Схемы сетевого фильтра 220 вольт: Схема изготовления сетевого фильтра под напряжение 220в.

Обратите внимание! Трёхпроводная сеть питания может подвергаться возникновению помех на участках фаза – ноль, земля – фаза, земля – ноль. Эффективное подавление таких негативных явлений осуществляется нормальным стандартным заземлением СФ.

Пути улучшения схемы фильтра

Существует множество вариантов улучшения схемы сетевого фильтра. Один из них отличается остроумием и позволяет существенно экономить потребляемую электроэнергию.

1. Вскрывают корпус многоразъёмного СФ удлинителя.
2. Одну из токоведущих шин разрезают.
3. Отрезки соединяют с 5 вольтовым реле, рассчитанным на коммутацию тока 3А, 250 в.
4. Два других контакта реле соединяют проводами с USB разъёмом на конце.
5. Разъём подключают к USB входу телевизора.

В результате получается управляемая система питания, состоящая из ТВ, цифровой приставки и блока питания спутниковой антенны. Если ранее при выключении телевизора все части системы оставались в режиме ожидания, то с модернизированным фильтром они полностью отключаются. Стоит с пульта включить телеприёмник, как все коммутированные приборы тоже приводятся в действие и наоборот.

Дополнительная информация. Различные модернизированные СФ всегда можно найти на радиорынке, но стоят они довольно дорого. Поэтому намного выгоднее сделать усовершенствование устройства своими руками.

В другом случае идут по пути добавления в СФ LC-фильтра, который, помимо гашения помех от сети, понижает взаимно возникающие электрические помехи от подключённых потребителей.

Штатный варистор (470 в) часто не вызывает срабатывание автоматического предохранителя. Его меняют на аналогичное устройство, рассчитанное на напряжение 620 в. Это позволяет подавлять помехи от работающей стиральной машины, пылесоса и другой мощной электротехники.

Домашние мастера оснащают сетевые фильтры-удлинители звуковой сигнализацией. При превышении в сети уровня напряжения 280 в фильтр оповещает об этом сигналом.

Сетевой фильтр с 2-х обмоточным дросселем

СФ на основе дросселя с двумя обмотками применяют для чувствительной аудиотехники. Звуковые колонки чутко реагируют на помехи сетевого питания. Если таковые возникают, то динамики искажают звук и испускают посторонний фоновый шум. Радиоаппаратура, подключённая к сети через СФ с 2-х обмоточной катушкой, защищена от таких помех.

Схему собирают на отдельной печатной плате. Потребуются несколько конденсаторов и самодельный дроссель. Его изготавливают следующим образом:

1. Кольцо из феррита марки НМ с показателем магнитной проницаемости от 400 до 3000 можно взять из старой электротехники.
2. Магнитопровод оборачивают тканью и покрывают лаком.
3. Для обмотки применяют провод марки ПЭВ. Его площадь сечения зависит от величины нагрузки. Мощные потребители требуют существенного увеличения этого параметра.
4. Намотку ведут двумя проводами в разных направлениях.
5. Делают 10, 12 оборотов каждого проводника.
6. Конденсаторы устанавливают в начале и конце схемы. Они должны выдерживать напряжение до 400 в.

СФ с 2-х обмоточным дросселем

Печатную плату помещают в отдельный металлический корпус. В крайнем случае схему отгораживают металлическими бортиками. Это делается с целью исключения дополнительных помех от блуждающих электромагнитных полей.

С каждым новым поколением электронного оборудования предъявляются повышенные требования к качественным характеристикам сетевого тока. Чтобы не заниматься ремонтом чувствительной электроники, нужно обязательно подключать её через сетевые фильтры. Если фильтровать ток нужно для небольшого количества потребителей, то можно пойти по экономному пути и изготовить сетевой фильтр своими руками.

Видео

Сетевой фильтр своими руками: схема 220 В

Сетевой фильтр чаще всего используется для подключения к электросети компьютера, периферийных и других устройств. Благодаря фильтрующему прибору исключается проникновение помех, которые могут влиять на работоспособность оборудования. Рассмотрим в деталях, как сделать сетевой фильтр своими руками на 220 В, воспользовавшись схемой и пошаговой инструкцией.

Принцип работы фильтра

Сетевое напряжение 220 вольт является переменным и имеет синусоидальную форму. Однако синусоида представлена не в чистом виде, а с помехами электромагнитного характера. В идеале синусоида выглядит в виде волнообразной линии, но в реальности напряжение имеет всплески, перекосы фаз и т.п.

Сетевые помехи влияют на работоспособность чувствительных электроприборов. Поэтому возникает необходимость фильтровать ток от ненужных помех. Для этих целей используется сетевой фильтр, который подключается между электрической сетью и потребителем. Фильтрующий прибор выполнен по своеобразной схеме из конденсаторов и дросселей. Основная функция фильтра – не пропускать высокочастотные помехи и паразитные импульсы.

Как устроен сетевой фильтр

Рассматриваемые устройства бывают:

• встроенные;
• стационарные.

Первый вариант является частью какого-либо электроприбора и устанавливается непосредственно в его корпусе или блоке питания. Конструктивно изделие выполнено из конденсаторов, емкостей, катушек, термопредохранителя и варистора. Последний предназначен для защиты устройства от скачков напряжения.

Стационарные устройства выполнены в виде отдельного прибора с несколькими розетками. Это позволяет одновременно подключить к электросети несколько единиц электротехники, задействовав всего одну розетку. Очистка ВЧ-помех обеспечивается при помощи LC-фильтра. Скачки напряжения предотвращаются несгораемыми предохранителями.

Что находится внутри фильтра

В корпусе сетевого фильтра располагаются:

• фильтрующие элементы;
• варистор;
• выключатель;
• розеточные элементы.

Для подключения фильтра к сети используется сетевой кабель. Подобный конструктив применяется в качественных фильтрах.

Читайте также: Индукционный нагреватель металла своими руками

Сетевые фильтры для бытовой техники

Для безопасного подключения современной быттехники рекомендуется использовать сетевые фильтры. Они предназначены не только для подавления помех, но и для сглаживания скачков напряжения. Для питания старых холодильников, в которых из электрических компонентов использовались лишь двигатель компрессора и лампочка подсветки, перепады сетевого напряжения не страшны. Однако современные холодильники оснащены сложными электронно-вычислительными системами, и применение сетевого фильтра является крайне необходимым.

Аналогичная ситуация со стиральной машинкой. При наличии сетевого фильтра, в случае кратковременных скачков напряжения техника сохранит свою работоспособность благодаря накопленной энергии в конденсаторах. В стиралках, оснащенных сенсорным управлением, еще с завода должны устанавливаться фильтрующие устройства. В противном случае сенсор при скачках напряжения практически сразу выходит из строя.

Все это указывает на то, что для питания техники в квартире следует устанавливать фильтрующие приборы. К тому же сегодня есть широкий выбор таких устройств, рассчитанных на потребление как в 1 кВт, так и на 4 кВт.

Как самостоятельно сделать фильтр

Выяснив, для чего предназначен сетевой фильтр на 220 В, следует рассмотреть, как сделать его своими руками, используя разные схемы и пошаговые инструкции.

Простая схема

Чтобы собрать самый простой и лучший сетевой фильтр, понадобится переноска на несколько розеток с сетевым шнуром. Изделие изготавливается из доступных деталей по приведенной схеме:

Порядок работы таков:

1. Раскрываем корпус удлинителя.
2. Согласно схеме, припаиваем сопротивления соответствующего номинала и катушки индуктивности.
3. Обе ветви соединяем между собой посредством конденсатора C1 и сопротивления R3.
4. Между розетками устанавливаем концевой конденсатор C2.

Если места для установки конденсатора C2 внутри корпуса не найдется, то можно обойтись и без него. Подробнее с конструкцией простого фильтра можно ознакомиться в видео:

С дросселем из двух обмоток

Самодельный фильтр с двумя обмотками дросселя используется для аппаратуры с высокой чувствительностью. К таковой относится аудиотехника, колонки которой довольно чутко реагируют на помехи электросети. В результате динамики воспроизводят искаженный звук с посторонним фоновым шумом. Сетевой фильтр с двухобмоточным дросселем позволяет решить эту проблему. Монтаж удобнее выполнить в отдельном корпусе на печатной плате.

Сборку фильтра можно выполнить следующим образом:

1. Для намотки дросселя используем ферритовое кольцо марки НМ с проницаемостью 400-3000. Деталь можно найти в советской аппаратуре.
2. Сердечник изолируем тканью, а затем покрываем лаком.
3. Для обмотки используем провод ПЭВ. Его диаметр напрямую зависит от мощности нагрузки. Для начала можно взять провод 0,25-0,35 мм.
4. Обмотку ведем одновременно двумя проводами в разных направлениях. Каждая катушка состоит из 12 витков.
5. При конструировании применяем емкости с рабочим напряжением 400 В.

Обмотки дросселя включены последовательно, что приводит к взаимному поглощению магнитных полей. В момент прохождения тока ВЧ увеличивается сопротивление дросселя. Благодаря конденсаторам происходит поглощение и закорачивание нежелательных импульсов. Печатную плату желательно смонтировать в металлический корпус. Если он пластиковый, то необходимо установить металлические пластины, что позволит избежать лишних помех.

С развязкой от фазного провода

Чтобы исключить непосредственную связь между фазой и потребителем, можно собрать несколько схем. Самый простой вариант – подключить пару трансформаторов от старых источников бесперебойного питания по представленной схеме:

Однако в чистом виде такая схема не дает должного результата. Поэтому ее следует доработать.

При таком схематическом решении удается получить АЧХ, как на фото ниже:

Читайте также: Катушка Тесла своими руками

Для питания радиоаппаратуры

Современная техника, которая оснащается импульсными блоками питания, более чувствительна к различным явлениям в электрической сети. Например, для такой аппаратуры опасно попадание молнии в электросеть 0,4 кВ. Не меньшую опасность несет подключение к сети таких устройств, как мощные электромоторы, электромагниты, трансформаторы.

Приведенная схема отличается более высоким уровнем подавления сетевых помех, в отличие от стандартных недорогих устройств. Через такую схему можно подключать телевизор, усилитель, радиоприемник, ПК и компьютерную технику, которые рассчитаны на работу от сети 220 В/50 Гц.

Монтаж фильтрующего устройства приведен ниже. Выполнить его можно навесным способом. Силовые линии сделаны из медного провода с ПВХ-изоляцией сечением 1 мм². Резисторы можно использовать обычные МЛТ. Конденсатор С1 должен быть рассчитан на постоянное напряжение 3 кВ и иметь емкость около 0,01 мкФ, С2 – такой же емкости на напряжение 250 В переменного тока.

Дроссель L1 применяется двухобмоточный. Выполнить его можно на ферритовом сердечнике 600 НН диаметром 8 мм и длиной около 70 мм. Каждая обмотка состоит из 12 витков литцендрата 10х0,27 мм. Дроссели L2 и L3 изготовлены на броневых сердечниках Б36 из НЧ феррита. Каждый из них имеет по 30 витков провода, аналогичного L1. Намотка ведется виток к витку. В качестве разрядников можно использовать варистор на напряжение 910 В. В остальном сборка схемы не вызывает сложностей.

Стоит учесть, что в корпусе не должно быть никаких отверстий. После монтажа изделие начинает работать практически сразу и какой-либо настройки не требует.

Качественный фильтр сетевых помех для аудио

Сегодня фильтры хорошего качества хоть и продаются, но стоят они недешево. Если вы разбираетесь в электросхемах и умеете обращаться с паяльником, то самостоятельно можно изготовить фильтр ничем ни хуже заводского. Схему качественного фильтра и как она работает, разберем детальнее.

Блокировочная емкость

Устраняет ВЧ-помехи, исключая их прохождение в потребитель. В обязательном порядке следует поставить указанные резисторы, чтобы при выключении аппарата емкость разряжалась. Это исключит вероятность поражения электрическим током при случайном касании вилки фильтра после его отключения.

Дроссель

Индуктивность представляет собой Г-образный фильтр вместе с конденсатором. Дроссель должен использоваться с запасом по току, а конденсатор иметь напряжение не менее 310 В.

