Термостабильная катушка индуктивности

Термостабильная катушка индуктивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области радиотехники и техники связи и может быть использовано в качестве элемента колебательных систем различного назначения. Цель изобретения состоит в увеличении стабильности параметров и надежности конструкции . Устройство содержит броневой сердечник из материала с положительным температурным коэффициентом магнитной проницаемости, состоящий из двух чашек 3 с обмоткой и термокомпенсатором в виде обоймы, закрепленной на чашках сердечника. Термокомпенсатор имеет стержни 6, являющиеся элементами жесткости конструкции, которые фиксируют положение частей сердечника одна относительно другой и направляют строго в одном направлении их перемещение при изменениях температуры, и упругие элементы 7. Упругие элементы 7 компенсируют допуски на размеры сердечника и термокомпенсатора и поэтому обеспечивают надежную фиксацию и однозначное перемещение частей сердечника. 1з.п. ф-лы. 7 ил. 2 iS (Л Фиг. IC сд ;о со 4 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Н 01 F 15/16, 17/06, 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;ц "

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (54) ТЕРМОСТАБИЛ ЬНАЯ КАТУШКА

ИНДУКТИВ НОСТИ (57) Изобретение относится к области радиотехники и техники связи и может быть использовано в качестве элемента колебательных систем различного назначения.

Цель изобретения состоит в увеличении ста(21) 3830843/24-07 (22) 26.12.84. (46) 23.09.86. Бюл. № 35 (71) Рижский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. А. Я. Пельше (72) Я. К. Янковский и В. В. Юршевич (53) 621.318.435 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 113546, кл. Н 01 F 17/04, 1955.

Патент ФРГ № 940660, кл. 21 а 468,1956.

„„Я0„„1259343 1 бильности параметров и надежности конструкции. Устройство содержит броневой сердечник из материала с положительным температурным коэффициентом магнитной проницаемости, состоящий из двух чашек 3 с обмоткой и термокомпенсатором в виде обоймы, закрепленной на чашках сердечника.

Термокомпенсатор имеет стержни 6, являющиеся элементами жесткости конструкции, которые фиксируют положение частей сердечника одна относительно другой и направляют строго в одном направлении их перемещение при изменениях температуры, и упругие элементы 7. Упругие элементы 7 компенсируют допуски на размеры сердечника и термокомпенсатора и поэтому обеспечивают надежную фиксацию и однозначное перемещение частей сердечника. 1з. п. ф-лы. 7 ил.!

259343

1. Термостабильная катушка индуктквности содержащая сердечник, состоящий из двух частей и изготовленный из материала с положительным температурным коэффициентом магнитной проницаемости, обмотку и термокомпенсирующий элемент, прикрепленный к сердечнику, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стабильности параметров и надежности конструкции, термокомпенсирующий элемент представляет собой обойму, выполненную в виде продоль1

Изобретение относится к области радиотехники и техники связи и может быть использовано в качестве элемента колебательных систем различного назначения.

Цель изобретения — увеличение стабильности параметров и надежности кон- 5 струкции.

На фиг. 1 и 2 схематически изображена конструкция термокомпенсатора в двух проекциях; на фиг. 3 — 5 — предлагаемая катушка в трех проекциях; на фиг. 6 закрепление термокомпенсирующей обоймы на сердечнике с помощью штифтов; на фиг. 7 — закрепление с помощью выступов на обойме и канавок в чашках сердечника.

Термокомпенсатор (фиг. 1 и 2) состоит из жестких элементов 1, фиксирующих поло- 15 жение частей сердечника друг относительно друга и направляющих строго в одном направлении их перемещение при изменениях температуры, и упругих элементов 2, символически показанных в виде пружин. Упругие элементы ком пенси руют допуски на размеры сердечника и термокомпенсатора и поэтому обеспечивают надежную фиксацию и однозначное перемещение частей сердечника, чем существенно снижается нецикличность температурной зависимости 25 индуктивности и технологический разброс температурного коэффициента индуктивности (ТКИ), обусловленные неопределенностью положения частей сердечника друг относительно друга. Элементы 2 выполнены настолько эластичными, чтобы можно было пренебречь механическими напряжениями в сердечнике, возникающими за счет соединения термокомпенсатора с сердечником с гарантированным натягом. Это сильно уменьшает старение параметров катушки индуктивности, вызванное изменением во вре35 мени механических напряжений. Термокомпенсатор надевается и закрепляется, например, в случае броневого сердечника на его наружной поверхности — — на элементе геоных стержней, соединенных поперечными полосами, и охватывающую наружную боковую поверхность сердечника, термокомпенсирующий элемент изготовлен из эластичного диэлектрика с малым коэффициентом поверхностного трения.

