Виды сетевых фильтров: Сетевые фильтры. Как выбрать. Устройство и виды. Применение

Сетевые фильтры. Как выбрать. Устройство и виды. Применение

Параметры электрических сетей далеки от идеала, и реализовать это практически невозможно. Оборудование генераторов, проводки, подстанций изношены. При работе с бытовыми приборами мы отключаем и включаем их в сеть, а мощность у них бывает большая. Даже в объеме своей квартиры возникают перепады напряжения, с которыми ничего не сделать. Угадать, когда будет повышение или понижение напряжения в сети, тоже невозможно.

Старые образцы бытовой техники не были так чувствительны к «сюрпризам» сети питания. Современная техника состоит из чувствительной электроники, которой она начинена по полной программе. Самый простой и недорогой метод защиты электроустройств от неисправностей – подать на них питание используя сетевые фильтры.

Если не знать задач, выполняемых сетевым фильтром, то невозможно правильно его выбрать. Существует несколько задач, которые решает фильтр, и его назначение.

Защита от скачков напряжения

В паспорте или инструкции каждого устройства даны значения номинального напряжения. В условиях гарантии обычно указывают одним из пунктов, что гарантия сохраняется при качественном сетевом питании. Если это не будет соблюдено, то права покупателя на бесплатный ремонт или замену изделия в течение гарантийного периода аннулируются.

Обычно в одной линии питания подключены несколько разных по мощности и специфике работы технических устройств. Это неизбежно ведет к скачкам и перепадам параметров сети. Отключения и включения холодильников, в одном подъезде дома заметно влияют на нагруженность линии. Но ведь в сети подключены не только бытовые приборы, есть и другие потребители.

Фильтрация напряжения

Это свойство выполняет сглаживание помех напряжения сети питания. Они вызываются подключением в сеть приборов различных типов, повреждением, ухудшением, износом изоляции электрической проводки, коротким замыканием. Помехи образуются на линии близко расположенными объектами, от которых идут электромагнитные сигналы. Это чаще всего, антенны для разных целей. Отсутствие заземления также вызывает помехи и нарушение параметров сети. Некачественное заземление тоже не делает идеальным сеть питания.

В дома старой постройки заземление не заведено, подключены только фаза и линия. Вилки в стиле «евро» оказываются бесполезными, так как контакт для «земли», имеющийся на них, никуда не подключается. Такими вилками пользуются как обычными вилками без заземления, эффекта никакого нет. Многие электронные устройства бытовой техники часто дают сбои, зависания, поломки. Возникает необходимость в дополнительной настройке или перезагрузке параметров.

Можно сделать вывод, что сетевой фильтр похож на источник питания, но без аккумуляторов. При отключении фильтра информация на компьютере, подключенном к фильтру, не сохранится. Поэтому вряд ли стоит использовать сетевые фильтры как бесперебойники.

Устройство и схемы

Схема этого девайса несложная. Для достаточного понимания работы этого прибора, нужно разобраться, как гасить помехи от скачков и перепадов сети питания. Возьмем резисторы. Их сопротивление не имеет зависимости от силы тока, проходящего через них. Емкость и индуктивность зависят напрямую от тока. Чем больше напряжение и сила тока, тем выше возрастает сопротивление катушки.

Такое свойство используется в сетевых фильтрах для исправления коротких скачков сети питания с большим размером. Устанавливают две катушки в нулевой и фазный проводник. Индуктивность их может находиться в очень широком интервале: 60-200 микрогенри.

1 — Конденсатор (Удаляет помехи)
2 — Балансировочный дроссель
3 — Конденсаторы (Удаляют помехи)
4 — Многоразовый термопредохранитель
5 — Индукторы с сердечниками (Для фильтрации шумов и небольшого понижения напряжения при необходимости)
6 — Варисторы (Абсорбируют скачки тока)

В сетевых фильтрах нельзя применять резисторы со значительным сопротивлением, это ведет к падению напряжения. Наибольшее сопротивление допускается устанавливать равным 1 Ом.