Трансформатор

Обмотки такого трансформатора одинаковые и имеют встречное включение. Сердечник трансформатора остается неподмагниченным основной нагрузкой. В результате создается большая индуктивность на пути прохождения синфазной помехи, препятствуя ее попаданию в аппаратуру.

Конденсаторы

Емкости после трансформатора коротят на массу синфазную помеху и создают вместе с трансформатором Г-образный фильтр. При отсутствии емкостей помеха все равно проникнет в радиоаппаратуру.

Антизвон

RC-цепочка совместно с первичной обмоткой трансформатора в потребителе формирует колебательный контур, чтобы погасить то, что «выскочит» из первички после отключения напряжения.

Разрыв контура заземления

Подобное включение выполнено между корпусом прибора и защитным заземлением. Схема позволяет исключить появление на корпусе прибора напряжения, опасного для жизни человека. На небольших напряжениях посредством диодов цепь разрывается. Сопротивление создает путь для малых токов. При отсутствии резистора даже малые утечки приводили бы к избыточному размаху напряжения на корпусе по отношению к земле.

Читайте также: Схема подключения люминисцентных ламп

Монтаж

Сборку фильтра удобнее выполнить на печатной плате. В целом конструкция во многом имеет сходство с теми, что устанавливаются в дорогих компьютерных БП. С последних можно использовать детали для конструирования приведенной схемы.

Рассмотрев назначение сетевого фильтра на 220 В, а также как сделать его своими руками с разными вариациями схем и пошаговой инструкцией, повторить подобное устройство сможет каждый, кто умеет обращаться с паяльником и разбирается в электросхемах. Минимальный перечень элементов позволяет собрать действительно качественное фильтрующее устройство, которое будет в полной мере выполнять свои функции, в отличие от многих заводских изделий.

Схема сетевого фильтра | Микросхема

Сетевые фильтры стали неотъемлемым обязательным аксессуаром оргтехники и некоторой бытовой техники и приборов. Вообще сетевой фильтр, прежде всего, должен представлять собой устройство, которое призвано защищать цепи питания компьютеров, периферии и другой электронной аппаратуры от ВЧ и импульсных помех, скачков напряжения, возникающих в результате коммутации и работы промышленного оборудования. Это основные задачи устройств, носящих название сетевой фильтр. Как бы он ни выглядел, в какой бы корпус его ни запихал производитель, какой бы прочей эргономичности не придумали, главное, чтобы все это внешнее изящество не затмило основных задач. А сегодня можно наблюдать, к сожалению, совершенно иную картину. Производители подобных устройств не задумываются об их функциях, берут простейшую электрическую схему сетевого фильтра, состоящую из двух дросселей и двух конденсаторов, суммарная стоимость которых копейки и камуфлирует это под красивый дизайн. Для примера:

Или:

Причем стоимость такого аксессуара под названием сетевой фильтр немаленькая. В итоге, мы покупаем обычный сетевой удлинитель в красивой обертке. При всем этом показатель цены, что якобы, чем дороже, тем лучше и качественней, в данной ситуации значения не имеет. Этим введением мы хотим показать и раскрыть суть вопроса о сетевых фильтрах. Отчасти это ещё и ответ на комментарий уважаемого радиолюбителя в публикации простейшей схемы сетевого фильтра. Конечно, мы согласны, что начинка очень даже влияет на стоимость. Но всё дело в нерадивых производителях сетевых фильтров, которые не хотят «заморачиваться» над их содержимым, не пытаются разрабатывать принципиально новые электрические схемы для улучшения эффективности. Поэтому многие опытные радиолюбители для ежедневных нужд проектируют схемы сетевых фильтров сами. И качество получается на высоте, и надёжность, и собираются в основном из подручных радиокомпонентов, что сводит затраты к минимуму, и приобретается дополнительный радиотехнический опыт. Также стоит заметить, что в большинстве случаев схемы сетевых фильтров входят в состав более сложных схем сетевых стабилизаторов напряжения, о которых мы неоднократно упоминали на страницах радиолюбительского сайта.

Сегодня мы опубликуем несколько электрических схем и их описаний, по которым вам не составит особого труда изготовить сетевой фильтр своими руками, по функциональности и характеристикам превосходящий покупной. На рисунке ниже приведена электрическая схема сетевого фильтра, предназначенного для защиты питаемого устройства от внешних помех (за это отвечает цепочка C3C4C5C7L1) и импульсных выбросов сети (варистор R5 с характеристическим напряжением 275 вольт). Приведенная схема также защищает сеть от помех, создаваемых питаемым устройством.

Дроссель L1 имеет индуктивность магнитосвязанных встречно включенных электрически изолированных половинок 5,6 мГн. Светодиод D4 светится в рабочем состоянии, а D2 – только при перегорании плавкого предохранителя F1. По сути, схема этого сетевого фильтра является модернизированным вариантом простейшей электрической схемы устройства.

Собранный по следующей схеме универсальный фильтр не пропускает высокочастотные сетевые помехи как в питающий прибор, так и обратно в электрическую сеть.

В фильтре используются конденсаторы С1…С4, С9…С12 — КПБ — 0,022 мкФ — 500 вольт, С5…С8, С13, С14 — КТП-3 — 0,015 мкФ — 500 вольт (керамические, красного цвета, с резьбой М8 — 0,75). Неоновая лампочка VL1 служит обычным индикатором работы. Дроссели Др1 и Др1′ намотаны обычным двойным сетевым проводом в изоляции на семи, сложенных вместе плоских ферритовых стержнях для магнитной антенны. Общее сечение магнитопровода 4,2 см2. Стержни плотно уложены друг на друга и обмотаны тремя слоями лакоткани. Поверх нее намотана обмотка, содержащая 7 витков провода. Получившийся элемент больше похож на проходной трансформатор, чем на дроссель. Дроссели Др2, Др2′ (на керамических стержнях диаметром 12 мм и длиной 115 мм до полного заполнения), Др3 и Др3′ (бескаркасные, содержат по 9 витков, намотаны с шагом для уменьшения межвитковой емкости и лучшей защиты от самых высокочастотных наводок на оправке диаметром 10 мм и длиной 41 мм) намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 1,5 мм. Максимальный ток для дросселей равен: Imax=d2 * плотность тока(4…6) / 1,28 = 1,52*4,5/1,28=7,91 ампер. Отсюда мощность равна P=220*7,91=1740 ватт. Конструктивно, что показано ниже на рисунке, сетевой фильтр собран в трех экранированных секциях, которые помещаются в металлический корпус 190х190х70 мм. Дроссели, находящиеся в соседних секциях, соединяются через проходные конденсаторы, установленные на вертикальных перегородках. Крепятся дроссели с помощью стоек из оргстекла толщиной 10 мм, в которых просверливают отверстия нужного диаметра.

Итак, с этим универсальным фильтром все, надеемся, понятно. Защита включает в себя и НЧ, и СЧ, и, наконец, ВЧ фильтрацию.

Далее рассмотрим знакомые большинству потребителей схемы сетевых фильтров Pilot. Они приведены ниже на рисунках.

Первая примитивная схема – Pilot L с максимальным током до 10 ампер.

Вторая схема более эффективная, от этого и соответствующее название сетевого фильтра производителем – Pilot Pro, максимальный ток которого также 10 ампер; но по существу тоже примитивная.

На последнем рисунке изображена электрическая схема фильтра APC E25-GR. Она идентична схеме Pilot Pro. Главное отличие в том, что вместо конденсатора 1 мкФ x 250 В установлен конденсатор 0,33 мкФ x 275 В и в качестве сердечника у катушек вместо воздуха используется ферритовый стержень. У каждой катушки свой. Оси катушек расположены под углом 90 градусов.

Также стоит сказать, что непосредственно в схемах самих блоков питания компьютера есть, хоть и примитивные, но все-таки сетевые фильтры, схемы которых как раз и копируют большинство нерадивых производителей.

Итак, кроме рассмотренной нами ранее универсальной (а пока только она, как вы, наверно, поняли, заслуживала внимания) мы вплотную подошли к эксклюзивной схеме сетевого фильтра. Функциональную схему работы устройства можно отразить на следующих диаграммах. Т.е. на них показано прохождение переменного тока через функциональные узлы и блоки фильтра, сглаживание посторонних разнородных помех и выделение на выход «чистого» напряжения.

Более детально это можно представить так:

Для реализации поставленных задач отлично справляются сетевые фильтры, собранные по схемам ниже:

Последний рассчитан для питания не только аналоговых приборов, но и цифровой техники.

В схемах можно применять варисторы типа CNR14D221 (S14K140) 220В, 60 Дж или JVR-14N221K (S14K140) 220В или FNR-14K221 220В, 40 Дж. В качестве катушек-дросселей можно применить вот такие уже готовые – скачать. В качестве конденсаторов подавления электромагнитных помех подойдут так называемые Y конденсаторы, которые подключаются между фазой и нейтралью, эффективны при подавлении асимметричной (дифференциальной) помехи.

Подытожим, что две последние, а также универсальная схема сетевого фильтра наиболее предпочтительны. В заключение для интереса приведу стандарты сети электропитания стран мира. Приведены значения напряжения и частоты бытовой электросети различных государств, а также показан внешний вид сетевых разъемов, применяемых для подключения электроприборов.

А вообще, если вы приобрели или собрали сетевой фильтр своими руками, проверить его эффективность можно, подключив к одной розетке, например, системный блок и радиоприёмник. Но до этого стоит проверить их «совместимость» без фильтра. Если при применении сетевого фильтра уровень помех, доносящихся из динамика радиоприемника, становится заметно меньше или вообще пропадает, то устройство выполняет свои непосредственные задачи. И напоследок. Если вы все-таки покупаете готовый сетевой фильтр, то обращайте внимание на устройства, прошедшие испытания по ГОСТ Р 53362-2009, который заменяет предыдущий ГОСТ Р 50745-99.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: полезно собрать

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Стабилизатор сетевого напряжения
УНЧ на микросхеме TDA7293

Варианты схем сетевого фильтра

3 495

Сетевые фильтра предназначены для защиты цепей электропитания компьютеров, периферии и другой электронной аппаратуры от:

• импульсных перенапряжений и выбросов тока, возникающих в результате коммутации и работы промышленного оборудования;
• высокочастотных помех, распространяющихся по сетям электропитания;
• импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов.

Первая принципиальная схема простого сетевого фильтра, который поможет защитить от помех радиоэлектронную аппаратуру с питанием от сети переменного тока.

Фильтр состоит из двух конденсаторов и дросселя. Схема очень простая, но тем не менее ее работоспособность во многом зависит от правильности изготовления дросселя 1-2-3-4.

1.Схема простейшего сетевого фильтра для защиты от помех.

Ферритовые кольца для изготовления дросселя.

Обмотки 1-2, 3-4 дросселя содержат по 15 витков провода МГТФ (провод во фторопластовой изоляции). Можно применить и обычный эмалированный провод диаметром 0,25 — 0,35мм.

Намотка дросселя для сетевого фильтра.

Берем ферритовое кольцо кольцо с диаметром примерно 20 мм, мотаем на него две обмотки в разные стороны и в разном направлении до встречи на другой половине кольца. Принцип намотки показан на рисунке выше. Таким образом обмотки получаются намотаны в разную сторону и каждая на своей половинке ферритового кольца.

Конденсаторы в схеме должны быть рассчитаны на напряжение 400В и больше.

Более удачная схема сетевого фильтра представлена на рисунке 2, здесь предполагается что вместе с питанием 220В у нас есть еще провод заземления. Также присутствует включатель S1 и предохранитель F1, которые служат для включения-отключения питания и защиты от перегрузки по току в нагрузке.

2. Схема более совершенного самодельного сетевого фильтра.

Дроссель изготавливаем по такому же принципу, как и для схемы на рисунке 1. Диаметр провода для дросселя, а также ток для предохранителя и мощность переключателя нужно выбрать исходя из потребляемой мощности в нагрузке.

