Как работают сетевые фильтры. Какие элементы входят в схему фильтра. Чем отличаются качественные фильтры от дешевых подделок. Как собрать эффективный сетевой фильтр своими руками. Схемы простых и сложных фильтров.

Назначение и принцип работы сетевых фильтров

Сетевой фильтр — это устройство, предназначенное для защиты электронной аппаратуры от помех и скачков напряжения в электрической сети. Основные задачи сетевого фильтра:

• Подавление высокочастотных помех
• Защита от импульсных перенапряжений
• Ограничение пускового тока при включении
• Фильтрация помех, создаваемых самим подключенным устройством

Принцип работы сетевого фильтра основан на использовании пассивных компонентов — катушек индуктивности, конденсаторов и варисторов. Эти элементы образуют фильтры низких и высоких частот, которые не пропускают помехи в обоих направлениях — от сети к устройству и наоборот.

Основные компоненты сетевого фильтра

В состав типичного сетевого фильтра входят следующие ключевые компоненты:

• Дроссели (катушки индуктивности) — подавляют высокочастотные помехи
• Конденсаторы — шунтируют помехи на землю
• Варисторы — защищают от импульсных перенапряжений
• Предохранители — защищают от перегрузки по току
• Выключатель — для удобного включения/выключения

Качество и эффективность фильтра во многом определяется характеристиками используемых компонентов. Например, дроссели должны иметь достаточную индуктивность, а конденсаторы — выдерживать высокое импульсное напряжение.

Простейшая схема сетевого фильтра

Самая простая схема сетевого фильтра состоит всего из нескольких элементов:

• Два дросселя по 5-10 мГн
• Два конденсатора X-типа по 0.1-0.47 мкФ
• Один варистор на 275В
• Предохранитель на 5-10А

Такой фильтр обеспечивает базовую защиту, но для эффективного подавления помех его недостаточно. Качественные сетевые фильтры имеют более сложную многозвенную структуру.

Схема эффективного сетевого фильтра

Более продвинутая схема сетевого фильтра содержит следующие элементы:

• Входной варистор и газовый разрядник для защиты от импульсных перенапряжений
• Многозвенный LC-фильтр с несколькими дросселями и конденсаторами
• Дифференциальный и синфазный дроссели
• Конденсаторы X и Y типа
• Фильтр радиопомех на ферритовых кольцах
• Защита от перегрузки по току

Такая схема обеспечивает эффективное подавление помех в широком диапазоне частот и надежную защиту подключенной аппаратуры.

Как выбрать качественный сетевой фильтр

При выборе сетевого фильтра обратите внимание на следующие характеристики:

• Наличие многозвенной схемы фильтрации
• Использование качественных компонентов (дросселей, конденсаторов)
• Эффективность подавления помех (в дБ)
• Максимальный рабочий ток
• Уровень защиты от перенапряжений
• Наличие сертификатов соответствия

Не стоит экономить на сетевом фильтре — от его качества зависит надежность работы дорогостоящей электроники. Лучше выбрать модель известного производителя, даже если она стоит дороже.

Сборка сетевого фильтра своими руками

Собрать эффективный сетевой фильтр своими руками вполне возможно. Для этого потребуются:

• Качественные радиодетали (дроссели, конденсаторы, варисторы)
• Печатная плата или монтажная панель
• Корпус с розетками
• Паяльник и инструменты для монтажа

При самостоятельной сборке важно соблюдать правила электробезопасности и тщательно изолировать все токоведущие части. Готовый фильтр необходимо проверить на отсутствие короткого замыкания.

Преимущества самодельного сетевого фильтра

Сборка сетевого фильтра своими руками имеет ряд преимуществ:

• Возможность реализовать сложную эффективную схему
• Использование качественных компонентов
• Низкая стоимость по сравнению с покупными фильтрами
• Возможность адаптации под конкретные задачи
• Приобретение опыта в радиоэлектронике

При наличии навыков и комплектующих самодельный фильтр может превосходить по характеристикам многие покупные модели.