2. Катушка по и. 1, отличающаяся тем, что, стержни обоймы выполнены с призматическими выступами, а части сердечника— с канавками, в которых размещены выступы стержней обоймы.

2 метрии сердечника, имеющем наибольший размер и наибольшую относительную точность и не имеющем предусмотренной чертежом конусности. По сравнению с любым другим случаем использования термокомпенсатора в броневом сердечнике при прочих равных условиях этим обеспечивается наименьшая погрешность фиксации и перемещения частей сердечни ка друг относительно друга.

Предлагаемая термостабильная катушка индуктивности содержит броневой сердечник из материала с положительным температурным коэффициентом магнитной проницаемости, состоящий из двух чашек 3 с обмоткой 4 и с термокомпенсатором в виде прямоугольной обоймы 5, закрепленной на чашках 3 сердечника. Термокомпенсатор в этом случае изготовлен в виде единого целого из эластичного диэлектрика с малым коэффициентом поверхностного трения, например фторопласта, полиэтилена, капрона, и имеет стержни 6, являющиеся элементами жесткости конструкции, связанные упругими соединителями 7, выполненными в виде полос с малой толщиной, что уменьшает усилие, необходимое для требуемой упругой деформации, облегчает установку выводов обмотки, позволяет контролировать качество соприкосновения чашек сердечника (или зазора между ними) . Предлагаемая конструкция термокомпенсатора соответ=твует случаю, когда катушка имеет прямоугольный экран. При круглом экране или при его отсутствии число стержней 6 может быть уменьшено до трех (в соответствии с принципами геометрического метода конструирования) . Номинальный размер и допуск на внутренний диаметр термокомпенсатора (он определяется по внутренним цилиндрическим поверхностям стержней, на фиг. 1 это размер D) выбираются такими, чтобы при минимальном наружном диаметре сердечника и максимальном внутреннем ди1259343 аметре термокомпенсатора в конструкции обеспечивался все же определенный натяг.

В другом крайнем случае (максимальный размер сердечника и минимальный размер термокомпенсатора) термокомпенсатор устанавливается на сердечник при большей упругой деформации соединителей 7. Поскольку для отмеченных материалов имеет место достаточно быстрая релаксация механических напряжений, особенно при повышенной температуре, то и в этом случае заметных механических напряжений в сердечнике не возникает. Таким образом, в конструкции всегда гарантируется плотное прилегание стержней 6 к поверхности сердечника при малых механических напряжениях в последнем. Это обеспечивает достаточно однозначное осевое перемещение частей сердечника при изменении температуры, что существенно уменьшает производственный разброс ТКИ, нецикличность температурной зависимости индуктивности. Плотное соприкосновение стержней с поверхностью сердечника не препятствует осевому смещению чашек сердечника при изменениях температуры, так как жесткость конструкции термокомпенсатора в осевом направлении много больше, чем в радиальном, и термокомпенсатор в радиальном направлении весь ма эластичен. Кроме того, материал термокомпенсатора выбран с малым коэффициентом поверхностного трения.

При прочих равных условиях глубина термокомпенсации определяется разностью

ТКЛР материалов термокомпенсатора и сердечника, а также расстоянием между точками крепления термокомпенсатора к сердечнику (размер А на фиг. 5). При выбранном материале термокомпенсатора, т.е. при заданном его ТКЛР, глубина термокомпенсации может регулироваться изменением размера А. Так, например, для катушки индуктивности, выполненной на броневом сердечнике Б6 из материала P-100 с индуктивностью 0,53 мкГн и добротностью 166 на частоте 25 МГц, получены следующие данные для фторопластовой обоймы термоком пенсатора:

1. Средний ТКИ в интервале (20 — 70) С равен +-83 10 1/ С для некомпенсированного варианта;

2. ТКИ имеет значения (в единицах 10

1/ С) в температурном интервале (20—

40) С: 76, †1, †2, и †2 при размере А соответственно 1, 2, 3 и 4 мм; в температурном интервале (40 — 70) С: — 22, — 60, — 90 и †1 при тех же значениях А.