Изготовив простой фильтр на основе дросселя и конденсаторов можно значительно снизить количество помех.Если же нужна более хорошая фильтрация то придется обратиться к более сложным схемам фильтров с несколькими звеньями фильтрации.

Сетевой фильтр Pilot L.

Вариант 3:

Вариант 4:

Технические данные:
Номинальное напряжение/частота………………………220 В/50-60 Гц
Суммарная мощность нагрузки…………………………2,2 кВт
Номинальный ток нагрузки……………………………10А
Ослабление импульсных помех
Импульсы 4 кВ, 5/50 нс……………………………..не менее 10 раз
Импульсы 4 кВ, 1/50 мкс…………………………….не менее 4 раз
Ток помехи, выдерживаемый ограничителем………………не менее 2.5 кА
Макс. поглощаемая энергия…………………………..80 Дж
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100 А…..700 В
Ослабление высокочастотных помех
0,1 МГц…………………………………………..5 дБ
1 МГц…………………………………………….10 дБ
10 МГц …………………………………………..30 дБ
Потребляемая мощность(не более)……………………..2 ВА.

Вариант 5:

Сетевой фильтр Pilot Pro:

Технические данные:
Номинальное напряжение/частота………………………220 В/50-60 Гц
Суммарная мощность нагрузки…………………………2,2 кВт
Номинальный ток нагрузки……………………………10А
Ослабление импульсных помех
Импульсы 4 кВ, 5/50 нс……………………………..не менее 30 раз
Импульсы 4 кВ, 1/50 мкс…………………………….не менее 6 раз
Ток помехи, выдерживаемый ограничителем………………не менее 8 кА
Макс. поглощаемая энергия…………………………..300 Дж
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100 А…..600 В
Ослабление высокочастотных помех
0,1 МГц…………………………………………..20 дБ
1 МГц…………………………………………….40 дБ
10 МГц …………………………………………..20 дБ
Потребляемая мощность(не более)……………………..15 ВА.

Вариант 6:

Сетевой фильтр APC E25-GR:

Основное отличие фильтра: вместо конденсатора [1мкФ 250В] установлен
конденсатор [0,33мкФ 275В].
В качестве сердечника у катушек вместо воздуха используется
ферритовый стержень, у каждой катушки свой.
Оси катушек взаиморасположены под углом 90 градусов.
Уменьшение емкости — в 3 (три !) раза меньше потребляемая мощность в
сравнении с Pilot Pro.

Ещё добавили схему детектора защитного заземления.
(IMHO не нужна, поэтому рисовать не стал)
В последних схемах Pilot Pro присутствует.
И ещё материалы/сборка на порядок лучше. Каждая деталь радует глаз.

Технические данные:
Номинальное напряжение/частота………………………220-240V ,50-60 Гц
Суммарная мощность нагрузки…………………………2,2 кВт
Номинальный ток нагрузки……………………………10А
Пропускаемое напряжение
(режим “фаза – ноль” при напряжении 6 кВ – категория А, тест кольцевой волны)…………….<15%
Ток помехи, выдерживаемый ограничителем………………не менее 40кА
Макс. поглощаемая энергия ( один 10х 100мкс импульс)……1400Дж
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100 А…..600 В
Фильтрация радиочастотных и электромагнитных помех
(режим “фаза – ноль”, 100 кГц-10 МГц)………………..20-70 дБ
Потребляемая мощность (не более)……………………..6 ВА.

как сделать по схеме помехоподавляющий фильтр 220 В для аудиотехники? Инструкция по сборке фильтра из доступных деталей

На сегодняшний день практически в каждом доме есть предмет, который большинство из нас называет просто удлинителем. Хотя его корректное название звучит, как сетевой фильтр. Этот предмет позволяет нам подключить в розетку электропитания различного рода технику, которую по каким-то причинам мы не можем переместить ближе к источнику электричества, а родного кабеля устройства просто не хватает по длине. В этой статье попытаемся разобраться, как сделать простой сетевой фильтр своими руками.

Устройство

Если говорить об устройстве такой вещи, как сетевой фильтр, то следует сказать, что он может относиться к одной из 2 категорий:

• стационарно-многоканальной;
• встроенной.

В целом схема обычного сетевого фильтра, рассчитанного на напряжение в 220 В, будет стандартной и в зависимости от типа устройства может лишь чуть-чуть отличаться.

Если говорить о встроенных моделях, то их особенностью является то, что контактные платы таких фильтров будут часть внутреннего устройства электронного оборудования.

Такие платы имеет и другая техника, что относится к категории сложных. Такие платы обычно состоят из следующих компонентов:

• конденсаторы добавочного типа;
• индукционные катушки;
• дроссель тороидального типа;
• варистор;
• предохранитель термического типа;
• VHF-конденсатор.

Варистором является резистор, что имеет переменное сопротивление. Если нормативный порог напряжения в 280 вольт превышается, то его сопротивление снижается. Причем оно может снизиться не в один десяток раз. Варистор по своей сути представляет предохранитель от импульсного перенапряжения. А стационарные модели обычно отличаются тем, что имеют несколько розеток. Благодаря этому появляется возможность подключить через сетевой фильтр к электрической сети несколько моделей электрической техники.

Кроме того, все сетевые фильтры оснащены LC-фильтрами. Такие решения применяются для аудиотехники. То есть такой фильтр – помехоподавляющий, что для аудио и работы с ним будет крайне важно. Также сетевые фильтры иногда оснащаются термическими предохранителями, что позволяют предотвратить появление скачков напряжения. Иногда в ряде моделей используются одноразовые предохранители плавкого типа.

Как сделать?

Чтобы сделать максимально простой сетевой фильтр, потребуется иметь самую обычную переноску на несколько розеток со шнуром сетевого типа. Изделие делается очень просто. Для этого потребуется раскрыть корпус удлинителя, после чего осуществить припаивание сопротивления необходимого номинала в зависимости от модели удлинителя и катушки индуктивности. После этого обе ветки должны быть соединены при помощи конденсатора и сопротивления. А между розетками должен быть установлен специальный конденсатор – сетевой. Данный элемент, кстати, не является обязательным.

Его устанавливают в корпус устройства лишь тогда, когда в нем присутствует для этого достаточно пространства.

Также можно сделать модель сетевого фильтра с дросселем из пары обмоток. Такой прибор будет применяться для аппаратуры, что имеет высокую чувствительность. Например, для аудиотехники, что довольно сильно реагирует даже на малейшие помехи в электрической сети. В результате динамики выдают звук с искажениями, а также посторонними фоновыми шумами. А сетевой фильтр такого типа дает возможность решить данную проблему. Сборку устройства лучше будет делать в удобном корпусе на плате печатного типа. Она выполняется так:

• для наматывания дросселя следует применять кольцо из феррита марки НМ, проницаемость которого находится в диапазоне 400-3000;
• теперь его сердечник следует заизолировать при помощи ткани, после чего покрыть лаком;
• для обмотки следует применить ПЭВ-кабель, диаметр которого будет зависеть от нагрузочной мощности, для начала подойдет вариант кабеля в диапазоне 0,25 – 0,35 миллиметров;
• обмотку следует осуществлять одновременно 2 кабелями в разных направлениях, каждая катушка будет состоять из 12 витков;
• при создании такого фильтра следует применять емкости, рабочее напряжение которых составляет где-то 400 Вольт.

Тут следует добавить, что дроссельные обмотки включены последовательно, что приводит к взаимопоглощению полей магнитного типа.

Когда ВЧ ток проходит через дроссель, то увеличивается его сопротивление, а благодаря конденсаторам осуществляется поглощение и закорачивание нежелательных импульсов. Теперь остается печатную плату установить в корпус, выполненный из металла. В случае если вы решили использовать корпус, выполненный из пластика, в него потребуется вставить металлические пластины, что даст возможность избежать возникновения лишних помех.

Также можно сделать специальный сетевой фильтр для питания радиоаппаратуры. Такие модели нужны для техники, что имеет импульсные блоки питания, которые являются крайне чувствительным к возникновению различного рода явлений в электросети. Например, такая аппаратура может пострадать, если в электросеть 0,4 кВ попадает молния. В данном случае схема будет практически стандартной, просто уровень подавления сетевых помех будет выше. Тут силовые линии будут должны быть выполнены из медного провода с изоляцией из поливинилхлорида сечением 1 квадратный миллиметр.

В данном случае можно применять обычные МЛТ-резисторы. Здесь также должны быть применены специальные конденсаторы.

Один должен быть рассчитан на напряжение постоянного типа емкостью 3 киловольта и иметь емкость около 0,01 мкФ, а второй с такой же емкостью, но рассчитанный на напряжение 250 В переменного тока. Также здесь будет присутствовать 2-обмоточный дроссель, что должен быть сделан на ферритовом сердечнике с проницаемостью 600 и диаметром 8 миллиметров и длиной около 7 сантиметров. Каждая обмотка должен иметь 12 витков, а остальные дроссели должны быть сделаны на броневых сердечниках, каждый из которых будет иметь по 30 витков кабеля. В качестве разрядника можно применить варистор на напряжение 910 В.

Меры предосторожности

Если говорить о мерах предосторожности, то для начала следует вспомнить о том, что самодельный сетевой фильтр, который вам хочется собрать из доступных деталей – это довольно-таки сложный технический прибор. И без знаний в области электроники, причем довольно обширных, правильно сделать его попросту невозможно. Кроме того, все работы по созданию или доработке уже существующего устройства должны вестись исключительно с соблюдением всех мер безопасности. Иначе высок риск поражения электрическим током, что может быть не только опасно, но и смертельно.

Тут следует помнить, что конденсаторы, применяющиеся для создания сетевых фильтров, рассчитаны на довольно высокое напряжение.

Это позволяет им производить накопление остаточного заряда. По этой причине получить удар током человек может даже после того, как устройство было полностью отключено от электрической сети. Поэтому при работе обязательно должно присутствовать параллельно включенное сопротивление. Еще одним важным моментом будет то, что перед работой с паяльником следует удостовериться в том, что все элементы сетевого фильтра находятся в исправном состоянии. Для этого следует использовать тестер, которым необходимо замерить основные характеристики и сравнить их с теми значениями, которые заявлены.

Последний важный момент, о котором не будет лишним сказать, состоит в том, что не следует допускать пересечения кабелей, особенно в местах, где потенциальный нагрев может быть очень большим. Например, речь идет об оголенных контактах, а также резисторах сетевого фильтра. Да и не будет лишним убедиться перед тем, как включать устройство в сеть, что не будет никаких замыканий. Это можно осуществить при помощи прозвонки тестером. Как можно убедиться, сделать сетевой фильтр своими руками возможно. Но для этого следует четко знать, какие действия вы осуществляете и иметь определенные знания в области электроники.

Как встроить сетевой фильтр в обычную переноску смотрите далее.

Качественный фильтр сетевых помех для аудио + своими руками

В последние годы ваш HiFi или даже High-End аудио комплекс всё меньше радует детальностью, сочностью и прозрачностью звучания? Вы подумываете обновить всю систему? Или вы уже подыскиваете качественный сетевой фильтр? Если последнее — вы на верном пути 😉

Посчитаем?

В этом веке количество источников электромагнитных помех в наших домах растёт по экспоненте. Оглядитесь, попробуйте посчитать, сколько на вид безобидных лёгких и маленьких зарядных устройств, экономичных ламп, «электронных трансформаторов» для галогенок, компьютеров, принтеров, и прочей электроники с питанием от сети и/или всевозможными «зарядниками» пришло в ваш дом за последнее десятилетие? Пальцев не хватило, даже вместе с ногами, женой и… то-то! 🙂

Сегодня пожалуй 95% источников сетевого питания построены на базе высокочастотного преобразователя и не используют старые громоздкие и тяжёлые, гудящие трансформаторы на 50 (60) Герц. Ура, партия зелёных торжествует: большинство таких преобразователей весьма экономичны, компактны и… каждый такой импульсный блок питания а) свистит на частоте преобразования и гармониках и б) создаёт броски зарядного тока во входном выпрямителе (весьма широкополосная помеха — и прямиком в сеть).