Заключение

Качественный сетевой фильтр — важный элемент защиты электронной аппаратуры. Понимание принципов работы и основных схем позволяет выбрать действительно эффективное устройство или собрать его самостоятельно. При правильном подходе самодельный фильтр может обеспечить высокий уровень защиты при относительно небольших затратах.

ФИЛЬТР ПИТАНИЯ

   «Кондиционирование» сетевого питания давно уже стало традицией при прослушивании аудиозаписей на аппаратуре высокого класса. Влияние качества сетевого напряжения на качество звуковоспроизведения способен заметить даже неискушенный слушатель, не обладающий музыкальным слухом. Наличие огромного количества помех в современных электросетях нетрудно объяснить — с каждым годом увеличивается количество различной электронной аппаратуры и различного электроинструмента, которые собственно и вносят искажения в бытовые сети электропитания. К сетевым помехам, вызванным нарушением параметров сети относятся: помехи низких и высоких частот — некоторые из них не слышны на слух, но вносят заметные искажения при питании звуковоспроизводящего тракта в целом, например щелчки при включении холодильника; искажение формы переменного напряжения; фазовые сдвиги (перекос фаз) и т.д. Избавиться от таких неприятных моментов в достижении цели достоверного воспроизведения помогает использование сетевых фильтров питания. Типичный представитель данного вида аппаратуры-сетевой фильтр Light Speed Audio. Но не каждый аудиофил позволит себе иметь такой агрегат в составе своего аудиокомплекса, что уж говорить о тех, кто занимается конструированием и сборкой самодельных ламповых усилителей низкой частоты. Но выход есть! Предлагаемый к сборке фильтр не содержит дефицитных и дорогих деталей, схема его на столько проста, что изготовление такого устройства по плечу даже начинающему электронщику.

   Итак, рассмотрим принципиальную схему первого каскада фильтра питания и займемся подбором деталей. Прежде всего нам понадобится варистор (нелинейное сопротивление) на максимальное напряжение 300-600вольт.

   Обычно варисторы маркируются цифрами,которые и обозначают максимальное напряжение. Далее следует подобрать элементы для RLC фильтра. Резисторы керамические с мощностью рассеивания не менее 5Вт подбирают по наименее меньшему разбросу сопротивления (чтобы в обоих плечах схемы не было перекоса).

   Дроссели фильтра могут быть на тороидальном каркасе — ферритовом кольце, где взаимная компенсация магнитных потоков уравновешивается

   или на ферритовых каркасах типа »гантель» которые тоже работают неплохо и продаются в виде уже готового изделия-дросселя (нужно только подобрать по индуктивности и толщине намотанного проводника-для тока не менее 1А).

   Конденсатор фильтра можно взять керамический или пленочный (на нужное напряжение), хотя лучше всего работают специализированные помехоподавляющие конденсаторы, желательно с пометкой X1 на корпусе (применяются для фильтрации в промышленной аппаратуре специального назначения).

   Токовый размыкатель Sc (пробка-автомат) можно взять от китайского сетевого фильтра, хотя я в большей степени склоняюсь к применению старых добрых предохранителей. Работает данный каскад схемы следующим образом: варистор блокирует импульсные высоковольтные броски напряжения,остальная RLC цепочка подавляет оставшиеся НЧ и ВЧ помехи с частотой среза около 50Hz. Рассмотрим принципиальную схему второго каскада фильтра питания аппаратуры.

   Его основная задача — устранение (задержка) постоянной составляющей тока, что является причиной сильного гудения сетевого трансформатора (из-за насыщения магнитопровода) и слышимого фона переменного тока при прослушивании музыкальных произведений. Схема этого каскада фильтра заимствована из американского усилителя Lamm M1.1 и разработана В.Шушуриным. Данная схема расчитана на применение сетевого трансформатора мощностью 300Вт, если блок питания вашего изделия имеет большую мощность, то придется подобрать большую емкость электролитических конденсаторов. 

   Диоды КД226Д для этой части схемы следует подбирать исходя из одинакового сопротивления перехода (хотя такие мелочи можно и не учитывать). На сетевой шнур фильтра питания желательно закрепить ферритовый фильтр-защелку для устранения мелких ВЧ помех.

