Индуктивный элемент
Изобретение относится к индуктивным э,лемеитам электротехники и радиотехники . Цель изобретения состоит в улучшении массо-габаритных и тепловых показателей. Устройство содержит магнитопровод, состоящий из центрального стержневого сердечника 1 из ферритового материала, внешнего трубчатого сердечника 2 из магнитодиэлектрического материала и двух торцовых накладок 3 из феррита, на которых расположены контакты 4, обмотку 5, размещенную на центральном стержневом сердечнике 1. Магнитную проницаемость магнитодиэлектрического материала определяют по вьфажению: fUj ,015|U(p(Jj,+2la), где р - относительная магнитная проницаемость ферритового участка магнитопровода - длина стороны накладки, fn. - выр I. I сота центрального сердечника, ил. 43 IH НпА ю о 4 .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (su 4 О1 Г 17/04 у» г 1. (, a r ° r 1 °
I y (l
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3871397/24-07 (22) 22. 03. 85 (46) 23.02,87. Бюл. У 7 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники. (72) С.Ш.Щерб и А.Н.Бормашов (53) 621.312.4.435 (088.8) I (56) Авторское свидетельство СССР
У 799027, кл, Н 01 Р 17/04, 1981, (54) ИНДУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к индуктивным элементам электротехники и радиотехники. Цель изобретения состоит в улучшении массо-габаритных и тепло„„Я0„„1292О48 А 1 вых показателей. Устройство содержит магнитопровод, состоящий из центрального стержневого сердечника 1 из ферритового материала, внешнего трубчатого сердечника 2 иэ магнитодиэлектрического материала и двух торцовых накладок 3 из феррита, на которых расположены контакты 4, обмотку 5, размещенную на центральном стержневом сердечнике 1. Магнитную проницаемость магнитодиэлектрического материала определяют по выражению: p -=
= X р /7 +0,015 +(7„+22 ), где р, относйтельная магнитная проницаемость ферритового участка магнитопровода, — длина стороны накладки, f — вы- д н
<О сота центрального сердечника. 1 ил.
Изобретение относится к индуктивным элементам электротехники и радиоэлектроники, например к трансформаторам и дросселям источников вторичного электропитания, выполненных в виде микросборок или гибридных интегральных микросхем.
Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей, На чертеже представлена конструкция индуктивного элемента.
Индукционный элемент содержит магнитопровод, состоящий из центрального стержневого сердечника 1 из ферритового материала, внешнего трубчатого сердечника 2 из магнитодиэлектрического. материала и двух торцовых накладок 3 из феррита, на которых расположены контакты 4, обмотку 5, размещенную на центральном стержневом сердечнике 1, Использование контактов на торцо— вых накладках и трубчатого сердечника из магнитодиэлектрического материала
- 25 с оптимальным значением относительной магнитной проницаемостью позволяет улучшить массогабаритные показатели индуктивного элемента.
Индуктивность рассматриваемых индуктивных элементов определяется lIQ формуле
1 2
L (1) р ь где M — количество витков в обмотке;
R — суммарное магнитное сопротивЕ ление магнитной цепи магнито- . провода, Для предлагаемого индуктивного эле- 40 мента и 2 (Х +22 ) (2) э о э н — ширина накладки;
1 — высота стержневого сердечника;
Р— эквивалентное сечение магниЭ топровода;
P> — магнитная проницаемость вакуума; (u, — эквивалентная магнитная проницаемость магнитопровода.
С другой стороны, суммарное значение магнитного сопротивления цепимаг- 55 нитопровода запишется
Ке = В. +-В (3) где R — магнитйое сопротивление участка из феррита;
48 2
R — магнитное сопротивления уча9 стка из магнитодиэлектрика.
Используя выражения (2) и (3), получаем выражение для определения относительной магнитной проницаемости магнитодиэлектрического материала р, позволяющей оптимизировать конструкцию ИЭ
L э 3 (2 ) (У,У ), 4
Эквивалентная (эффектйвная) магнитная проницаемость магнитопровода может быть вычислена по формуле
Рр
Я (5) (I,a /I ) где щ — отйосительная магнитная npoi-9 ницаемость феррита;
У,,/0, = 0,01 — 0,02, оптимальное значение равно 0,015.