В по-настоящему качественных (и дорогих) импульсных источниках питания с помехами борются весьма успешно, но всё равно недостаточно, чтобы весь производимый ими электромусор остался незаметным для чувствительных ушей меломана. Да что там меломаны… У нас в доме старый добрый 39-мегагерцовый радио-телефон. Постепенно он начал гудеть и жужжать так, что я серьёзно собирался сменить аппарат. Но пользуемся мы им относительно редко и проблема однажды решилась сама собою, когда я в погоне за красивым звуком повырубал к чертям все импульсные блоки питания вкупе с компьютерами в доме. После того эксперимента, кстати, и появились у нас вот эти бочёнки.

Так что же покупить?

В этой статье я не подскажу, какой сетевой фильтр надо покупать. Причины две: за разумные деньги я не встречал адекватных фильтров; а те фильтры, что я мог бы порекомендовать — стоили совершенно несообразно, да и места занимали много больше, чем выполняемая ими функция того требует. Тем не менее решение существует: для умелых рук — собирать фильтры самому, и я постараюсь разъяснить его работу настолько, что любой, кто дружен с паяльником, сможет снабдить свою аппаратуру адекватной защитой от электромагнитных помех, проникающих из питающей сети. Если же вы не имеете возможности, либо желания дышать канифолью — покажите статью товарищу, который сможет вам помочь.

Грамотные производители должны были всё предусмотреть!

Фиг-вам! (изба такая индейская (с) кот Матроскин)

Открываем CD-проигрыватель, купленный в своё время за шесть сотен «зелёных». И что мы видим: рудиментарный сетевой фильтр тут имеется, но увы, лишь нарисованный шелкографией на плате, на дросселе и конденсаторах сэкономили. Вполне допускаю, что в их комнатах прослушивания, с идеальной фильтрацией питания, фильтр тот был и не нужен — не услышали «гуру» разницы от отсутствия фильтра. Ну и внесли «рацуху» — пошёл аппарат в массы голенький и беззащитный супротиву нового поколения электронных домов…

За работу!

В принципе, качественные фильтры промышленность выпускает. Только стОят они опять же дороговато. Этакие полностью экранированные коробочки со схемкой на боку. Катушечки там, конденсаторчики. Давайте же разберёмся, что там для чего, и соберём сами из доступных деталюх. Кстати, в пику аудиоманьякам я утверждаю, что грамотный сетевой фильтр в устройстве, собранный из качественных обычных (не аудиофильских) компонентов — гораздо эффективнее и «звучит» лучше, нежели любые самые эзотерические кабели питания, а так же и большинство «аудиофильских» же фильтров питания. Спорим? 😉

Скажи мне, кто твой враг

1) Дифференциальное напряжение помехи. Это такой «вредный» сигнал, который приходит вместе с «полезным» напряжением питания (или сигналом), его измеряют между двумя соединительными проводниками, «горячим» и «общим» проводами, или проще говоря — между двумя шинами питания.

2) Синфазное напряжение помехи. Этот сигнал измеряется между корпусом прибора (землей) и любым соединительным проводником. Особенность этой помехи в том, что она будет идентична на обоих проводах питания, т.е. в отличие от дифференциальной помехи её не поймать между проводами и она просачивается внутрь в обход обычных фильтров.

Блокировочный конденсатор

Конденсатор шунтирует дифференциальные ВЧ помехи и не пускает их дальше в аппарат. Надо не забыть разрядить его при выключении аппарата, а то взявшись нечаянно за вилку можно получить весьма ощутимую «мотивацию». Для этого ставим резистор, мирно греющийся в нормальном режиме работы. Ох не водить мне дружбы с «зелёными»…

Дроссель

Индуктивность (обыкновенный небольшой дроссель) формирует уже Г-образный LP фильтр с совместно с конденсатором. Конкретная частота среза фильтра нас не очень интересует. Дроссель потолще (лишь бы был рассчитан на _постоянный_ ток в несколько раз выше тока, потребляемого аппаратом), конденсатор побольше на напряжение не менее 310 вольт — и все довольны.

Синфазный трансформатор

Обмотки в таком трансформаторе идентичны и включены встречно, таким образом он беспрепятственно пропускает всё, что приходит как разница потенциалов между L и N. Иначе можно объяснить так: нормальный ток нагрузки создаёт встречные идентичные поля в сердечнике, которые взаимно компенсируются. Тогда зачем это всё — спросите вы?

Сердечник такого трансформатора остаётся неподмагниченным основной нагрузкой. Если же представить себе провода питания L и N вместе как один провод — то мы имеем немалую индуктивность на пути уже синфазной помехи, т.е. всего того, что наводится на обоих проводах одновременно. Провода же те, будь то обычный кабель питания за доллар, или экзотическое аудиофильское чудо — суть антенна, принимающая и станцию «Маяк», и всё, что излучают домашние электронные вонючки. Внутри же аудио агрегата нам и синфазная помеха ни к чему: через емкостную связь она может проникать в кишочки наших любимцев весьма агрессивно.

Два маленьких компаньона

Два маленьких конденсатора в компанию синфазному трансформатору. Они закорачивают на защитное заземление именно синфазную помеху и создают уже вкупе с синфазным трансформатором тоже своего рода Г-образный фильтр для синфазной помехи, не пускают её дальше в аппарат. Без них синфазная помеха, пусть и встретившая на своём пути немалое сопротивление нашего трансформатора — всё равно пойдёт искать свою жертву внутрь аппарата.

Антизвон

Антизвонная цепочка, или RC-цепь Цобеля. Несколько мистический зверёк, но очень полезный. Тут совместно с первичной обмоткой трансформатора в аппарате мы формируем колебательный контур с низкой добротностью, чтобы «поймать» то, что «выскочит» из первички при отключении питания. Искрогаситель. Защита остального фильтра и самого трансформатора от ЭДС самоиндукции при отключении в неудачный момент (при большом токе через первичку). Он так же вносит свою лепту в перевод ВЧ помех в тепло.

Не было бы конденсатора — такой низкоомный резистор просто взорвался бы от напряжения сети. Не было бы резистора — получили бы относительно высокодобротный контур совместно с первичкой и/или дросселем фильтра.

Другой взгляд: привносим чисто резистивную и весьма низкоомную составляющую импеданса нагрузки на ВЧ… Кто может объяснить лучше — милости прошу, помещу «в книжку» с сохранением авторства 😉

#ground_loop

Разрываем контур заземления

Резистор в параллель со встречно включенными диодами. В другой версии это мог бы быть дроссель. Включено это дело между защитным заземлением и корпусом прибора. Зачем, спросите вы — это, вроде, к фильтрации помех никакого отношения не имеет? Давайте разбираться.

Встречно включенные диоды успешно закоротят любую сильноточную утечку внутри корпуса прибора (коротыш какой, пробой) на защитное заземление. Тем самым мы соблюдаем требования техники безопасности: в случае аварии на корпусе прибора не должно появится опасного для жизни и здоровья человека напряжения. При этом диоды «разрывают» цепь для небольших напряжений.

Резистор создаёт путь для небольших токов. Если бы его не было, а внутренности прибора неплохо отвязаны от земли, то даже небольшие утечки создавали бы избыточный размах напряжения на корпусе относительно земли, и через емкостные связи это всё проникало бы в прибор.

Так для чего же всё-таки «отвязывать» защитную землю от корпуса? Дело в том, что на защитном заземлении могут наводиться напряжения: например той самой синфазной помехой, что мы отфильтровываем. Так же, увы, нередко встречается такая разводка сети, когда защитное заземление одновременно является и возвратным проводом для собственно напряжения сети. В этом случае даже на небольшом сопротивлении проводки немалый ток потребления создаёт ощутимое падение напряжения. Все эти факторы могут «разогнать» в нормальных условиях до десятков и даже сотен милливольт разницы потенциалов между защитными заземлениями разных агрегатов. Теперь, если мы передаём аудио-сигнал через соединения, заведённые одним проводом на корпус (RCA разъёмы «колокольчики», к сожалению так популярные в бытовом HiFi), то эта самая разность потенциалов между корпусами приборов будет напрямую замешана в сигнал.

Итого, отвязывая корпус прибора (а в большинстве случаев это значит — и сигнальную землю оного) от защитного заземления, мы тем самым ощутимо уменьшаем замешивание любых «чудачеств», что могут случиться в розетке — прямиком в сигнал. Конечно же, уважающий себя любитель качественного звуковоспроизведения будет использовать исключительно балансные соединения, иммунные к синфазной помехе. Только, увы, у меня ещё не все аппараты соединены исключительно балансными кабелями. А как с этим дело обстоит у вас, дорогой читатель? 😉

Собираем

Выключатель питания пристроен по принципу — где меньше искра будет. В остальном фильтр не сильно отличается от того, что ставят в дорогих компьютерных блоках питания. Кстати, оттуда же можно и детальками разжиться.

Тот фирменный аппарат, что я упомянул вначале статьи, тоже получил свою дозу фильтрации, подробности здесь.

А ещё лучше — можно?

Можно! Экстремалы включают «встречно» огромные трансформаторы и фильтруют всё в низковольтной части. Результат несколько лучше, бюджет — на порядки выше.

Так же мы опустили MOV (варисторы) «искрогасители» и прочие устройства защиты от импульсных перенапряжений. Этим как раз занимаются все подряд сетевые фильтры за десять баксов. Опять же можно из компьютерного БП вытащить и поставить на входе, сразу за предохранителем. Качества звука это не добавит, но может спасти аппарат в грозу. Так же варистор способен уберечь конденсаторы фильтра от деградации, хоть бы они и были «самовосстанавливающимися». Постепенная деградация фильтров связана с нефатальными пробоями, вызванными кратковременными бросками напряжения сети, неизбежными при наличии коммутируемой индуктивной нагрузки, и кстати, совсем не обязательно в самом защищаемом аппарате.

Если аппарат очень мощный — нелишним будет терморезистор или более сложная схема плавного старта, чтобы не поубивать проводку во всём доме в момент включения аппарата током заряда огромных банок фильтров питания…

Если знаете, как сделать ещё лучше — напишите в комментариях!

Что дальше?

Неужели вы добрались так далеко? 😉 Значит статья чем-то заинтересовала. Тогда может и кто-то из друзей и знакомых скажет Вам спасибо за ссылочку на эту статью, или «лайк» в любимой соц-сети…

Если же вы действительно цените качественное звуковоспроизведение, не омрачаемое всевозможными помехами из электросети — у нас есть готовое решение для вас: набор для самостоятельной сборки качественного сетевого фильтра для аудио-аппаратуры.

Или возможно, вы захотите подарить своему лучшему другу — меломану недорогой подарок, за который он будет вам искренне благодарен? 😉 Взвесьте все за и против, и примите верное решение! Сетевой фильтр в вопросах и ответах.

Сетевые фильтры — как они работают, примеры схем

Что такое сетевой фильтр? — это относительно недорогое устройство, предохраняющее достаточно ценные электроаппараты отперегрузок по току, высокочастотных и импульсных помех, аномального напряжения (повышенного или пониженного относительно нормы).

Основная задача фильтра — пропустить через себя переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 В, а всяким выбросам напрочь закрыть дорогу. Выбросов же в сети великое множество, и возникают они по разным причинам.

Например, включился холодильник, т.е. сработало пусковое реле его компрессора. В момент включения компрессор (электродвигатель) потребляет ток, в десятки раз (в 20…40 раз) превышающий тот, что указан в паспорте. На этот миг в сети возникает “просадка’’ напряжения с последующим всплеском (рис.1) — вот и помеха!

Даже включение обычных лампочек в люстре приводит к возникновению, вроде бы, незаметных помех такого же характера. Они в момент включения потребляют ток, примерно в 10 раз больший номинального (пока спираль холодная).

Самое неприятное то, что амплитуда напряжения помехи может исчисляться сотнями, а то и тысячами вольт. Этого вполне хватит, чтобы “спалить” какое-либо чувствительное устройство.

Рис. 1. Напряжения с последующим всплеском.

Как же эту ситуацию предотвратить? Вот тут на арене и появляются сетевые фильтры питания! Они способны “проглотить” все вредные выбросы питающего напряжения.