   Напоследок остается добавить, что данный простейший фильтр сетевых помех может быть как встроенным в самодельный усилитель, так и использоваться в качестве выносного стационарного агрегата. Можно например собрать в одном корпусе три канала фильтров и вывести их на раздельные качественные розетки на задней панели корпуса — для питания предусилителя, оконечного усилителя,и собственно воспроизводящего устройства (CD транспорта или проигрывателя виниловых дисков).

   Корпус можно оформить в общей (с остальными компонентами системы) стилистике, а на переднюю панель установить старинный вольтметр для контроля входного напряжения. Удачных вам конструкций! Автор: Электродыч.

el-shema.ru

устройство, принцип работы, назначение, как сделать самому, Ремонт и Строительство

Если говорить совсем простым языком, то сетевой фильтр – это такой тройник с выключателем, очень часто применяется для подключения компьютера к электросети. Данное устройство можно встретить на прилавках магазинов электротоваров, а также уже подключенным к розетке в квартирах и домах. Но для чего нужен сетевой фильтр и что в нем особенного? Об этом мы и поговорим далее.

Предназначение сетевого фильтра

Известно, что у вас в розетке имеется сеть переменного тока напряжением в 220 Вольт. «Переменное напряжение (ток)» значит, что его величина и/или знак непостоянны, а меняются с течением времени по определенному закону.

Природа генерирующих электрических машин (генераторов) такова, что на выходных клеммах генерируется ЭДС синусоидальной формы. Однако всё было бы хорошо, если бы все устройства имели резистивный характер, отсутствовали пусковые токи, и не имели в своем составе импульсных преобразователей. К сожалению, так не бывает, т.к. большинство устройств имеют индуктивный, емкостной характер, щёточные двигателя, импульсные источники вторичного питания. Весь этот замысловатый набор слов – это главные виновники электромагнитных помех.

Мы начали статью с речи об электромагнитных помехах не просто так. Эти помехи «портят» ровную форму синусоиды. Образуются так называемые гармоники. Если разложить реальный сигнал из розетки в виде ряда Фурье мы увидим, что синусоида дополнилась различными функциями, различной частоты и амплитуды. Форма напряжения в настоящей розетке стала далека от идеальной.

Ну и что в итоге? Плохое электропитание – проблема для радиопередающих устройств. Попросту ваш телевизор или радиоприемник будет работать с помехами. Кроме помех от потребителей в сети присутствуют помехи случайного происхождения, которые мы не можем предугадать. Это всплески, перепады напряжения от перебоев электроснабжения, включения мощной нагрузки и т.д.

Сетевой фильтр нужен для того, чтобы:

1. Отфильтровать помехи для чистого питания устройств.
2. Снизить помехи, исходящие от питающих приборов.

Как работает сетевой фильтр

Фильтрация ненужных составляющих сигнала осуществляется, как это ни странно, специальными фильтрами, их собирают из индуктивностей (L) и конденсаторов (С). Ограничение всплесков высокого напряжения – варисторами. Это работает благодаря таким электротехническим понятиям – постоянная времени и законы коммутации, реактивное сопротивление.

Постоянная времени – это время, за которое заряжается конденсатор или накапливает энергию индуктивность. Зависит от элементов фильтра (R, L и C). Реактивное сопротивление – это сопротивление элементов, которое зависит от частоты сигнала, а также от их номинала. Присутствует у индуктивностей и конденсаторов. Обусловлено только передачей энергии переменного тока электрическому или магнитному полю.

Простыми словами – с помощью реактивного сопротивления можно снизить, ограничить высокочастотные гармоники нашей синусоиды. Известно, что в розетке частота питания 50 Гц. Значит нужно рассчитывать фильтр на частоты на порядок выше и более. У индуктивности сопротивление растет с ростом частоты, у конденсатора – падает. То есть принцип работы сетевого фильтра заключается в подавлении высокочастотных составляющих сетевой синусоиды, при этом оказывая минимальное влияние на основную 50 Гц составляющую.

Смотрим что внутри

Мы разобрались, где применяется сетевой фильтр, поэтому теперь давайте разберемся, из чего состоит реальный сетевой фильтр, абстрагируемся от теории.