По подсчетам специалистов среди многих моделей фильтров сегодня наиболее эффективными стали фильтры сети LC. В их конструкции находятся конденсаторы и катушки индуктивности. Емкость колеблется в интервале 0,22-1 мкФ. Нужно учесть, что разность потенциалов конденсатора должно отличаться в два раза от напряжения сети в большую сторону на случай большого перепада напряжения.

L – катушка, выравнивающая скачки (перепады) тока.

С – емкость (конденсатор), гасящий большие скачки напряжения.

Рассмотрим помехи от импульсов. Импульсы можно погашать варистором – полупроводниковым элементом. Это тот же резистор, в обычном режиме при малом напряжении он имеет высокое сопротивление, ток через него не идет. При подъеме тока в линии питания до номинального значения вариатора, его сопротивление резко падает, и он пропускает через себя ток.

Схема сетевого фильтра

В итоге, фильтр сети для питания электронных приборов должен состоять из:

• Двух катушек (последовательная схема).
• Варистора.
• Конденсаторы (параллельная схема).

Все составные элементы подбираются по нагрузке сети. Ток номинала элементов рассчитывается от мощности потребления бытового прибора. Кто захочет своими руками собрать сетевой фильтр, то этот факт будет иметь важное значение.

Сетевые фильтры для подключения бытовых приборов в квартире

Внешне фильтры не отличить друг от друга, однако, видов таких устройств множество.

Уровни защиты

Существуют три главных стандартных уровня защиты, которые делают различимыми конструкции сетевых фильтров:

• Базовый уровень защиты. Недорогие простые фильтры сети.
• Фильтры универсального назначения. Их приобретают для бытовых нужд. Преимущество таких моделей сочетание возможности различных типов защиты и цены. Возможности не максимальные, но для применения в быту достаточны.
• Высокий класс. Такие фильтры устанавливают для подключения бытовой техники, которая стоит дорого, например, плазменного телевизора. Такие фильтры используют как профессиональные приборы.

Значение импульса компенсации

Эта величина указана в инструкции в килоджоулях. Чем больше это значение в паспорте, тем фильтр защитит прибор от большего перепада напряжения. Для домов садовых участков, загородных домов, массовых построек характерен перекос фаз, поэтому этот параметр для них наиболее важен.

Блокировка от перегрева

Положительным моментом для сетевого фильтра является наличие в нем теплового реле. Во время излишней нагрузки оно отключит питание прибора, тем самым предотвратив неисправность и выход из строя.

Число розеток

Многие сетевые фильтры имеют розеточные гнезда для подключения потребителей в количестве до 10 штук. Поэтому важно перед приобретением фильтра необходимо рассчитать, сколько и каких по мощности приборов вы будете подключать к нему, сделать сравнение с паспортными данными.

Все подключаемые приборы могут быть включены одновременно, нужно сложить все мощности в сумме и сравнить с мощностью сетевого фильтра. При вычислениях надо делать запас около 30%. Иначе провода питания могут не выдержать нагрузки, и изоляция будет плавиться, что приведет к пожару.

Размер между розетками

Казалось бы, что расстояние между розетками одинаково во всех фильтрах. Если почти все розетки будут заняты потребителями питания, а нужно еще подключить адаптер блока питания, то выходящие шнуры от розеток могут мешать установить адаптер. Для таких случаев целесообразно применять сетевые фильтры с корпусом, увеличенным в размерах. Он занимает больше места, но необходим в подобных случаях.

Номинальный ток

Это значение параметра зависит от мощности прибора. Для мощной бытовой техники лучше выбрать фильтр сети с номинальным током более 10 ампер. Несложно сделать простой расчет, зная закон Ома, открыть в инструкции данные, сетевое напряжение всем известно – 220 вольт.