Справедливости ради надо отметить, что медленные провалы напряжения ни один фильтр питания скомпенсировать не способен (для этой цели служат стабилизаторы напряжения).

Но наиболее опасными для аппаратуры являются все же импульсные помехи.

Принципиальная схема

На рис.2 приведена типовая схема сетевого фильтра питания. На ней показана трехпроводная (европейская) сеть питания: “фаза” — “ноль” (“нейтраль”) — “земля”. Сразу на входе фильтра стоит варис-тор VR1.

Его задача — подавить высоковольтные выбросы напряжения сети. При появлении такого выброса электрическое сопротивление варистора резко падает, и он замыкает через себя эту помеху, не позволяя ей пройти дальше. Следом включены дроссель Т1 и конденсаторы С1, С2, C3, образующие LC-фильтр.

Сопротивление дросселя возрастает с увеличением частоты тока, а конденсаторов падает, так что все высокочастотные помехи задерживаются или “стекают” в землю.

Помехи могут возникать не только между сетевыми проводами (“фазой” и “нейтралью”), их отфильтрует конденсатор С3, но и между “фазой” и “землей”, а также возможны помехи “нейтоаль» — “земля”. Для эффективного подавления таких помех служат конденсаторы С1 и С2.

Рис. 2. Типовая схема сетевого фильтра питания.

При отсутствии земли общая точка конденсаторов С1 и С2 “висит” в воздухе, что приводит к созданию ими и дросселем Т1 паразитного колебательного контура, который начинает излучать высокочастотное электромагнитное поле, становясь источником потенциальной опасности для расположенной рядом радиоаппаратуры.

Рис. 3. Схема сетевого фильтра без заземленных конденсаторов и связи с землей.

Поэтому в двухпроводной сети применяются фильтры без этих конденсаторов и связи с “землей” (рис.З). Типовая амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) сетевого фильтра показана на рис.4. Из этого графикавидно, что чем выше частота помех, тем эффективнее они подавляются.

Рис. 4. График зависимости.

Стоит остановиться на одной особенности фильтров питания. Речь пойдет все о той же “земле”. Существует целый класс сетевых фильтров, у которых заземляющий провод не имеет никакой связи с внутренней схемой, кроме соответствующих контактов самих евророзеток и заземляющего контакта евровилки.

Этим достигается важное преимущество: при работе от сети с заземлением все розетки фильтра заземлены, как и положено. Но в случае отсутствия “земли” в сетевой розетке (типичный случай отечественной сети питания) все розетки фильтра объединены между собой по заземляющему контакту (естественно, сам фильтр при этом не заземлен). Почему это важно?

Представим, например, схему подключения различной периферии к компьютеру, показанную на рис. 5а (типичный случай — подключены принтер, сканер, внешний звуковой усилитель И Т.П.).

Это — идеальная схема: все подключено к заземленной сети питания, потенциалы корпусов устройств одинаковы (равны нулю), поскольку соединены с “землей”. В случае возникновения пробоя или повреждения изоляции любого из устройств “лишнее” напряжение уйдет в землю.

Рис. 5. Схемы подключения различной периферии к компьютеру.

Теперь возьмем схему соединений для случая сети без заземления (рис.5б). Как видно, провод заземления отсутствует, и единственной связью корпусов устройств является слаботочный интерфейсный кабель (точнее, его экранирующая оплетка).

При разности потенциалов корпуса компьютера и внешнего устройства (а такое наблюдается сплошь и рядом!) уравнительные токи, текущие от большего потенциала к меньшему, могут легко “выжечь” входные и выходные порты соединенных устройств.

Таких случаев встречается множество. Самый распространенный — выгорание входа или выхода звуковой карты в случае подключения ее к внешнему источнику сигнала или к усилителю звука.

Для решения проблемы нужно подключить эти устройства к “европейскому” удлинителю, даже не соединенному (за неимением) с внешней “землей” (рис,5в). Здесь электрические потенциалы всех устройств выровнены, сквозные токи выберут себе более легкий путь через заземляющие контакты евророзеток, и ничего страшного не произойдет.

Основные параметры сетевых фильтров

Сечение подводящих проводов. Чаще всего сетевой фильтр (рис.6) выпускается с сечением жил порядка 0,75 или 1 мм2. Такое сечение считается достаточным, поскольку максимальный ток нагрузки, на который рассчитывается фильтр, обычно не превышает 10 А.

На такой ток устанавливается и предохранитель. При необходимости можно найти сетевой фильтр повышенной мощности, сечение жил проводов которого достигает 1,5 мм2. Предохранитель у такого устройства — на номинальный ток 16 А.

Рис. 6. Типичный сетевой фильтр-розетка.

Длина подводящего провода сети. Стандартизованная длина сетевого провода фильтра-180 см. У отдельных моделей она может равняться 190 см, 300, а то и 500 см. Количество розеток. Обычно их 4…6 штук (рис.7).

Как правило, все розетки-с заземляющими “ушками” (типа “евро”). Встречаются фильтры с розетками разного типа (1 -универсальная и 4, 5 — “евро”, рис.8).

Рис. 7. Набор розеток.

Число и типы предохранителей. Предохранители включаются в сетевой фильтр для защиты от перегорания варисторов при больших импульсных помехах и отключения потребителей при коротком замыкании или длительной перегрузке нагрузочных цепей.

Для большей надежности отдельные изготовители, помимо термопредохранителей, устанавливают еще и самовосстанавливающиеся быстродействующие предохранители (на базе полупроводниковой металлоорганики).

Фильтры

Предназначены для подавления помех. Встречаются чисто емкостные и индуктивно-емкостные на основе LC-цепочек. Катушки сетевого фильтра бывают без сердечников или с ферритовыми сердечниками (лучше всего на ферритовых кольцах).

Добавочные устройства. Индикаторы включения и исправного состояния защиты на светодиодах или на неоновых лампочках светятся при включенном фильтре (или его отдельном канале) и гаснут, когда срабатывают предохранители. Разрядники (газовые) подстраховывают варисторы при больших амплитудах импульсных помех.

Любые электроприборы требуют правильной эксплуатации. В отношении сетевых фильтров тоже есть ряд правил безопасности. Фильтры противопоказано подключать друг к другу.

Рис. 8. Пример фильтра с евро-розетками.

Это может неоправданно увеличить ток в “земляном” проводе. Кроме того, к сетевым фильтрам нельзя подключать устройства с большими пусковыми токами (пылесосы, кондиционеры, холодильники и пр.). Не рекомендуется подключать сетевые фильтры к источникам бесперебойного питания, поскольку это может привести к повреждению схем защиты.

Самодельные сетевые фильтры

Нередко имеющиеся в продаже дешевые фильтры на самом деле фильтрами не являются. Например, фильтр-удлинитель (рис.9). Там внутри находится лишь варистор, ограничивающий кратковременные высоковольтные импульсы, которые иногда возникают в сети, и токовый размыкатель, срабатывающий при протекании большого тока (рис 10).

Рис. 9. Фильтр-удлинитель.

Рис. 10. Что внутри фильтра-удлиннителя.

На корпусе есть кнопка, которую нужно нажать, чтобы снова замкнуть размыкатель, если он сработал. Для превращения этого удлинителя в полноценный фильтр внутрь нужно встроить фильтрующие цепи.

На исходной схеме (рис.11а) S1 -токовый размыкатель, VR1 — варистор типа 471 (числом кодируется максимальное напряжение, а от диаметра зависит максимальная энергия подавляемого импульса).

Рис. 11. Схема фильтрующих цепей для встраивания в удлиннитель-розетку.

В доработанном варианте (рис. 11 б) добавляется RLC-фильтр. Катушки L1 и 12 вместе с конденсаторами С1 и С2 образуют LC-фильтр.

Индуктивное сопротивление катушек растет на высоких частотах. Чтобы ослабить и низкочастотные помехи, последовательно с катушками включены резисторы R1 и R2. Резистор R3 разряжает конденсаторы при отключении фильтра от сети. При сборке фильтра (рис. 12) варистор оставляется штатный (типа 471, диаметром 6…10 мм).

Чем больше сопротивление резисторов R1 и R2, тем лучше фильтрация, но больше их нагрев и потери напряжения в фильтре. Поэтому сопротивление резисторов выбирается в зависимости от суммарной мощности, потребляемой всеми теми устройствами, которые будут подключаться к фильтру (при указанных номиналах РНагр.макс=250 Вт).

Дроссели L1 и L2 — промышленные высокочастотные, типа ДМ-1 индуктивностью 50…100 мкГн. Конденсаторы — пленочные, типа К73-17 или аналогичные (импортные меньше по габаритам) емкостью не менее 0,22 мкФ (больше 1 мкФ тоже не нужно). Сопротивление резистора РЗ — не критично (от 510 кОм до 1,5 МОм).

Дополнительно на сетевой провод возле самого удлинителя желательно одеть ферритовую шайбу (удобнее всего разрезную на защелках — рис.13).

Рис. 12Сборка фильтра.

Рис. 13. Ферритовая шайба.

Другой вариант схемы помехоподавляющего сетевого фильтра приведен на рис. 14. Для большей эффективности он состоит из двух соединенных последовательно звеньев.

Первое (конденсаторы С1, С4, С5, С8, С9 и двухобмоточный дроссель 12) отвечает за подавление помех частотой выше 200 кГц.

Второе звено (двухобмоточный дроссель И с остальными конденсаторами) подавляет помехи, спектр которых простирается ниже указанной частоты (вплоть до единиц килогерц).

Рис. 14. Схема помехоподавляющего сетевого фильтра.

Благодаря магнитной связи между обмотками дросселей происходит подавление синфазных помех (тех, что наводятся одновременно на оба сетевых провода или излучаются ими).

Поэтому обмотки каждого дросселя должны быть одинаковыми и симметрично намотанными на магнитопроводы. Важно обеспечить правильную фазировку обмоток.

Их начала обозначены на схеме точками. Дроссель L1 намотан на ферритовом магнитопроводе Ш12×14 с самодельным каркасом из злектрокартона сложенным вдвое проводом ПЭЛШО 00,63 мм. Обмотка содержит 87 витков. Марка феррита, к сожалению, неизвестна. Измеренная прибором 1.Р235 индуктивность каждой обмотки — около 20 мГн.

Для дросселя 1.2 использован броневой магнито-провод Б22 из феррита 2000НМ1. Его обмотки содержат по 25 витков и намотаны тем же проводом и таким же образом, что и обмотки дросселя L1. Индуктивность каждой обмотки дросселя L2 — 120 мкГн.

Конденсаторы первого звена фильтра — слюдяные. Поскольку малогабаритных конденсаторов такого типа требующейся для фильтра емкости на нужное напряжение не существует, пришлось соединить попарно-параллельно конденсаторы КСО-5 меньшей емкости.

Аналогичное решение, но с попарно-последовательным соединением конденсаторов С2, С3 и С6, С7 (пленочных зарубежного производства), принято и во втором звене фильтра для обеспечения нужного рабочего напряжения.

Подключенные параллельно конденсаторам резисторы R1…R4 выравнивают приложенные к ним напряжения и обеспечивают быструю разрядку всех конденсаторов после отключения фильтра от сети. Конденсатор С9 — типа К78-2. Плата фильтра помещена в заземленную металлическую коробку.

Материал подготовил В. Новиков. РМ-07-12, 08-12.