1. Фильтр помех.
2. Кнопка или тумблер.
3. Варистор.
4. Розеточная группа.
5. Сетевой шнур.

Внутренности дорогого и качественного фильтра, обратите внимание на батарею конденсаторов справа и размеры дросселя по центру:

Пойдем по порядку – фильтр. Конструкция такого элемента представляет собой LC-фильтр. Нулевой и фазные провода из розетки подключатся к катушке индуктивности (каждый к своей), а между ними 1 и больше конденсаторов. Типовые номиналы деталей:

• индуктивность каждой катушки – 50-200 мкГн;
• конденсаторы 0,22-1 мкФ.

Варистор – это полупроводниковый элемент с нелинейной ВАХ. При достижении определенного напряжения, приложенного к нему, защищает нагрузку кратковременным замыканием входных цепей питания, принимая «удар» на себя. Нужен для того, чтобы сберечь вашу технику от «плохого питания». Чаще всего применяется варистор на 470 Вольт. Принцип действия такой защиты очевиден – при скачках напряжения цепи питания защищаемой нагрузки шунтируются варистором.

Содержимое дешевого фильтра, здесь вообще нет дросселя – его эффективность минимальна, но всё еще есть варистор (голубой в центре кадра), и он спасет от скачков напряжения:

Для чего нужен тумблер, если всё может работать и без него? Просто чтобы вы не дергали каждый раз вилку из розетки, ведь, чаще всего через сетевой фильтр подключается стационарное оборудование. Это снизит износ контактных пластин розетки.

Принципиальная схема сетевого фильтра:

Где применяется фильтр и что делать, если его нет

Дело в том, что в качественных блоках питания он должен быть установлен, прям на плате и тем более на БП высокой мощности, например компьютерных. Но, к сожалению, ваши зарядные устройства для смартфона, БП от ноутбука, ЭПРА люминесцентных и светодиодных ламп чаще всего не имеют их в своем составе. Это связано с тем, что китайские производители упрощают схемы своих устройств для снижения их себестоимости. Часто бывает, что на плате есть места для деталей, назначение которых фильтровать помехи, но они просто не распаяны и вместо них стоят перемычки. Компьютерные блоки – это отдельная тема, схема практически у всех одна, но исполнение разное, и в самых дешевых моделях фильтр отсутствует.

Вы можете снизить помехи вашего телевизора или другого устройства которое хотите защитить и улучшить свойства его электропитания дополнив обычный удлинитель таким фильтром. Его можно собрать самому или извлечь из хорошего, но ненужного или неисправного БП.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Сетевой фильтр – это простое, но полезное устройство, которое улучшит качество электропитания ваших приборов и снизит вред, наносимый его частоте работой импульсных БП, а область применения достаточно широка – используйте его для любой современной аппаратуры. Его устройство позволяет повторить схему даже начинающему радиолюбителю, а ремонт не составит труда. Использование сетевого фильтра крайне желательно для потребителей любого рода.

www.remontostroitel.ru

Схема и детали сетевого фильтра из ЭЛТ-монитора | Крабовые ручки

Однажды хочется/нужно сделать сетевой фильтр для защиты какого-нибудь маломощного самодельного электронного устройства от помех в электросети. Также верно и обратное: такой фильтр защищает электросеть (и все подключённые к ней другие приборы) от помех-шума, создаваемого импульсным блоком питания (или мотором) данного прибора.

И тут вспоминаешь, что таких фильтров было уже миллион выброшено на помойку, т. к. они были во всех ЭЛТ-мониторах и телевизорах (90-х и начала 2000-х), видео- и аудио-магнитофонах, хороших компьютерных блоках питания и т. п. Так что его можно вытащить из чего-нибудь ещё случайным образом не выброшенного, или же собрать обратно из ранее вытащенных деталек… вот только схема нужна. А также фотографии-описание используемых деталей, т. к. они все тут специфические: конденсаторы должны быть специализированными шумоподавляющими, катушки-дроссели имеют встречную намотку и т. п.