Длина провода

Длина шнура фильтра должна удовлетворять потребность в месте установки, чтобы ее хватало для монтажа. Лишняя длина увеличивает цену устройства, а на работу влияния не оказывает.

Вспомогательные функции сетевых фильтров

Сетевые фильтры могут иметь несколько дополнительных опций, которые не играют важной роли, но могут когда-нибудь пригодиться, часто встречающиеся из них:

• Опция микроконтроллера. Имеется внутренний таймер для включения и выключения напряжения по времени.
• Защиты на каждую линию питания отдельно. Такие устройства дорогостоящие, напротив каждой розетки есть свой выключатель и предохранитель. Этим обеспечивается защита. Такие сетевые фильтры лучше применять при работе сразу многих устройств разного типа в разных направлениях.
• Защиты от пыли, несанкционированного включения и т.д.
• Фиксатор для закрепления шнуров питания. Подключение в одно время к фильтру нескольких приборов техники ведет к образованию запутанных пучков проводов. Фиксатор помогает навести в этом порядок.
• Гнезда для монтажа на вертикальной плоскости.

Как выбрать сетевые фильтры

• Материал изготовления контактов. О качестве изделия говорит материал контактов. Контакты должны быть из цветного металла, можно проверить магнитом. Цветной металл к магниту не притягивается. Если изготовитель неизвестен, то проверить нужно обязательно. Некачественный металл будет нагреваться, контакты подгорят, расплавят корпус фильтра.
• Длина сетевого кабеля. Добросовестный изготовитель не допустит большого отклонения от размеров кабеля. По паспорту можно проверить и измерить его длину. Если длина отличается, значит, остальные параметры тоже можно поставить под сомнение.

Правильно выбрать сетевой фильтр непросто. Нужно приобретать конструкцию фильтра из расчета разумности и достаточности.

Похожие темы:

• GSM розетки электрические. Виды и работа. Плюсы и минусы
• Электрические розетки. Стандарты и виды. Особенности
• Выдвижные блоки розеток. Виды и применение. Как выбрать
• Электрический удлинитель. Виды и особенности
• Как выбрать розетку. Разновидности и особенности

Как выбрать сетевой фильтр: 4 этапа подбора

Покупка нового ПК или другой техники сопровождается приобретением сопутствующих аксессуаров. Без них – обеспечивающих безопасную работу устройств – тоже никак не обойтись. К ним, среди прочего, относятся сетевые фильтры, которые заботятся о нужных и дорогостоящих электронных приборах. Но только в том случае, если правильно выбрать подходящую модель. Что это такое, какие пилоты бывают и какой из них стоит купить – расскажет статья.

Что такое сетевой фильтр?

В разговорной речи приспособление еще называют «пилотом». Сетевой фильтр вроде 2Е 3xSchuko помогает защитить электронные устройства от разного рода помех:

• в компьютерной сети, когда сетевые элементы – ненадлежащего качества или же в помещении с нестабильной подачей электричества;
• импульсных, подразумевающих кратковременное отклонения в напряжении;
• высокочастотных и низкочастотных.

Разбираемся: В чем разница между сетевым фильтром и удлинителем – сравниваем устройства по 4 критериям 

Устройство состоит из корпуса и шнура. Детали, которые выполняют защитные функции, находятся внутри корпуса. Внешняя же часть – это розетки и кнопка включения-выключения прибора. Количество розеток варьируется – от одной до восьми.

Для чего нужен сетевой фильтр?

Многие пользователи впервые узнают о существовании сетевого фильтра при покупке настольного ПК. Продавцы-консультанты не зря настаивают на приобретении аксессуара вроде Belkin 2м. При этом не каждый правильно и понятно объясняет, для чего и зачем он нужен.