Подставив (3) в выражение (4), получим ю Р
1ц У (6)
Х, +0,015р (У„+27 )
Для подтвержденйя уменьшения габаритных размеров предлагаемого устройства но сравнению с известным проведен следующий эксперимент, Выбраны габаритные размеры известного устройства и соответственно размеры описанного прямоугольного параллелепипеда, Предлагаемое устройство выполнено следующим образом.
На центральном стержневом сердечнике 5х5хЗ мм, изготовленном из феррита 600НН, размещена обмотка из
20 витков, выполненная ленточным проводом Зх0,2 мм, Стержневой сердечник с обмоткой установлен между двумя накладками 20х20х1,5 мм из феррита
600НН, снабженными контактами. Выводы обмотки подключены к контактам. Магнитная проницаемость трубчатой части магнитопровода, определяется по формуле (4) при следующих значениях: =600 — магнитная проницаемость ферг9 рита, взятая из технических условий на феррит 600НН; 2 =3 мм; Уц — высота трубчатой части магнитопровода; 1
=20 мм — длина накладок, При данных значениях р равно 7,6.
Известное устройство выполнено следующим образом. На центральном стержневом сердечнике ф бхЗ мм из феррита 600 НН размещена обмотка из
20 витков, выполненная ленточным проводом Зх0,02 мм, Стержневой сердечник с обмоткой установлен в трубчатый
Формула и з обретения
Материал торцовых дисков
Вч-22 Вч-32 ТЧК-55 Тч-60
Индуктивность, мкГн
12,2 16,7 17,6 14,3 э Рж
7 +0 015р (7<+27 ) относительная магнйтная проницаемость ферритового участка магнитопровода; длина стороны накладки; высота центрального сердечника.
p) где р Составитель Ф.Чиркина
Редактор А.Ворович Техред А.Кравчук Корректор E.Ñèðîõìàí
Заказ 277/51 Тираж 699 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 12920 сердечник К 20х16,5х3, выполненный из стандартного кольца М 600 НН вЂ” 4 К
20х12х6. Торцовые диски ф 20 мм в области керна имеют высоту 1,5 мм, которая к краю диска уменьшается. до
0,3 мм. Всего изготовлены 4 пары торцевых дисков из альсифера следующих марок Вч-22, Вч-32, ТЧК-55, Тч-60, Трубчатая часть магнитопровода предлагаемого устройства выполнена 10 из состава, содержащего 85 мас.7 порошка феррита 400НН и 15 мас.X эпоксидной смолы ЭД-20 с отвердителем.
Параметры изготовленных индуктивных элементов известного устройства измеряли на частоте = 100 кГц при токе подмагничивания Т =5А по известной методике.
Индуктивность предлагаемого индуктивного элемента составила 30,1мкГн. 20
Измерения индуктивного элемента проводились поочередно с каждой иэ четырех пар торцовых дисков. Результаты измерений приведены в таблице.
Из анализа РезУльтатов измеРений известного устройства следует, что наибольшее значение индуктивности устройства получено при торцовых дисках, выполненных из альсифера ТЧК-55.
Кроме того, было проведено испыта- 40 ние предлагаемого индуктивного элемента и известного по определению темпе48 4 ратуры перегреваобмоток. Индуктивные элементы устанавливали на одинаковые теплопроводящие основания и через обмотки пропускали ток 1 =5 А в течение двух ч. Методом измерения сопротивления обмоток определяли их перегрев относительно окружающей среды. Для предлагаемого индуктивнбго элемента перегрев составил 28 К, для известного — 51 К.
Уменьшение перегрева на 45Х позволяет почти вдвое увеличить индуктивность при сохранении прежнего объема ИЗ.
Индуктивный элемент, содержащий броневой магнитопровод, состоящий из центрального стержневого ферритового сердечника, внешнего трубчатого сердечника и двух торцовых накладок, одну обмотку, размещенную на стержневом сердечнике, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, он снабжен контактами, размещенными по краям торцовых накладок, выполненных из феррита, трубчатый сердечник выполнен из магнитодиэлектрического материала с относительной магнитной проницаемостью м определяемой по выражению: г