Итак, вот сетевой фильтр + выпрямитель из монитора LG 14″ 520Si 1999 г. Сверху на картинке [можно увеличить в 2 раза] детали расположены в таком порядке, как они были распаяны на плате. Далее воссозданная схема. Далее фотки деталек и надписей на них крупным планом. Далее, под картинкой, текстовое описание всех деталей. Сетевой фильтр тут, по существу, до резистора R2 и диодного моста, но дальше ещё есть конденсаторы C5 и C7, которые тоже зачем-то нужны.

Описание деталей

1. R1. Резистор 470 кОм, 0.5 Вт.
2. F1. Предохранитель T3.15A250V. На 3.15 ампер, 250 вольт.
3. C1, C2. Конденсаторы MKP 220n 275V~ X2. MKP — металлизированный полипропиленовый, 220 нФ, 275V~ — предназначен для работы в сети переменного тока с напряжением 275 вольт, X2 — шумоподавляющий, класса безопасности X2 [подробнее, что означают эти X1-X2-Y1-Y2 и другие значки на корпусе конденсатора; на английском].
4. T1. Как бы трансформатор в жёлтом, 6200TLE001B, — дроссель: встречная намотка 2-х одинаковых обмоток на едином сердечнике, индуктивность каждой — 20.0 мГн, диаметр провода — 0.45 мм.
5. C3, C4, C7. Конденсаторы 222M X1Y2 250V~: 2.2 нФ (2200 пикофарад), предназначен для работы в сети переменного тока с напряжением 250 вольт, X1Y2 — шумоподавляющий, «безопасный», подробнее тут: KEMET Safety Disc Capasitors.
6. L1. Отрезок проволоки в ферритовой цилиндрической бусине.
7. T2. Тороидальная катушка индуктивности, 509DNYa1G, — тоже дроссель: встречная намотка 2-х одинаковых обмоток (каждая на своей половине ферритового кольца), индуктивность каждой — 2.4 мГн, диаметр провода — 0.35 мм.
8. R2. Резистор 4R7 5W — 4.7 Ом, 5 Вт.
9. VDS1. D2SBA60 — диодный мост из 4-х диодов на 600V 1.5A каждый.
10. C5. Конденсатор 472M X1Y2 250V~: 4.7 нФ.
11. R3. Резистор 560 кОм, 0.25 Вт.
12. C6. Конденсатор электролитический 220 мкФ, 400 вольт.

---

P. S. Чаще сетевые фильтры (в мониторах, компьютерных БП и др.) устроены проще: Простой сетевой фильтр, возможно своими руками.

---

Схема и детали сетевого фильтра из ЭЛТ-монитора

5 (100%) 21

almois.ru

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

xn--80a3afg4cq.xn--p1ai

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

xn--80a3afg4cq.xn--p1ai

Простой и эффективный сетевой фильтр

О жутких помехах в наших электросетях и об их убийственном влиянии на работу аудиовидеотехники известно всем, кто любит слушать музыку и смотреть кино. Многие, предварительно приценившись к сетевым кондиционерам производителей Hi-Fi, чаще всего останавливают выбор на недорогих компьютерных фильтрах, после чего считают проблему решенной.

Между тем, для аудиотехники такие фильтры практически бесполезны, ведь их основная задача — защитить компьютер от импульсных помех, или «иголок», т.е. кратковременных (1 мкс — 1 нс) скачков амплитуды до нескольких тысяч вольт (!), представляющих реальную угрозу для микрочипов. Их спектр находится в высокочастотной области (десятки — сотни мегагерц), и фильтры, рассчитанные на борьбу с ними, малоэффективны для аудиотехники, для которой самые опасные помехи сосредоточены в диапазоне 0,001 — 30 МГц.

Второй не менее важный момент — энергетические характеристики такого фильтра. Большинство недорогих конструкций рассчитаны на максимальный ток в 10 А, а в пике усилителю, если он работает в классе АВ (а таких большинство), этого явно недостаточно. А сабвуфер, а шесть каналов домашнего кинотеатра? Из-за нехватки мощности на forte сигнала звучание получается вялым, неровным и шероховатым.