В тему: Что лучше, ноутбук или компьютер (ПК): 5 советов, как выбрать технику для своих нужд

Дело в том, что подключение стандартных компонентов персонального компьютера – системника, монитора, колонок, да даже принтера – требует наличия нескольких розеток. Можно воспользоваться и стандартным удлинителем, где их несколько. Но он не поможет защитить устройства в случае колебаний напряжения.

Так, на каждом приборе производитель указывает параметры входного напряжения. На системниках вроде ARTLINE Home h47, как правило, указано 220-230 В при частоте 50-60 Герц. Эти показатели соответствуют заявленным характеристикам электросети. Но скачки и перепады от перегрузок – не учитываются. Нормализовать напряжение тока, поступающее к прибору, и является задачей пилота. Также важна предельная потребляемая мощность устройств (измеряется в Ваттах). Она не должна превышать показатель, пропускаемой фильтром. Это значит, что сумма потреблямой мощности приборов, подключенных через него, не может быть больше указанного в документации к пилоту параметра. Так, модель вроде Maxxtro 5, рассчитанный на 1,8 кВт, с успехом справится с одновременной работой системника на 400 Вт, моника VN279QLB на 35 Вт, колонок Genius SP-HF на 40 Вт и роутера вроде RT-AC66U.

Подбираем домой: Какой музыкальный центр купить: 4 параметра выбора

Виды сетевых фильтров

Выбирая сетевой фильтр, необходимо учитывать их отличительные особенности и параметры. Так, в зависимости от назначения и уровня защиты, различают такие виды:

• для бытовых нужд. Эти приборы также называют базовыми – за простоту устройства и минимальный набор защитных показателей. Визуально отличаются малым числом розеток, компактными габаритами и коротким шнуром. Оптимальны для домашнего применения;
• для продвинутых пользователей. Практичный и надежный аксессуар, который оптимален для подключения одного-двух ПК или лэптопов. Пригодны и для домашней, и для офисной установки. Длинный кабель и значительное количество розеток придают моделям этого типа немного массивный и неуклюжий вид;

Когда пригодится пилот: Как подсоединить 2 монитора к ПК+ настройка и софт для работы с двумя мониторами

• профессиональные приборы. Обязательны для дорогой и чувствительной техники. Они способны обезопасить подобное оборудование на высшем уровне. Узнать их можно по очень длинному шнуру и добавленным трехфазным розеткам.

Советы по выбору

Выбрать хороший, качественный сетевой фильтр для компьютера или других приборов – несложно, если следовать этим рекомендациям:

1. Обратить внимание на габариты изделия. Небольшой, плоский аксессуар может быть подделкой без защитных функций. Есть сомнения – следует попросить у продавца прилагаемую документацию. Если в ней указаны технические особенности и параметры модели, опасаться нечего. Известное имя бренда, как у экземпляра Legrand 4XSchuko, станет дополнительным преимуществом.

2. Отдать предпочтение устройству с входным штекером евро-типа. Оно совместимо с различными приборами, тогда как еврокомпакт подойдет только для техники малой мощности. UPS же (компьютерный штекер) предназначен для ИБП и не совместим с обычными бытовыми розетками.

3. Дополнительный комфорт пользователя обеспечат как розетки в достаточном количестве, так и наличие порта USB. К примеру, в Surge Protectors их целых два.

Лучший выбор: Как собрать игровой компьютер, какие комплектующие купить: 3 варианта на выбор

4. Выключатель бывает общим на все розетки или индивидуальным на каждую в пилоте. Также существуют модели с пультом дистанционного управления. Индивидуальные более удобны для повседневного использования. С пультом – пригодятся тем, у кого нет желания или возможности управлять устройством вручную.

Лучшие модели:

Сетевой фильтр – нужное и полезное устройство, которое убережет ценную технику. А выбрать подходящий – не так уж и трудно. Если же есть сомнения в собственной компетенции, можно спросить совета у специалистов-консультантов, почитать отзывы на авторитетных интернет-ресурсах. Когда нравится 2-3 варианта, оптимальный выход – сравнение функциональных показателей моделей и стоимости. На основе выводов из точной информации сделать выбор будет проще.