Источники информации:

1. electroclub.info
2. corumtrage.ru
3. potrebitel.ru

% PDF-1.3 % 568 0 объект > эндобдж xref 568 82 0000000016 00000 н. 0000001991 00000 н. 0000002102 00000 п. 0000002952 00000 н. 0000003187 00000 н. 0000003331 00000 н. 0000003500 00000 н. 0000003669 00000 н. 0000003838 00000 н. 0000004007 00000 н. 0000004176 00000 н. 0000004345 00000 п. 0000004514 00000 н. 0000004683 00000 н. 0000004852 00000 н. 0000005021 00000 н. 0000005190 00000 п. 0000005359 00000 п. 0000005528 00000 н. 0000005696 00000 п. 0000005865 00000 н. 0000006320 00000 н. 0000006427 00000 н. 0000007765 00000 н. 0000007877 00000 н. 0000007900 00000 н. 0000009158 00000 н. 0000009181 00000 п. 0000010591 00000 п. 0000010614 00000 п. 0000011972 00000 п. 0000011995 00000 п. 0000013468 00000 п. 0000013491 00000 п. 0000014555 00000 п. 0000014767 00000 п. 0000016236 00000 п. 0000016259 00000 п. 0000017559 00000 п. 0000017582 00000 п. 0000021250 00000 п. 0000022803 00000 п. 0000022826 00000 п. 0000024076 00000 п. 0000039051 00000 н. 0000040892 00000 п. 0000044702 00000 п. 0000048382 00000 п. 0000050987 00000 п. 0000053311 00000 п. 0000056361 00000 п. 0000059448 00000 п. 0000062701 00000 п. 0000065629 00000 п. 0000068517 00000 п. 0000071672 00000 п. 0000076592 00000 п. 0000081799 00000 н. 0000085560 00000 п. 0000088370 00000 п. 0000092598 00000 н. 0000094705 00000 п. 0000098651 00000 п. 0000098730 00000 п. 0000098808 00000 п. 0000098886 00000 п. 0000098946 00000 п. 0000099006 00000 н. 0000099067 00000 н. 0000099128 00000 н. 0000099189 00000 п. 0000099250 00000 п. 0000099311 00000 н. 0000099372 00000 п. 0000099433 00000 н. 0000099494 00000 п. 0000099555 00000 п. 0000099616 00000 н. 0000099676 00000 н. 0000099737 00000 п. 0000002166 00000 п. 0000002930 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 569 0 объект > эндобдж 570 0 объект > эндобдж 648 0 объект > поток Hb«f` (c`g`z Ā

TDK-Lambda FAQ: EMC / EMI Filters

Фильтры EMC / EMI

Как работает входной фильтр электромагнитных помех?

Большая часть электроники содержит фильтр электромагнитных помех, либо как отдельное устройство, либо встроенный в печатные платы.Его функция заключается в снижении высокочастотного электронного шума, который может создавать помехи другим устройствам. В большинстве стран существуют нормативные стандарты, ограничивающие уровень создаваемого шума.
EMI, или электромагнитные помехи, определяются как нежелательные электрические сигналы и могут быть в форме кондуктивных или излучаемых излучений. Кондуктивные электромагнитные помехи — это места, где шум распространяется по электрическим проводникам, а излучаемые электромагнитные помехи — это места, где шум распространяется по воздуху в виде магнитных полей или радиоволн.
Электромагнитные помехи возникают в результате переключения электрического тока и поступают от различных источников, включая электронные блоки питания. Источники питания преобразуют входное напряжение в регулируемое и изолированное (в большинстве случаев) напряжение постоянного тока для работы множества электронных компонентов. Это преобразование выполняется на высоких частотах от нескольких кГц до более чем 1 МГц. Светодиодное освещение, компьютеры, драйверы двигателей, реле постоянного тока и зарядные устройства — все зависит от источников питания.

Фильтр электромагнитных помех для источника питания обычно состоит из пассивных компонентов, включая конденсаторы и катушки индуктивности, соединенных вместе, образуя LC-цепи.Индуктор (ы) пропускают постоянный ток или токи низкой частоты, блокируя вредные нежелательные высокочастотные токи. Конденсаторы обеспечивают путь с низким импедансом, чтобы отводить высокочастотный шум от входа фильтра либо обратно в источник питания, либо в заземление.

Фильтр не только отвечает требованиям EMI, но и отвечает стандартам безопасности. Измеряется повышение температуры индуктора, и для работы от сети контролируется минимальное электрическое расстояние между линией, нейтралью и землей.Это снижает риск возгорания и поражения электрическим током. Конденсаторы также индивидуально сертифицированы по безопасности, в зависимости от их положения в цепи. Специальные конденсаторы «X» должны использоваться на входных клеммах, а конденсаторы «Y» — от цепи переменного тока до земли.

На рисунке 1 показан простой одноступенчатый фильтр источника питания

Дополнительная информация:

Дополнительные ресурсы технического центра

Критерии выбора фильтра EMI / RFI — Genisco Filters

Напряжение

Прежде всего необходимо определить напряжение системы.При определении напряжения переменного тока необходимо учитывать как линейное, так и линейное напряжение. Для фильтров линии питания напряжение обычно будет одним из следующих:

• 120/208 В переменного тока
• 277/480 В переменного тока
• 24-1000 В постоянного тока

Ток и количество путей / фаз

Требования к номинальному току фильтра могут определяться максимальными характеристиками номинального тока системы, к которой он подключен. Все фильтры для систем питания переменного тока должны иметь как минимум два токопроводящих пути, из которых один должен быть предназначен для обратного или нейтрального пути.При работе с однофазным питанием переменного тока потребуется фильтр для линии электропередачи и ее возврата (всего 2 пути), тогда как для трехфазного источника переменного тока потребуется фильтр для каждой из трех фазных линий и нейтрали (всего 4 пути).

Энергосистема может указывать максимальные номинальные токи на токопроводящий путь, фазу или систему в целом. Текущие требования могут варьироваться от менее 1 ампер до более 1000 ампер. Номера деталей Genisco содержат номинальный ток и количество цепей / фаз, так что вы можете легко определить, что фильтр «-2 × 50» содержит 2 токопроводящих тракта с максимальным номиналом 50 А на тракт (обычно используется для 1 линии и 1 нейтрали).

Частота и вносимые потери

Наши фильтры предназначены для блокирования нежелательных помех на более высоких частотах, не затрагивая при этом желаемую мощность, частоту сигнала или данных. В случае сетевых фильтров частота сети обычно составляет 50/60 Гц или 400 Гц, и следует использовать только фильтры, соответствующие назначению вашей системы.

Также необходимо указать частотный диапазон для нежелательных помех, которые наши фильтры будут отклонять.Этот частотный диапазон должен сопровождаться желаемыми вносимыми потерями или характеристиками фильтра во всем частотном диапазоне (в дБ). Что касается уровня напряжения сигнала на определенной частоте, каждые 20 дБ затухания перемещают десятичную дробь на одну позицию влево. Например, шумовой сигнал 1 В переменного тока на частоте 14 кГц при подключении к фильтру, который определяет 100 дБ на частоте 14 кГц, будет отфильтрован до сигнала 0,00001 В переменного тока. Обратите внимание, что все измерения в дБ рассчитаны с использованием системы 50/50 Ом.

Импеданс полосы пропускания

Для фильтров данных и сигнальных линий необходимо указать полное сопротивление полосы пропускания нагрузки, чтобы гарантировать, что фильтр правильно согласован для передачи данных. Полное сопротивление полосы пропускания определяется линейной индуктивностью фильтра на заданной частоте. Увеличение значений катушек индуктивности в фильтре приведет к увеличению импеданса полосы пропускания, в то время как уменьшение значений индуктивности приведет к уменьшению импеданса полосы пропускания.

Для ограничения импеданса полосы пропускания фильтра значения индуктивности должны быть правильно подобраны.Уменьшение номинала индукторов ухудшит работу фильтра. Для сохранения производительности после снижения индуктивности потребуется увеличение емкости фильтра.

Реактивный ток или ток утечки

Некоторые регулирующие органы или военные спецификации определяют величину реактивного тока (или тока утечки), разрешенного фильтром в целях безопасности. Реактивный ток фильтра обусловлен емкостью между линией и землей.Увеличение значений емкости между фазой и землей приведет к увеличению реактивного тока, а уменьшение приведет к снижению реактивного тока.

Для ограничения реактивного тока фильтра емкость конденсатора должна быть правильно рассчитана. Уменьшение емкости конденсаторов ухудшит работу фильтра. Для сохранения производительности после снижения емкости потребуется увеличение индуктивности фильтра.

Емкостный v.Индуктивный вход

Фильтр может быть сконструирован как с емкостным, так и с индуктивным входом. Преимущество индуктивного входа заключается в ограничении влияния переходных процессов или пиков в линии, а также некоторых импульсов ЭМИ, а также лучшей производительности в реальных приложениях источника / нагрузки, не имеющих себе равных. Однако индуктивные входные фильтры обычно имеют более высокий импеданс полосы пропускания и, как правило, дороже, чем емкостные входные фильтры.

Размер и вес

Размер и вес фильтра определяются пассивными компонентами, которые входят в фильтр.Размер и количество этих пассивных компонентов определяется номинальным током (в амперах) и вносимыми потерями / характеристиками фильтра. Корпуса наших силовых фильтров изготовлены из холоднокатаной стали, поэтому размер металлического корпуса, используемого для размещения различных размеров и количества компонентов, также влияет на общий вес фильтра.

Особые соображения

Существует почти неограниченный список возможных особых соображений при выборе фильтра, включая регулирующие органы, военные спецификации и особые требования.

Спецификации регулирующего агентства могут включать:

• UL (Underwriters Laboratories) — консалтинговая и сертификационная компания по безопасности.
• FCC (Федеральная комиссия по связи) — независимое агентство правительства США, которое регулирует межгосударственную и международную связь по радио, телевидению, проводной, спутниковой и кабельной связи в целом. 50 штатов, округ Колумбия и территории США.
• CSA (Канадская ассоциация стандартов) — некоммерческая организация по стандартизации, которая разрабатывает стандарты в 57 областях.
• TUV (Technischer Überwachungsverein) — немецкие организации, которые работают над подтверждением безопасности всех видов продукции для защиты людей и окружающей среды от опасностей.
• VDE (Verband der Elektrotechnik) — ассоциация по электрическим, электронным и информационным технологиям и связанным с ними наукам, технологиям и приложениям.

Военные спецификации, такие как:

• MIL-PRF-15733: Технические характеристики фильтров и конденсаторов, радиочастотные помехи
• MIL-STD-202: Стандартные электронные и электрические компоненты метода испытаний
• MIL-STD-220: Метод испытаний Стандартный метод измерения вносимых потерь
• MIL-STD-461: Требования к характеристикам электромагнитных помех для оборудования

Кроме того, необходимо внимательно рассмотреть особые требования, такие как EMP (электромагнитный импульс) и TEMPEST (утечка излучения).Обсуждение с инженерным персоналом Genisco будет полезно для определения применимости этих требований и их влияния на конструкцию конкретного фильтра для соответствия конкретному приложению.

К началу

— что находится внутри коробки и почему?