Но в то же время сделать качественный фильтр, эффективно убирающий помехи и «грязь» в звуковом диапазоне, не так сложно, как кажется. Один из возможных вариантов приведен на рис. 1.

Рис.1

Коротко об элементах. В любом справочнике с характеристиками конденсаторов можно обнаружить несколько типов, пригодных для нашего проекта. Там так и написано: «…предназначены для подавления индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами…, а также помех атмосферных». Добавлю от себя, что они сами по себе являются фильтрами нижних частот, имея при этом минимально возможное проходное сопротивление. Различаются такие конденсаторы: по максимальному проходному току, рабочему напряжению и частотным свойствам. Внешний вид и частотная характеристика конденсаторов КПБ-Ф, на которых построен наш фильтр, показаны на рис. 2 и 3.

Рис. 2

Рис. 3

На схеме они обозначены как С1-C4, тип — КПБ-Ф емкостью 1 мкФ на переменное напряжение 220 В или постоянное 500 В, а ток через них может достигать 40 А. Индуктивность катушек L1 и L2 — примерно 50 мкГн, это около 30 витков 3-миллиметрового провода, намотанного в 3 слоя на сердечнике из капролона или фторопласта. Диаметр катушки 55, а высота — 45 мм, и прикреплены они к дну корпуса.

Запас по току кажется чрезмерным. Но только поначалу — поставьте DVD «Перл-Харбор» или «U-571», и если все что нужно взорвется как положено, а не с жалким пшиком, вы признаете правильность этой идеи. Частотные свойства фильтра вполне соответствуют нашим требованиям — передаточная характеристика начинает падать с 0 Гц, а на 600 кГц затухание составляет более 40 дБ, увеличиваясь с ростом частоты.

Элементы фильтра смонтированы в корпусе из листового алюминия толщиной 3 мм. Он разделен на три секции, размером 380 на 150 и высотой 80 мм. Расположение элементов показано на рис. 4. Коробку можно собрать на винтах или «вытяжных» алюминиевых заклепках. При окончательной сборке перед затягиванием винтов под контактирующие поверхности дна крышки и стенок рекомендую проложить пищевую алюминиевую фольгу для лучшего контакта и экранирования соответственно.

Рис. 4

Теперь самое главное — подключение. Такие фильтры требуют обязательного заземления — без него эффективность резко упадет. Во всех современных домах «евророзетки» с заземлением, как правило, уже имеются, так что проблем здесь быть не должно. Если нет — то «землю» придется взять от короба распределительного щита на лестничной клетке, проложив ее до корпуса фильтра отдельным проводом сечением не менее 4 мм². (На всех строительных рынках можно приобрести специальные «земляные» провода в зелено-желтой изоляции.) Крепление клеммы заземления к корпусу фильтра должно быть надежным, с пружинной шайбой-«звездочкой» и контргайкой. Идеальное решение проблемы — провести отдельную линию от щитка на лестничной клетке к фильтру для питания аппаратуры. Провод для проводки должен иметь сечение не менее 4 мм².

Если все сделано грамотно, то разницу вы почувствуете довольно быстро. В завершение хочу напомнить о требованиях безопасности при работе с электросетью, а заодно пожелать всем братьям по оружию большого удовольствия от своей аппаратуры.

---

Практика AV #6/2003

www.salonav.com

Сетевой фильтр и качество напряжения бытовой электропроводки

Домашняя электрическая сеть таит в себе много сюрпризов, о которых подчас даже не подозревает неискушённый пользователь без соответствующего образования. Знание их позволит улучшить качество работы электроники и сбережет не только материальные затраты на приобретение нового оборудования, но и время с нервными клетками, потраченные на устранение неожиданных поломок.

Наши советы объясняют домашнему мастеру принципы обеспечения нормального электропитания для бытовых электронных приборов через сетевые фильтры и защиты с поясняющими картинками, схемами и видеороликом.

Содержание статьи

Что делает сетевой фильтр

Качество напряжения в домашней проводке

На бытовой электрической розетке написано, что она создана для сети 220 вольт 50 герц. Стоит ли безоговорочно верить этим цифрам?