Классификация, характеристики, типы, области применения и преимущества

Фильтры представляют собой электронные схемы, которые удаляют из сигнала любые нежелательные компоненты или свойства. Простыми словами, вы можете понять это, поскольку схема отбрасывает определенные полосы частот и пропускает другие. Они широко используются в приборостроении, электронике и системах связи, особенно в системах обработки сигналов и изображений. Этот пост даст вам краткое представление о том, что такое фильтры, их классификация, характеристики, типы, области применения, преимущества и недостатки.

 

Что такое фильтры

Фильтры являются важными строительными блоками любых электронных и коммуникационных систем, которые изменяют амплитудные и/или фазовые характеристики сигнала по отношению к частоте. Фильтр — это в основном линейная схема, которая помогает удалить из входного сигнала нежелательные компоненты, такие как шум, помехи и искажения. В идеале фильтр изменяет относительные амплитуды различных частотных составляющих и фазовые характеристики, а его «усиление» полностью зависит от частоты сигнала.

Рис. 1. Введение в фильтр

Фильтр определяется их влиянием на сигналы в частотной области, которое часто описывается математически в терминах передаточной функции и выражается отношением преобразований Лапласа. его выходных и входных сигналов.

Первая помощь при поражении электрическим током…

Пожалуйста, включите JavaScript

Первая помощь при поражении электрическим током – причины, источники, тяжесть

Функция передачи напряжения H(s) цепи фильтра записывается как:

Где,

• В _IN (с) = входной сигнал
• В _OUT (с) = выходной сигнал
• S = комплексная частотная переменная.

Заменив переменную «S» в приведенном выше уравнении на jὠ , где j равно, а ὠ — частота в радианах (2ᴨf), мы можем найти влияние фильтра на величину и фазу входного сигнала.

Величина находится путем взятия абсолютного значения уравнения (1):

Рис. 2 – Блок-схема цепи фильтра 0036

Активные фильтры

Цепь фильтра, состоящая из активных компонентов, таких как транзисторы и операционные усилители, в дополнение к резисторам и конденсаторам, называется Активный фильтр .

Пассивные фильтры

Схема фильтра, состоящая из пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, называется Пассивный фильтр . Диапазон рабочих частот банков фильтров на компонентах, используемых для построения схемы. Следовательно, фильтр может быть дополнительно классифицирован на основе рабочей частоты конкретной схемы. Это:

• Фильтр нижних частот
• Фильтр высоких частот
• Полосовой фильтр
• Полосовой режекторный фильтр
• Всечастотный фильтр

Фильтр нижних частот

Это тип фильтра, который ослабляет все частоты выше частоты среза. Он обеспечивает постоянный выход (усиление) от нуля до частоты среза.

Рис. 3 – Характеристики фильтра нижних частот (a) Фактические (b) Идеальные

Фильтры верхних частот

Это тип фильтра, который ослабляет все частоты ниже частоты среза. Он обеспечивает постоянный выходной сигнал (усиление) выше частоты среза.

Рис. 4 – Характеристики фильтра высоких частот (a) Фактические (b) Идеальные 2 Это тип фильтра, который пропускает определенный диапазон частот, а все остальные частоты за его пределами ослабляются.

Рис. 5 – Характеристики полосового фильтра

Ограничивающие фильтры полосы

Определенная полоса частот отклоняется и позволяет проходить частотам вне полосы.

 

Рис. 6 – Характеристики полосового режекторного фильтра

Всечастотные фильтры

Это тип фильтра, пропускающий все частоты в равной степени. Он также известен как фильтр фазового сдвига, фильтр временной задержки, поскольку выходное напряжение смещается по фазе относительно входного напряжения, но они равны по величине.

