Eingabegerät ist zwischen einer Wechselstromeinspeisung und einer Gleichrichterschaltung 3 in Reihe geschaltet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Gleichrichterschaltung 3 eine Gleichrichterbrücke D1-D4 und einen Kondensator C auf. Das Mehrzweck-Eingabegerät weist einen Magnetkern 1 und eine Widerstandsspule 2 auf.As shown in Fig. 2 and Fig. 3, a multi-purpose input device according to the present invention satisfies the requirements of safety and electromagnetic compatibility. The multi-purpose input device is connected in series between an AC power supply and a rectifier circuit 3. In the illustrated embodiment of the present invention, the rectifier circuit 3 comprises a rectifier bridge D1-D4 and a capacitor C. The multi-purpose input device comprises a magnetic core 1 and a resistance coil 2.

Bei dem Magnetkern 1 handelt es sich um einen ferromagnetisehen Magnetkern. Das Material des Magnetkerns sollte einen hohen Widerstand und eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen, um der beim Durchbrennen der Widerstandsspule 2 erzeugten Spannungsdifferenz standzuhalten; es kann jedoch auch ein geeigneter Spulenträger oder eine kompakte Baugruppe verwendet werden, um den Magnetkern 1 vom Schaltkreis zu trennen.The magnetic core 1 is a ferromagnetic magnetic core. The material of the magnetic core should have a high resistance and a high dielectric constant in order to withstand the voltage difference generated when the resistance coil 2 burns out; however, a suitable coil carrier or a compact assembly can also be used to separate the magnetic core 1 from the circuit.

Bei der Widerstandsspule 2 handelt es sich um einen Schmelzwiderstand, der um den Magnetkern 1 gewickelt ist. Die Widerstandsspule 2 hat die Funktion einer Schmelzsicherung, eines Einschaltstrombegrenzers und einer EMC-Drosselspule.The resistance coil 2 is a fuse that is wound around the magnetic core 1. The resistance coil 2 has the function of a fuse, an inrush current limiter and an EMC choke coil.

Dies bedeutet, dass sie den Eingangsstrom auf einen sicheren Wert begrenzen kann, wodurch der Einschaltstrom reduziert wird, wobei das auf die Wechselstromeinspeisung wirkende Rauschen gedrosselt wird.This means that it can limit the input current to a safe level, thereby reducing the inrush current while reducing the noise affecting the AC input.

Gemäß Fig. 4 ist die Oberfläche des Mehrzweck-Eingabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Deckschicht 4 beschichtet, welche eine Schutzfunktion gegenüber Rauch oderAccording to Fig. 4, the surface of the multi-purpose input device according to the present invention is coated with a cover layer 4, which has a protective function against smoke or

gegenüber Flammenbildung ausübt, wenn die Widerstandsspule 2 aufschmilzt.against flame formation when the resistance coil 2 melts.

Außerdem kann die Widerstandsspule 2 aus einer ersten Spule 21 mit kleinerer Wicklungszahl und einer zweiten Spule 22 mit größerer Wicklungszahl gebildet werden. Da die erste Spule nur eine Wicklungsschicht aufweist, kann die parasitäre Kapazität reduziert werden, was vorteilhaft für die Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Frequenzen ist. Eine parasitäre Kapazität zwischen mehreren Wicklungsschichten kann verhindert werden und für den hochfrequenten Strom wird eine niederohmige Kriechstromspur erzeugt. Folglich wird die effektive Impedanz der Spule reduziert. Die zweite Spule 22 ist für die Widerstandsfähigkeit gegenüber Niedrigfrequenzstörungen vorteilhaft. Infolge ihres Aufbaus mit mehreren Wicklungsschichten wird eine größere Anzahl von Wicklungen von kürzerer Länge geschaffen. Bei einer zylindrischen Drosselspule ist der Blindwiderstand näherungsweise proportional zum Quadrat der Wicklungszahl und 0 umgekehrt proportional zur Länge. Daher kann eine höhere Impedanz für die Widerstandsfähigkeit gegenüber niedrigen Frequenzen erzielt werden.In addition, the resistance coil 2 can be formed of a first coil 21 with a smaller number of turns and a second coil 22 with a larger number of turns. Since the first coil has only one winding layer, the parasitic capacitance can be reduced, which is advantageous for the resistance to high frequencies. Parasitic capacitance between multiple winding layers can be prevented, and a low-resistance leakage current trace is created for the high-frequency current. Consequently, the effective impedance of the coil is reduced. The second coil 22 is advantageous for the resistance to low-frequency noise. As a result of its construction with multiple winding layers, a larger number of windings of shorter length are created. In a cylindrical choke coil, the reactance is approximately proportional to the square of the number of turns and 0 is inversely proportional to the length. Therefore, a higher impedance for the resistance to low frequencies can be achieved.

Zusammenfassend besitzt die spezielle Bauweise der 5 vorliegenden Erfindung die folgenden Eigenschaften:In summary, the special design of the present invention has the following properties:

1. Niedrige Kosten: Da eine einzige Komponente verwendet wird, können die Kosten reduziert werden und Transport und Einbau werden vereinfacht.1. Low cost: Since a single component is used, costs can be reduced and transportation and installation are simplified.

2. Geringes Volumen: Da eine einzige Komponente anstelle von drei getrennten Unterbaugruppen verwendet wird, kann das Volumen wirksam reduziert werden.2. Low volume: Since a single component is used instead of three separate sub-assemblies, the volume can be effectively reduced.

Claims

1. A multi-purpose input device connected in series between an alternating current (AC) supply and a direct current (DC) circuit, and comprising:
a ferromagnetic magnetic core ( 1 ) and
a coil winding ( 2 ) with electromagnetic compatibility (EMC) wound around the magnetic core ( 1 ), wherein the coil winding fulfils the tasks of an inrush current limiter, a fusible bridge and a choke coil.

2. A multi-purpose input device according to claim 1, wherein the magnetic core ( 1 ) has a high resistance and a high dielectric constant.

3. Multi-purpose input device according to claim 1 or 2, wherein the magnetic core ( 1 ) has a suitable coil carrier or a compact assembly for separation from a circuit.

4. Multi-purpose input device according to one of claims 1 to 3, wherein the coil winding ( 2 ) is a fusible resistor winding.

5. A multi-purpose input device according to one of claims 1 to 4, wherein the coil winding ( 2 ) is formed by assembling a first coil ( 21 ) of smaller number of turns and a second coil ( 22 ) of larger number of turns.

6. Multi-purpose input device according to one of claims 1 to 5, wherein its surface is coated with a cover layer ( 4 ) having a protective effect.