DE3112296A1

DE3112296A1 - Stromkompensierte ringkerndrossel

Info

Publication number: DE3112296A1
Application number: DE19813112296
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 8411 Etterzhausen Ristig
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-10-07
Also published as: FR2502835A1; ES8303808A1; ES510855A0; FR2502835B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA gf ρ 1 Q 4 6 DE

Stromkompensierte Ringkerndrossel

Die Erfindung betrifft eine stromkompensierte Ringkerndrossel, insbesondere für Störschutzfilter für Schaltnetzteile, mit Wicklung 1 und Wicklung 2, die jeweils in zwei gleiche und in.Serie geschaltete Teilwicklungen aufgeteilt sind.

Bei der Entstörung von Schaltnetzteilen erhält die Frage der kurzzeitigen Strom-Überlast der Störschutzfilter und damit im wesentlichen der Drosseln in zunehmendem Maße Bedeutung. Das Schaltnetzteil zieht aus dem Stromyersorgungsnetz einen Effektivwert des Stromes, der nur ideeller Art ist. Real besteht nämlich der Strom aus kurzzeitigen Pulsen von 2 ... 5 ms Länge, die jedoch das 3- bis 5-fache des gemessenen Effektivwertes betragen. Werden die Wicklung 1 und Wicklung 2 der stromkompensierten Ringkerndrosseln jeweils auf dem halben Kreisumfang des Ringkerns angeordnet, so sinkt der Induktivitätswert unter Spitzenlast erheblich, so daß sich die Entstörwirkung verschlechtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stromkompensierte Ringkerndrosseln der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine verbesserte Last-Stromabhängigkeit auszeichnen.

Bei einer stromkompensierten Ringkerndrossel, insbesondere für Störschutzfilter für Schaltnetzteile, mit Wicklung 1 und Wicklung 2, die jeweils in zwei gleiche und in Serie geschaltete Teilwicklungen aufgeteilt sind, sieht

Kra 1 Rau 24.03.1981

■s-

-*■ ^VPA 81 P 1 O 4 6 DE

die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß auf dem Ringkern die Teilwicklungen der Wicklung 1 und die Teilwicklungen der Wicklung 2 jeweils einander gegenüberliegen, wobei die Teilwicklungen zweckmäßigerweise gleichmäßig über den i.a. aus hochpermeablem Werkstoff bestehenden Ringkern verteilt sind.

Die Dimänsionierung der bekannten, stromkompensierten Drosseln mit zwei nebeneinander angeordneten Wicklungen ist auf den Spitzenstrom ausgelegt und erfordert daher erheblich mehr Ferrit-Kernmaterial (höhere A-r Werte), als bei der erfindungsgemäß gewählten Reihenschaltung von gegenüberliegenden Wicklungen. Bei dieser "Über-Kreuz-Schaltung" kann die Auslegung der Ringkerndrossel nach dem Effektivwert des Laststromes durchgeführt werden, was zu geringerem Ferrit-Materialbedarf führt. Dabei werden die Windungszahlen der Wicklungen der Ringkerndrosseln nicht erhöht, sondern nur aufgeteilt,wonach die Wicklungen über Kreuz verbunden werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine bekannte Ringkerndrossel in Draufsicht und

in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Ringkerndrossel nach der Erfindung in der

Darstellung nach Fig. 1,
Fig. 3 bis β jeweils die Abhängigkeit der Induktivität vent Laststrom für Ringkerndrosseln nach Fig. 1 und 2 u. zw. für gleiche Ferrit-Werkstoffe, jedoch verschiedene Ferritkerndurchmessar¹ (58 mm bzw. 100 mm) und bei unterschiedlichen Abwerten (mehrere Ferritringkerne übereinander).

VPA

Die Ringkerndrossel nach Fig. 1 besitzt einen Ringkern 3, nämlich Ferrit-Ringkern, mit Wicklung 1 und Wicklung 2, die jeweils in zwei gleiche, d. h. gleiche Windungszahlen aufweisende und in Serie-geschaltete Teilwicklun- gen I, II bzw. Ill, IV aufgeteilt und nebeneinander angeordnet sind. Jede Teilwicklung, d. h. auch die Teilwicklungen des Ausführungsbeispieles nach der Erfindung (siehe Fig. 2), besitzt 12 Windungen. Mit 1, 1¹ und 2, 2' sind schließlich die Anschlußenden der jeweils in Serie geschalteten Teilwicklungen bezeichnet.