Рис. 7 – Всечастотный фильтр

Используется в предварительном усилении, эквалайзере, регулировке тембра в аудиосистемах

Они также используются в цепях обработки сигналов и преобразования данных

Схемы фильтров широко используются в медицинских электронных системах

Преимущества фильтров

Преимущества:

• Они экономичны или рентабельны
• В отличие от цепей пассивных фильтров, цепи активных фильтров требуют источника питания

Недостатки фильтров

98

• Громоздкие цепи
• Ограниченная пропускная способность
• Повышенная чувствительность к изменению параметров цепи

  Читайте также:
Усилитель класса C — принцип работы, области применения, преимущества и недостатки
Волновод — классификация, режимы работы, принцип работы, применение, преимущества 
  Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — создание, применение и преимущества 
 

Общие сведения о различных типах схемных фильтров и их функционировании

Фильтрация имеет жизненно важное значение для обработки сигналов в широком спектре технологий, от связи и полупроводников до энергосистем. Читайте дальше, чтобы узнать больше о различных типах фильтров и их рабочих характеристиках.

Какова роль фильтров в электронике?

Фильтры в цепях извлекают (пропускают) определенные частоты, блокируя (ослабляя) нежелательные частоты. Например, когда вы настраиваетесь на любимую радиостанцию, фильтр пропускает нужную частоту и блокирует контент, транслируемый на других радиочастотах. Точно так же в источниках питания постоянного тока можно использовать фильтр для устранения высоких частот или помех на входах переменного тока. Другие применения фильтров включают аналого-цифровые преобразователи и кроссоверные сети аудиоколонок.

Четыре основных типа сетевых фильтров

Существует множество различных типов фильтров, но четыре основных типа:

• Фильтр нижних частот — пропускает сигналы с частотой ниже определенной частоты среза, подавляя все частоты выше отсечка
• Фильтр высоких частот — пропускает частоты выше определенной частоты среза, подавляя сигналы с частотой ниже частоты среза
• Полосовой фильтр — сочетает в себе свойства фильтров нижних и верхних частот в одном фильтре
• Режекторный (или полосовой) фильтр – пропускает все частоты выше и ниже определенного диапазона, определяемого значениями компонентов

Активный фильтр против.

Пассивный фильтр

Различия между пассивными и активными фильтрами:

• В схемах пассивных фильтров используются пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Активные фильтры не содержат катушек индуктивности, а состоят из резисторов, конденсаторов и активных компонентов, таких как операционные усилители.
• Пассивные фильтры оптимально работают в диапазоне 100 Гц – 300 МГц (при правильном проектировании верхний частотный предел может быть расширен до гигагерцового диапазона). Однако активные фильтры имеют ограничение полосы пропускания, реагируя только на очень низкие частоты, например, около 0 Гц.
• Активные фильтры могут усиливать выходной сигнал фильтра, в то время как пассивные компоненты не имеют такой возможности.
• Можно разработать активные фильтры высокого порядка без использования катушек индуктивности. Пассивные фильтры не подходят для ослабления или усиления сигнала в приложениях, где проблематичны катушки индуктивности.

Ключевые рабочие характеристики фильтра

Рабочие характеристики фильтра обозначаются или выражаются в таких терминах, как:

• Кривые отклика описывают поведение фильтра.
• Ослабление в децибелах (дБ) является мерой потери мощности сигнала после фильтрации.
• Сигнал частота ( f ).
• -3 дБ Частота ( f _{3 дБ} ) — входная частота, при которой выходной сигнал уменьшается на 3 дБ по отношению к входному.
• Центральная частота ( f ₀ ) — частота в пределах верхнего и нижнего диапазона частот среза при полосовой и узкополосной фильтрации.
• Частота полосы задерживания ( f _s ) — частота при определенном уровне затухания.
• Полоса пропускания (β) обозначает ширину полосы частот, которую пропускает фильтр без существенного ослабления.