При заданном расстоянии А глубина термокомпенсации определяется ТКЛР материала. Поскольку термокомпенсатор расположен вне основного поля катушки (он находится в слабом поле рассеяния), его диэлектрические параметры практически не влияют на качественные показатели ка5

Зо

55 туш ки индуктивности, поэтому существует определенная свобода выбора материала.

Термокомпенсатор может быть скреплен с чашками сердечника, например, с помощью клея, вводимого через отверстия 8 (по два в каждом стержне) . Плотное прилегание стержней 6 к поверхности сердечника практически устраняет попадание клея на непредусмотренные участки сердечника, т. е. место крепления получается вполне определенным. Еще в большей мере это относится к случаю, когда для повышения надежности конструкции в условиях механических воздействий (особенно если масса сердечника велика) или резких изменений температуры на поверхности сердечника (фиг. 6) выполняются углубления 9 соосно с отверстиями в термокомпенсаторе и в отверстия 8 вставляются до упора диэлектрические штифты 10.

Для упрощения сборки катушки индуктивности на внутренней цилиндрической поверхности стержней 6 термокомпенсатора на определенном расстоянии можно выполнить призматические выступы 11, а в соответствующих местах наружной цилиндрической поверхности чашек — канавки 12, в которые попадают призматические выступы при надевании термокомпенсатора на сердечник. Для уменьшения технологического разброса индуктивности, обусловленного возможным при сборке поворотом одной чашки относительно другой, на внутренней поверхности полос 7 одной стороны термокомпенсатора можно выполнить полусферические выступы 13, попадающие при надевании термокомпенсатора на сердечник в пазы чашек сердечника и тем самым фиксирующие их взаимное расположение.

При квадратной форме обоймы площадь. занимаемая катушкой, например, на печатной плате, увеличивается мало даже в случае миниатюрных катушек (не более, чем на 10 — 15 /o) . При использовании экранов квадратного сечения (наиболее частый случай в радиоэлектронике) квадратная обойма лишь незначительно увеличивает размеры экрана: немного больше, чем на удвоенную толщину тонких полос 7 (обычно на

0,4 — 0,8 мм) . При экранировании катушек часто применяют электрическую изоляцию экрана от сердечника, термокомпенсирующая обойма может одновременно выполнять и эту функцию, кроме того, она в определенной мере механически защищает сердечник от случайных ударов, опасных для хрупких ферритовых сердечников с тонкими стенками (случай миниатюрных сердечников) .

Обойму без потери эластичности в радиальном направлении конструктивно можно выполнить как единое целое с дополнительным основанием. Такая конструкция может быть каркасом всей катушки индуктивности в целом. Например, в основание могут быть

1259343

Формула изобретения

1 7

77

Фиг. 7 чзиг. б

1Риг. 5

С оста в ит ель Ф. Ч и рк и на

Редактор,А. Воровин Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 5129/51 Тираж б43 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул. Проектная, 4 запрессованы специальные выводы, к которым можно припаять выводы обмотки, »а основании можно механически надежно закрепить экран, оно может иметь ключ для однозначной установки катушки, например. на печатной плате, на основании может быть осуществлена маркировка выводов и т. п.

Предлагаемая термостабильная катушка индуктивности по сравнению с известными катушками имеет меньший технологический разброс температурного коэффициента индуктивности, меньшую нецикличность температурной зависимости параметров, меньшее старение указанных параметров, характеризуется большей технологичностью и надежностью конструкции, особенно в случае использования миниатюрных сердечников. При этом лишь незначительно увеличиваются эффективные размеры катушки и термокомпенсирующий элемент может одновременно выполнять ряд дополнительных 2О полезных функций: служить электрической изоляцией сердечника от экрана, частично защищать его от механических воздействий.

1. Термостабильная катушка индуктивности, содержащая сердечник, состоящий из двух частей и изготовленный из материала с положительным температурным коэффициентом м агнитной проницаемости, обмотку и термокомпенсирующий элемент, прикрепленный к сердечнику, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стабильности параметров и надежности конструкции, термокомпенсирующий элемент представляет собой обойму., выполненную в виде продольных стержней, соединенных поперечными полосами, и охватывающую наружную боковую поверхность сердечника, термокомпенсирующий элемент изготовлен из эластичного диэлектрика с малым коэффициентом поверхностного трения.

2. Катушка по п. 1, отличающаяся тем, что стержни обоймы выполнены с призматическими выступами, а части сердечника с канавками, в которых размещены выступы стержней обоймы.