JM Woodgate Бакалавр наук (Eng) C.Eng MIET SMIEEE FAES HonFInstSCE

В наши дни обычной практикой является покупка сетевого входа фильтры в виде металлических коробок с четырьмя или пятью выводами.Можно ознакомиться со списками поставщиков и попросить совета, но часто без особых раздумий вызывается тот же фильтр, который использовался для предыдущего продукта. В конце концов, фильтр есть фильтр.
Ну нет, не все они одинаковые. Давайте посмотрим, что мы просим сделать фильтр. Это очень важно в настоящее время, потому что требования по ЭМС расширяются как вверх от 40-й гармоники промышленной частоты, так и вниз от исторического нижнего предела «высокочастотного излучения» 150 кГц.Для некоторых продуктов уже существуют требования вплоть до 9 кГц, и в стандарте CISPR 11 / EN 55011 для «промышленного, научного и медицинского» оборудования или в новой Директиве по радиооборудованию сейчас нет предела низких частот.
Чем белее мы хотим этого или нет (но в основном мы этого хотим), фильтр действует как на энергию, поступающую из энергосистемы (проблема иммунитета), так и на энергию, выходящую из продукта и поступающую в энергосистему (проблема выбросов). Для обоих потоков у нас есть два режима: дифференциальный режим, в котором напряжение появляется между двумя силовыми проводниками, и общий режим, в котором оба проводника имеют одинаковое напряжение относительно местной земли.В случае трехфазных трехпроводных источников питания конфигурация фильтра более сложная, но для трехфазных четырехпроводных источников питания каждая фаза рассматривается как однофазная. Примеры можно увидеть по адресу:
http://www.filterconcepts.com/three_phase/3f_series.html

Как мы можем ослабить эти потоки, зависит от их исходных сопротивлений. Ясно, что бессмысленно подключать конденсатор к источнику с низким импедансом для отвода тока, потому что ток все еще доступен, и столь же бесполезно подключать катушку индуктивности последовательно с источником с высоким импедансом.Фактически, это пример гораздо более общей концепции.
Полезно думать об энергии, а не о напряжении или токе. Энергия — это продукт силы и времени, и это «электричество», за которое мы платим. Фильтр может работать двумя способами; он мог поглощать нежелательную поступающую энергию или отказываться принимать ее. Существуют поглощающие или рассеивающие фильтры (например, те, которые используют индукторы с сердечником из железной пыли), но энергия проявляется в виде тепла, и его количество часто слишком велико, чтобы принять его.Таким образом, большинство фильтров «отражают»; они отказываются принимать поступающую энергию и отталкивают ее обратно к источнику.
Они делают это за счет того, что входной импеданс сильно отличается от импеданса источника. «Теорема о максимальной мощности» гласит, что оптимальная передача энергии происходит, когда сопротивления источника и нагрузки (входное сопротивление фильтра) равны, а их реактивные сопротивления равны и противоположны (то есть один индуктивный, один емкостной). Но наш отражающий фильтр требует наихудшей передачи мощности, которую мы можем получить, поэтому сопротивления должны быть очень разными, и, если возможно, оба реактивных сопротивления имеют одинаковый знак.
Так каково полное сопротивление электросети? Комитеты по стандартам EMC проделали большую работу над этим сложным вопросом. Мы знаем, что на промышленной частоте для обычных настенных розеток она должна быть в диапазоне от 0,1 Ом до 1 Ом из соображений падения напряжения, но это учитывает только сопротивление проводника. В сети также есть то, что можно представить как последовательно включенный индуктор с потерями, и эта модель достаточно хорошо работает примерно до 9 кГц. В Европе «среднее» значение близко к 800 мкГн, хотя оно приближается к среднему значению от нуля до бесконечности, если мы примем все выбросы, включая длительную передачу накладных расходов в сельской местности.«Средние» значения для других энергосистем можно найти в IEC TR 60725.
Сеть, представляющая полное сопротивление цепей 230 В, 50 Гц, 16 А в Европе от 2 кГц до 9 кГц, приведена в IEC 61000-4-7 и является показано ниже на рисунке 1, но новая и более точная сеть находится в стадии разработки.

Для частот выше 9 кГц у нас есть информация о «сетях стабилизации импеданса линии» (LISN) или «искусственных сетях». сетей (AMN) в CISPR 16-1-2 / EN 55016-1-2.Для диапазона от 9 кГц до 150 кГц дано полное сопротивление 5 Ом последовательно с 50 мкГн с параллельным сопротивлением 50 Ом, в то время как для диапазона от 150 кГц до 30 МГц дано полное сопротивление 50 Ом параллельно с 50 мкГн. Теперь существует третья сеть для частот от 150 кГц до 100 МГц, которая имеет сопротивление 50 Ом параллельно с 5 мкГн последовательно с 1 Ом. Однако некоторые из этих значений являются «традиционными» и, как правило, равны среднему от нуля и бесконечности. Тем не менее, их использование не приводит к предложению изменить их на том основании, что что-то другое явно лучше.
Однако импеданс в любой конкретной розетке не определен и может даже варьироваться в зависимости от того, какие другие нагрузки находятся в той же цепи, и от конфигурации сети питания в это время суток. Поэтому мы хотим, чтобы наш фильтр был очень устойчив к сопротивлению источника и, например, не демонстрировал никакого резонансного поведения в сочетании с любым вероятным реактивным сопротивлением источника питания.
Импеданс нагрузки может быть очень проблематичным. Очень часто это двухполупериодный выпрямитель, поэтому он крайне нелинейный. Из опыта работы с проблемами ЭМС в полевых условиях мы знаем, что цепь прозрачна от конденсатора фильтра до «выхода» сетевого фильтра, потому что, если конденсатор высыхает и его емкость падает до гораздо более низкого значения, возникают высокочастотные излучения. от процессов внутри цепей продукта значительно увеличиваются по амплитуде, обычно более чем на 20 дБ.
Примечание для разработчиков: рассмотрите возможность использования высокотемпературной (105 ° C или даже 135 ° C) детали с большим номинальным током пульсаций для борьбы с этим эффектом. Также может помочь подключенный параллельно конденсатор емкостью 100 нФ.
Есть два источника высокочастотной энергии, которые распространяются от продукта в энергосистему; коммутационные пики от выпрямительных диодов и любые высокие частоты, генерируемые цепями в продукте, которые могут быть смоделированы как напряжение, последовательно соединенное с эффективным сопротивлением нагрузки выпрямителя.Также может быть активная схема коррекции коэффициента мощности, предшествующая стороне переменного тока выпрямителя.
Для «традиционного» частотного диапазона от 150 кГц и выше предполагается, что источники (силовая сеть и выпрямитель или что-то еще в продукте) имеют высокие импедансы, поэтому в фильтре должны быть установлены конденсаторы между токоведущими проводниками, чтобы создать низкий импеданс для энергии дифференциального режима и равные значения от каждого проводника до земли, чтобы сделать это для энергии синфазного режима.
Простые фильтры для маломощных продуктов поэтому имеют модифицированную π-конфигурацию (строго O-конфигурацию, потому что у нее есть индукторы в обеих «ветвях»), как показано на рисунке 2.Катушки индуктивности довольно особенные и называются «синфазными дросселями». Две обмотки, как показано, расположены на одном сердечнике, обычно ферритовом, и обмотки расположены в одном направлении, как показано «фазирующими точками». Таким образом, для синфазных токов, которые текут в одном направлении в двух обмотках, индуктивность высока, но для дифференциальных токов, включая ток питания, индуктивность мала, но она не очень мала, поэтому что вместе с конденсаторами он также ослабляет высокочастотные дифференциальные токи.Конденсатор на входе служит для дальнейшего ослабления дифференциальных токов, в каком бы направлении они ни протекали. Параллельный резистор предназначен для разряда конденсатора, чтобы не оставлять контакты вилки под напряжением, если сетевой шнур отсоединен от настенной розетки. Как показано в трехфазных цепях фильтра, доступных по вышеуказанной линии связи, заземляющий проводник может проходить через фильтр с помощью отдельной катушки индуктивности.

Синфазные токи (нежелательные излучения или входящие помехи) протекают в одном направлении в двух обмотках, поэтому эффективное сопротивление намного выше.Конденсаторы на выходе пытаются ослабить синфазные напряжения, сохраняя баланс импеданса для дифференциального режима. «Попытка», потому что их значения должны быть ограничены, чтобы не вызывать недопустимое количество тока в заземлении. Это довольно серьезная проблема, когда большое количество продуктов, все из которых дают всего один миллиампер или около того, подключены к одной и той же сети заземления. В Северной и Южной Америке изделия, подключенные к напряжению 240 В, пропускают равные и противоположные токи заземления от двух токоведущих проводов, поэтому полезный ток заземления отсутствует.(Это связано с тем, что в распределительной системе напряжение 120–0–120 В, при этом напряжение в одном токоведущем проводе инвертировано по отношению к другому, так что между токоведущими проводниками напряжение составляет 240 В.)
Эта конфигурация действительно подходит для частоты, на которых сопротивление сети и нагрузки относительно высоки, потому что конденсаторы имеют тенденцию к короткому замыканию источников, но это не работает для источников с низким импедансом и на частотах значительно ниже 150 кГц, которые сейчас находятся в центре внимания EMC , сетевое питание и сопротивление нагрузки совсем невысокие.Поэтому необходимо нечто большее, по крайней мере, на входе, когда необходимо контролировать низкочастотную энергию дифференциального режима и сопротивление источника ниже.
Решение состоит в том, чтобы добавить отдельные катушки индуктивности в каждую «ветвь» фильтра перед параллельным конденсатором. Теперь низкое сопротивление источника питания от сети соответствует высокому сопротивлению индукторов, и поток энергии ограничен. Это решение, вероятно, будет еще более востребовано в будущем, поскольку требования к низкочастотной помехоустойчивости, которые уже включены в базовые стандарты EMC, но не широко применяются в стандартах на продукцию, и будущие стандарты по излучению становятся нормативными требованиями.
Такое же решение с последовательным индуктором, вероятно, потребуется на выходе фильтра, если нагрузка представляет собой что-то, например инвертор, который производит выбросы в диапазоне от 2 кГц до 150 кГц, как это делают многие. Таким образом, небольшие металлические ящики, которые мы используем в настоящее время, вполне могут нуждаться в увеличении размера (и, конечно же, стоимости) в ближайшие несколько лет.
Необходимо очень осторожно относиться к опубликованным характеристикам затухания в фильтре. Они часто измеряются с резистивным источником и нагрузкой 50 Ом, что легко сделать, но далеко нереально.Многие производители также публикуют результаты при других условиях, таких как источник 0,1 Ом и нагрузка 100 Ом и наоборот, как описано в Приложении C международного стандарта CISPR 17 / EN 55017 (который включает в себя испытательные установки не только для комплектных фильтров. но также и для отдельных компонентов), но это не обязательно намного более реалистично. И это не совсем объясняет, как тестировать. В нем указывается, что характеристики фильтра, вероятно, изменяются в зависимости от протекающего тока сетевой частоты, но не уточняется, что затухание в дифференциальном режиме (напряжение между L и N на выходе, деленное на соответствующее напряжение на входе) должно действительно измеряться с помощью сбалансированных радиочастотных сигналов, в то время как ослабление синфазного сигнала следует измерять с несимметричными (т.е. одна сторона заземлена / заземлена) сигналов. Но стандартные LISN имеют только выходы L и N, выход которых представляет собой синфазное напряжение плюс или минус половина напряжения дифференциального режима.
На рис. 3 показана установка для измерения затухания в дифференциальном режиме в сбалансированной конфигурации. Устройства для подачи сетевого напряжения и нагрузки не показаны.

Использование этой конфигурации правильно показывает влияние паразитных емкостей внутри узла фильтра.
На рис. 4 показана установка для измерения затухания в синфазном режиме. Опять же, устройства для подачи сетевого напряжения и нагрузки не показаны.

Ни одна из этих схем не показывает трансформаторы, необходимые для проведения испытаний 0,1 Ом / 100 Ом.
Действительно необходимо измерить характеристики фильтра в продукте, в котором он будет использоваться, даже если для проведения реалистичных измерений потребуется определенная изобретательность. Необходимо принять решение, включать ли стандартную сеть стабилизации импеданса линии (LISN), которая предполагает, что питание от сети «выглядит как» 50 Ом на высоких частотах, или использовать надежно репрезентативный источник питания без сети.

Фильтры сверхвысокой производительности для высочайших требований к экранированию

Сверхвысокопроизводительный фильтр — это превосходный фильтр, заключенный в трехсекционный корпус с крышками на болтах и ​​доступными клеммами, который обеспечивает вносимые потери передачи 100 дБ на частоте 14 кГц и выше.

Эта серия предлагается как двухпроводной фильтр (однофазный и нейтральный) или как четырехлинейный фильтр (три фазы и нейтраль). Двухпроводной фильтр выдерживает напряжение до 230 В, 1–150 А и 46 кВт.Если вам нужен фильтр, который может выдерживать большую мощность, у нас есть четырехлинейный фильтр, он обеспечивает до 400 В, 1–150 А и 138 кВт. Нейтральная линия всегда ослаблена, и все проводники развязаны друг от друга. Это позволяет проводникам работать независимо без потерь на затухание.

Фильтр рассчитан на самые суровые условия окружающей среды и очень экономичен. Благодаря индивидуальной конструкции для вашего фильтра сборка очень проста и всегда обеспечивает очень низкую утечку.Этот фильтр также является товаром на складе и поэтому всегда доступен быстро.

Схема выполнена в виде симметричной двухцепной схемы с высококачественными стержневыми сердечниками, обеспечивающими индуктивность. Эти сердечники не насыщаются из-за большого воздушного зазора и нечувствительны к асимметричной нагрузке.