Даже основной документ электриков — ПУЭ допускает отклонение этой величины по амплитуде до ±10% от номинала, то есть от 198 и до 242 вольт, что считается нормой. В реальной же жизни напряжение может колебаться в значительно больших пределах. Причем, обещанную нормативами идеальную гармонику синусоиды очень часто нарушают различные высокочастотные помехи.

Они появляются от проникновения в сеть в/ч сигналов помех из различных источников в результате коммутаций множества аппаратов в схеме питания, возникновения апериодических составляющих, разрядов перенапряжений на высоковольтной стороне трансформаторной подстанции и по многим другим причинам.

Синусоида искаженной формы от высокочастотной помехи не влияет на работу резистивных нагрузок с тэнами, лампами накаливания. Она в большинстве случаев допустима для обеспечения вращения простых электродвигателей, но вредна при эксплуатации компьютеров, телевизоров, устройств сложной электроники. Им нужна надежная защита от помех питания.

Назначение фильтров

Появление подобных в/ч помех невозможно предвидеть, а потребителям остается только устранять их автоматическими устройствами. Полностью исправить форму искаженной синусоиды может только специальный стабилизатор напряжения.

Сетевой фильтр не обладает такими возможностями. Он создается с задачей — пропустить через себя искаженную высокочастотной помехой гармонику так, чтобы на выходе максимально отсеять высокочастотные помехи и сгладить ее форму до приемлемого состояния. Причем амплитуду напряжения он регулировать не может.

Эту его особенность необходимо хорошо представлять перед тем, как пойти в магазин чтобы купить фильтр сетевой для своего компьютера и подключить по следующей схеме.

Сетевой компьютер для выполнения ответственной работы подключают со схемой резервирования питания.

На картинке видно, что обычно сетевой фильтр используется в качестве первого каскада сглаживания пульсаций при передаче электроэнергии от розетки к источнику бесперебойного питания и неответственному периферийному оборудованию, например, принтеру. Качественное напряжение на системный блок и монитор компьютера обеспечивает ИБП.

Эту особенность важно представлять и в том случае, когда вы создаёте проводные и беспроводные сети для своей квартиры.

Принцип работы

По своей функциональности сетевые фильтры подразделяются на:

1. простые приборы с защитой от кратковременных перенапряжений и сверхтоков;
2. электронные индуктивно-емкостные схемы;
3. комбинированные устройства.

Простые фильтры

К ним относят варисторные изделия, которые в своем составе имеют:

1. варистор, отекающий кратковременный пик перенапряжения;
2. биметаллический контакт или предохранитель, работающий в качестве максимальной токовой защиты.

Фильтры с варисторами

Они могут изготавливаться отдельным полупроводником или сборкой из них.

Единичный модуль

Один варистор используется в самых простых защитах.

При номинальном электроснабжении сети он обладает большим электрическим сопротивлением и ток через себя не пропускает. Если же напряжение возрастает до критической величины порядка 470 вольт, то полупроводниковый переход варистора пробивается и устраняет перенапряжение замыканием потенциалов сквозь свой внутренний переход, что сопровождается выделением тепловой энергии.

Сборка варисторов

Классическая схема собирается на основе треугольника с заземлением средней точки. Варисторы фильтра защищают нагрузку от симметричных и асимметричных перенапряжений в сети.

Заземление повышает эффективность работы схемы, отводит помехи по дополнительному проводу, подключенному к контуру земли.

Дешёвые сетевые фильтры с отдельной варисторной сборкой, широко используются в быту. Они фильтрацией сигналов помехи высокочастотного напряжения не занимаются, а могут ограничивать только импульс перенапряжения.

Защита от сверхтоков

Высокое напряжение, проскочившее через варисторы при отказе их работы или по другим причинам, создает повышенные токи нагрузок на подключенном оборудовании. Для их ограничения на сетевой фильтр устанавливают токовые защиты:

1. предохранитель;
2. или автоматический отсекатель токов многоразового использования.