In Fig. 3 ist für eine mit einem Ferritringkern von 58 mm Durchmesser ausgerüstete Ringkerndrossel nach Fig. 1 die Laststromabhängigkeit der Induktivität aufgetragen. Als Ringkernmaterial findet hier ein unter der Bezeichnung N30 bekannter Ferrit; Hersteller Fa. Siemens AG,Verwendung. Die Kurven 4, 5, 6 kennzeichnen jeweils stromko^ensierte Ringkerndrosseln mit einem bzw. zwei bzw. drei stapeiförmig zusammengefaßten und gemeinsam bewickelten Ringkernspule Aufspaltung der Kurven 4, 5, in jeweils zwei Kurven 7, 8, wobei die Kurve 7 strichliniert ist, ist auf die unterschiedlichen Materialien der Becher zurückzuführen, in welche die Ringkerndrosseln eingeführt sind. Die ausgezogenen Kurven geben jeweils die Laststromabhängigkeit der Induktivität bei Verwendung von Aluminiumbechern und die gestrichelten Kurven den entsprechenden Verlauf bei Benutzung von Eisenbechern wieder.

Die Kurve 5 nach Fig. 3 zeigt, daß die bekannte, in einen Aluminiumbecher eingeführte Ringkerndrossel nach Fig. 1 eine unbefriedigende Laststromabhängigkeit der Induktivität besitzt. So verringert sich die Induktivität bei einer Vollast von 60 A auf etwa 40 % ihres Ausgangswertes.

Demgegenüber zeigt die Fig. 4, welche die Lastromabhängigkeit einer Ringkerndrossel nach Fig. 2 wiedergibt, eine wesentlich verbesserte Laststromabhängigkeit der Induktivität. Durch die Jeweils einander gegenüberliegenden Teilwicklungen I, II bzw. Ill, IV der Wicklung 1 und Wicklung 2 wird bei ansonsten gleichem Ringkerndurchmesser und gleichem Ringkern- und Bechermaterial eine Stabilität erreicht, die z. B. bei Vollast von 60 A nur eine Induktivitätsminderung von 5 % zuläßt (siehe Fig. 4, Kurve 10).

Die Figuren 5 und 6 geben bei i. ü. gleichen Bedingungen, jedoch für einen Ringkerndurchmesser von jeweils 100 mm, die Laststromabhängigkeit der Induktivität für Ringkerndrosseln nach Fig. 1 und 2 wieder, deren Ringkerne gleichfalls aus einem unter der Bezeichnung N30 bekannten Ferrit-Werkstoff der Fa. Siemens AG bestehen. Während gemäß Fig. 5, Kurve 12 bei Verwendung von zwei Ringkernen und bei Vollast von 150 A die Induktivitätsminderung noch etwa 94 % beträgt, verringert sich dieser Wert bei Benutzung der Ringkerndrossel nach Fig. 2 auf etwa 50 %.

Claims

Patentansprüche

(ν) Stromkompensierte Ringkerndrossel, insbesondere für Störschutzfilter für Schaltnetzteile, mit Wicklung 1 und Wicklung 2, die Jeweils in zwei gleiche und in Serie geschaltete Teilwicklungen aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ringkern (3) die Teilwicklungen (I, II) der Wicklung 1 und die Teilwicklungen (III, IV) der Wicklung 2 jeweils einander gegenüberliegen.
2. Ringkerndrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilwicklungen (I, II, II, IV) gleichmäßig über den Ringkern (3) verteilt sind.
3. Ringkerndrossel nach Anspruch 1,2, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringkern (3) aus hochpermeablem Werkstoff besteht.
4. Ringkerndrossel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Ringkerne stapeiförmig zusammengefaßt und gemeinsam bewickelt sind.