обеспечивают длительный срок службы благодаря своим функциям самовосстановления даже после скачков напряжения. Непрерывное крепление корпуса фильтра к экранированному помещению очень важно для обеспечения правильной работы.Фильтр размещен в корпусе с базовым фланцем, который обеспечивает стабильную установку и отличное заземление при прикреплении к экранированному помещению с помощью монтажных болтов.

Обратите внимание: Защита от ЭМП предоставляется по запросу.

Технические характеристики

Преимущества

• Для суровых условий эксплуатации
• Очень экономичное использование
• Высокая производительность
• Низкая утечка
• Простой монтаж
• Складской товар
• Индивидуальный дизайн

Приложения

• Испытательные лаборатории ЭМС
• Безэховые камеры
• Буря комнаты
• объект

Номинальный ток от 6 до 3000 ампер в одно- и трехфазной версиях.Фильтры идеально подходят для приложений, где требуется высочайшая производительность.

Крепление

Эти защиты предназначены для установки на панели проникновения или непосредственно на неокрашенную стену клетки Фарадея. Монтаж клемм зависит от мощности. См. Раздел «Подключение» в таблице «Ассортимент продукции».

Схема установки

На техническом чертеже ниже показано, как фильтр линии электропередачи крепится на стене клетки Фарадея.

Общие характеристики

Для обеспечения чистой магистрали в экранированном помещении необходимы высокопроизводительные фильтры. Обычно эти фильтры монтируются непосредственно на экранирующей стене. Рекомендуется провести фильтруемые линии в экранированную комнату (клетка Фарадея) через стену с помощью дополнительного гибкого металлического кабелепровода.

• Сетевой фильтр для одно- и трехфазных систем
• Вносимые потери передачи 100 дБ при 14 кГц
• Двойной — ∏ контур
• Сердечники стержней допускают несимметричную нагрузку
• Эффект самовосстановления фольгированных конденсаторов

Экранирование

Фильтры общедоступных веб-сайтов ETS-Lindgren

Фильтры

Похоже, в вашем браузере не включен JavaScript.Включите JavaScript и попробуйте еще раз.

Похоже, в вашем браузере не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript и попробуйте еще раз.

Похоже, в вашем браузере не включен JavaScript.Пожалуйста, включите JavaScript и попробуйте еще раз.

Похоже, в вашем браузере не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript и попробуйте еще раз.

Источники питания, схемы фильтров

• Изучив этот раздел, вы должны уметь:
• Опишите принцип действия емкостного конденсатора в базовых источниках питания.
• • Резервуар-конденсатор действия.
• • Влияние накопительного конденсатора на постоянную составляющую.
• • Влияние накопительного конденсатора на ток диода.
• Опишите принципы работы фильтра нижних частот, используемого в базовых источниках питания.
• • LC-фильтры.
• • RC-фильтры.

Компоненты фильтра

Типичную схему фильтра источника питания можно лучше всего понять, разделив схему на две части: накопительный конденсатор и фильтр нижних частот.Каждая из этих частей способствует удалению оставшихся импульсов переменного тока, но по-разному.

Резервуарный конденсатор

Рис. 1.2.1 Резервуарный конденсатор

На рис. 1.2.1 показан электролитический конденсатор, используемый в качестве накопительного конденсатора, названный так потому, что он действует как временный накопитель выходного тока источника питания. Выпрямительный диод подает ток для зарядки накопительного конденсатора в каждом цикле входной волны. Накопительный конденсатор представляет собой большой электролитический конденсатор, обычно на несколько сотен или даже тысячу или более микрофарад, особенно в БП с сетевой частотой.Это очень большое значение емкости требуется, потому что накопительный конденсатор при зарядке должен обеспечивать достаточный постоянный ток для поддержания стабильного выхода блока питания в отсутствие входного тока; то есть во время промежутков между положительными полупериодами, когда выпрямитель не проводит ток.

Действие емкостного конденсатора на полуволновую выпрямленную синусоидальную волну показано на рис. 1.2.2. В течение каждого цикла анодное переменное напряжение выпрямителя увеличивается до Vpk. В некоторой точке, близкой к Vpk, анодное напряжение превышает катодное напряжение, выпрямитель проводит ток, и протекает импульс тока, заряжающий накопительный конденсатор до значения Vpk.

Рис. 1.2.2 Действие резервуарного конденсатора

Когда входная волна проходит через Vpk, напряжение на аноде выпрямителя падает ниже напряжения конденсатора, выпрямитель становится смещенным в обратном направлении и проводимость прекращается. Цепь нагрузки теперь питается только от емкостного конденсатора (отсюда и необходимость в конденсаторе большой емкости).

Конечно, даже несмотря на то, что накопительный конденсатор имеет большое значение, он разряжается по мере того, как он питает нагрузку, и его напряжение падает, но не очень сильно. В какой-то момент во время следующего цикла подключения к сети входное напряжение выпрямителя поднимается выше напряжения на частично разряженном конденсаторе, и резервуар снова заряжается до пикового значения Vpk.

Пульсация переменного тока

Величина разряда накопительного конденсатора в каждом полупериоде определяется током, потребляемым нагрузкой. Чем выше ток нагрузки, тем сильнее разряд, но при условии, что потребляемый ток не является чрезмерным, количество переменного тока, присутствующего на выходе, значительно уменьшается. Обычно размах амплитуды оставшегося переменного тока (называемого пульсацией, поскольку волны переменного тока теперь значительно уменьшены) не превышает 10% от выходного напряжения постоянного тока.

Выход постоянного тока выпрямителя без накопительного конденсатора равен 0.637 Впик для двухполупериодных выпрямителей или 0,317 Впик для однополупериодных. Добавление конденсатора увеличивает уровень постоянного тока выходной волны почти до пикового значения входной волны, как видно из рис. 1.1.9.

Чтобы получить наименьшие пульсации переменного тока и наивысший уровень постоянного тока, было бы разумно использовать максимально возможный резервуарный конденсатор. Однако есть загвоздка. Конденсатор обеспечивает ток нагрузки большую часть времени (когда диод не проводит). Этот ток частично разряжает конденсатор, поэтому вся энергия, используемая нагрузкой в ​​течение большей части цикла, должна быть восполнена за очень короткое оставшееся время, в течение которого диод проводит в каждом цикле.

Формула, связывающая заряд, время и ток, гласит, что:

Q = Оно

Заряд (Q) конденсатора зависит от величины тока (I), протекающего в течение времени (t).

Следовательно, чем короче время зарядки, тем больший ток должен подавать диод для его зарядки. Если конденсатор очень большой, его напряжение практически не будет падать между импульсами зарядки; это вызовет очень небольшую пульсацию, но потребует очень коротких импульсов гораздо более высокого тока для зарядки накопительного конденсатора.И входной трансформатор, и выпрямительные диоды должны обеспечивать этот ток. Это означает использование более высокого номинального тока для диодов и трансформатора, чем было бы необходимо для емкостного конденсатора меньшего размера.

Таким образом, есть преимущество в уменьшении емкости резервуарного конденсатора, что позволяет увеличить имеющуюся пульсацию, но это может быть эффективно устранено путем использования ступеней фильтра нижних частот и регулятора между резервуарным конденсатором и нагрузкой.

Это влияние увеличения размера резервуара на ток диода и трансформатора следует учитывать при любых операциях по обслуживанию; Замена накопительного конденсатора на конденсатор большей емкости, чем в исходной конструкции, «для уменьшения гула в сети» может показаться хорошей идеей, но может привести к повреждению выпрямительного диода и / или трансформатора.

При двухполупериодном выпрямлении характеристики резервуарного конденсатора по устранению пульсаций переменного тока значительно лучше, чем с полуволновым, для резервуарного конденсатора того же размера пульсация составляет примерно половину амплитуды, чем в полуволновых источниках, потому что в двухполупериодных схемах периоды разряда короче, так как накопительный конденсатор заряжается с частотой, вдвое превышающей частоту полуволновой конструкции.

Фильтры нижних частот

Хотя пригодный к употреблению источник питания может быть изготовлен с использованием только резервуарного конденсатора для устранения пульсаций переменного тока, обычно необходимо также включить фильтр нижних частот и / или ступень регулятора после резервуарного конденсатора, чтобы удалить оставшиеся пульсации переменного тока и улучшить стабилизацию. выходного напряжения постоянного тока в условиях переменной нагрузки.

Рис. 1.2.3 LC-фильтр

Рис. 1.2.4 RC-фильтр

Фильтры нижних частот LC или RC могут использоваться для удаления пульсации, остающейся после накопительного конденсатора.LC-фильтр, показанный на рис. 1.2.3, более эффективен и дает лучшие результаты, чем RC-фильтр, показанный на рис. 1.2.4, но для базовых источников питания конструкции LC менее популярны, чем RC, поскольку катушки индуктивности, необходимые для фильтрации Для эффективной работы на частотах от 50 до 120 Гц необходимы большие и дорогие ламинированные или тороидальные сердечники. Однако в современных конструкциях, использующих импульсные источники питания, где любые пульсации переменного тока имеют гораздо более высокие частоты, можно использовать индукторы с ферритовым сердечником гораздо меньшего размера.

Фильтр нижних частот пропускает низкую частоту, в данном случае постоянный ток (0 Гц), и блокирует более высокие частоты, будь то 50 Гц или 120 Гц в базовых схемах или десятки кГц в схемах с переключением.

Реактивное сопротивление (X _C ) конденсатора в любом из фильтров очень низкое по сравнению с сопротивлением резистора R или реактивным сопротивлением дросселя X _L на частоте пульсаций. В конструкциях RC сопротивление R должно быть довольно низким, так как весь ток нагрузки, может быть, несколько ампер, должен проходить через него, выделяя значительное количество тепла. Таким образом, типичное значение составляет 50 Ом или меньше, и даже при этом значении обычно необходимо использовать большой проволочный резистор.Это ограничивает эффективность фильтра, поскольку соотношение между сопротивлением R и реактивным сопротивлением конденсатора не будет больше примерно 25: 1. Тогда это будет типичный коэффициент уменьшения амплитуды пульсаций. При включении фильтра нижних частот на резисторе теряется некоторое напряжение, но этот недостаток компенсируется лучшими характеристиками пульсаций, чем при использовании только емкостного конденсатора.

LC-фильтр работает намного лучше, чем RC-фильтр, потому что можно сделать соотношение между X _C и X _L намного большим, чем соотношение между X _C и R.Обычно соотношение в LC-фильтре может составлять 1: 4000, что дает гораздо лучшее подавление пульсаций, чем RC-фильтр. Кроме того, поскольку сопротивление постоянному току катушки индуктивности в LC-фильтре намного меньше, чем сопротивление R в RC-фильтре, проблема выделения тепла большим постоянным током значительно снижается в LC-фильтрах.

С помощью комбинированного накопительного конденсатора и фильтра нижних частот можно удалить 95% или более пульсаций переменного тока и получить выходное напряжение, примерно равное пиковому напряжению входной волны.Однако простой источник питания, состоящий только из трансформатора, выпрямителя, резервуара и фильтра нижних частот, имеет некоторые недостатки.

Рис. 1.2.5 Адаптер постоянного тока

Выходное напряжение блока питания имеет тенденцию падать по мере увеличения тока на выходе. Это связано с:

а. Резервуарный конденсатор разряжается больше в каждом цикле.

г. Большее падение напряжения на резисторе или дроссель в фильтре нижних частот при увеличении тока.

Эти проблемы можно в значительной степени преодолеть, включив на выходе источника питания каскад регулятора, как описано в модуле 2 источника питания.

Однако основные схемы питания, описанные здесь в Модуле 1, обычно используются в обычных адаптерах постоянного тока типа «настенная бородавка», поставляемых со многими электронными продуктами. Наиболее распространенные версии включают трансформатор, мостовой выпрямитель и иногда накопительный конденсатор. Дополнительная фильтрация и регулировка / стабилизация обычно выполняются в цепи, питаемой от адаптера.

Как можно улучшить выходную мощность базового источника питания с помощью схем регулирования, объясняется в Модуле 2 источников питания