Второй вариант предпочтительнее: для ввода в работу после срабатывании защиты достаточно нажать на соответствующую кнопку. Это удобнее, чем вскрывать корпус и менять предохранитель, который еще надо предварительно найти.

Электронные LC схемы

Принцип работы защиты

Электрическое сопротивление резистивных элементов не изменяется от рода тока, который протекает сквозь них. Совсем иная картина складывается у реактивных элементов:

• емкостей;
• индуктивностей.

Их сопротивление находится в прямой зависимости от частоты сигнала.

Сетевой фильтр с индуктивностью резко увеличивает сопротивление для прохождения токов высокой частоты. Для этого достаточно последовательно к нагрузке разместить в каждом проводе фазы и нуля по одной катушке с индуктивностью порядка 60÷200 мкГн.

Помехи низких частот можно гасить резистивным сопротивлением до 1 Ома, но лучше использовать конденсатор, подключенный параллельно к нагрузке с номиналом в пределах 0,22÷1,0 мкф, создавая минимум двойной запас для его работы по напряжению.

На основе этого принципа создаются различные схемы фильтров снижения высокочастотных помех.

У LC фильтров одновременно работают два закона коммутации:

1. индуктивность гасит резкие повышения тока;
2. конденсатор подавляет высокочастотные броски напряжения.

Комбинированные устройства

Элитные сетевые фильтры сочетают в себе принципы работы обеих схем защиты:

1. варисторных сборок, устраняющих импульсы перенапряжений;
2. и LC контуров, гасящих высокочастотный сигнал помехи.

Управление их работой облегчает функция Master Control, осуществляемая микропроцессорным устройством.

По такой схеме работает известный сетевой фильтр Pilot.

Минимальную фильтрацию высокочастотной сигналов напряжения обеспечивает сетевой фильтр с тремя составными частями: варистор с напряжением 470 вольт, два дросселя на 60÷200 мкГн, конденсатор 0,22÷1,0 мкф.

Конструктивные особенности

Сетевые фильтры выпускаются различными формами, конфигурацией, характеристиками. На упаковке пишут, что их задача — подключение и защита подсоединенных потребителей.

Поскольку функции защиты кратко уже рассмотрены, то остановимся на способах подключения.

Вход питания

Любой сетевой фильтр оборудован кабелем различной длины и евровилкой с тремя контактами.

Обратите особое внимание на подключение РЕ-проводника к контуру заземления и розетке, применяемое в системе электроснабжения квартиры по схемам TN-S и TN-C-S. Его наличие повышает свойства защиты и качество фильтрации высокочастотной сигналов при рабочем режиме и отводит токи утечек из-за пробоя изоляции при авариях.

Внутри электрических схем старых здании с системой TN-C этот вопрос решается хуже, хотя высокочастотные помехи все же сглаживаются.

Подключение потребителей

Конструктивное отличие многих моделей заключается в количестве и расположении розеток. Оптимальным вариантом стало их размещение в одну или две линии с разворотом относительно продольной оси на 45 градусов.

Такая схема является компромиссом между габаритами прибора и удобствами пользования им.

Как выбрать и купить фильтр

Помочь определиться с выбором типа прибора непосредственно в магазине должна вся перечисленная выше информация.

Однако обратите внимание еще на два вопроса:

1. суммарную мощность потребления подключённой нагрузки;
2. наличие розеток в корпусе, которые не обеспечивают фильтрацию напряжения, а работают как простой удлинитель (встречается и такой прибор).

У приведенного на фото прибора максимально допустимая нагрузка промаркирована на тыльной стороне корпуса и ограничивается 10 амперами. Советуем для нормальной работы иметь резерв около 30 процентов минимум, то есть нагружать эту модель не более 7 ампер.

Этого вполне достаточно для сложной бытовой техники с электроникой. Ведь питать электрические котлы, теплонагреватели, лампы накаливания и электродвигатели через сетевой фильтр нет необходимости. Они нормально работают от напряжения с высокочастотными помехами.

Рекомендуем дополнительно посмотреть видеоролик владельца CompsMaster “Выбираем сетевой фильтр”.

Сейчас вам удобно задать вопросы по теме и поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Полезные товары

housediz.ru