Закрыть

Схемы сетевых фильтров – Как сделать сетевой фильтр своими руками

Содержание

Схема изготовления сетевого фильтра под напряжение 220В

Работа электротехнических и электронных устройств происходит за счёт питания сетевым током. Энергопоток через провода приносит с собой сателлитные электромагнитные поля. Они несут угрозу точности выполнения своих функций абонентами электросети. Решить этот вопрос могут сетевые фильтры (СФ). Их всегда можно купить в виде сетевых удлинителей. Зная схему сетевого фильтра, устройство несложно собрать своими руками.

Сетевой фильтр

Принцип работы сетевого фильтра

Напряжение переменного тока в сети 220 в изменяется в синусоидальном виде. Правильная форма электрического импульса «загрязняется» электромагнитными помехами. Синусоида выглядит в виде изгибающейся линии чистого сигнала, окружённой вязью блуждающих токов, вызванных фазными перекосами, подсадками и всплесками напряжения.

График сетевого тока

Сопровождающие помехи влияют на чувствительные компоненты электронных схем различных приборов и аппаратуры. Возникает проблема очистки тока от паразитных образований. Для этого применяют сетевой фильтр (СФ).

СФ встраивают между источником сетевого тока и потребителями. Он состоит из соединённых в определённом порядке дросселей и конденсаторов. Работа фильтра – выстраивание индуктивного сопротивления катушек, не пропускающего помехи высокой частоты. Ёмкости устройства отсекают нежелательные помехи. Конденсаторы замыкают цепь и не пропускают паразитные импульсы.

Устройство простого сетевого фильтра

СФ бывают двух видов:

  1. Встроенные.
  2. Стационарные – многоканальные.

Встроенные

Компактные платы СФ являются частью внутреннего устройства различного электронного оборудования. Ими оснащается компьютерная и другая сложная техника.

Плата встраиваемого сетевого фильтра

На фото видно устройство СФ. На плате установлены следующие детали:

  • VHF – конденсатор;
  • тороидальный дроссель;
  • добавочные конденсаторы;
  • варистор;
  • индукционные катушки;
  • термический предохранитель.

Варистором называют резистор с переменным сопротивлением. При превышении нормативного порога напряжения (280 в) его сопротивление может уменьшиться в десятки раз. Варистор выполняет функцию защиты от импульсного перенапряжения.

Стационарные – многоканальные

Корпус прибора имеет несколько розеток. Благодаря этому, есть возможность подключить через фильтр всю имеющуюся электротехнику в одном помещении к одной розетке. Для очистки от радиопомех высокой частоты применяется простой LC-фильтр. Несгораемые термопредохранители предотвращают скачки напряжения. В некоторых моделях применяются одноразовые плавкие предохранители.

Самостоятельное изготовление сетевого фильтра

Сделать самый простой сетевой фильтр своими руками в домашних условиях радиолюбителю будет совсем не трудно. Для этого нужно встроить небольшую схему внутрь корпуса сетевого удлинителя с несколькими розетками. На нижнем рисунке показано, как это сделать.

СФ своими руками

Устанавливают СФ в удлинителе следующим образом:

  1. Вскрывают корпус сетевого удлинителя.
  2. В параллельные ветви после выключателя и варистора впаивают резисторы R1, R2 и дроссели (индуктивные катушки) L1, L2.
  3. Затем ветви поочерёдно замыкают через конденсатор С1 и один резистор R3.
  4. Установка концевого конденсатора С2 может быть сделана в любом месте между розетками.

Важно! Если внутри корпуса удлинителя не найдётся места для второго конденсатора С2, то можно обойтись без него. Достаточно скорректировать параметры С1.

Дроссели применяются с незамкнутыми ферритовыми сердечниками индуктивностью от 10 мкГн. Конденсаторы подбираются в диапазоне 0,22-1 мкФ. Сопротивление резисторов коррелируют с планируемой мощностью потребителей. При нагрузке 500 Вт потребуются резисторы 0,22 Ом. Сопротивление R3 должно быть не меньше 500 кОм.

Видоизменённая схема

Вышеописанную схему нередко модернизируют. Применяя катушки с другими параметрами, обходятся без резисторов. Для этого берут дроссели с высокой индуктивностью – 200 мкГн. Вместо старой ёмкости впаивают конденсатор, рассчитанный на 280 в.

Видоизменённая схема СФ

Схема СФ защиты от сетевых помех

Типовая схема сетевого фильтра является основой всех устройств такого типа за исключением дополнительных мелочей. Классикой является подключение к точкам: Земля, Фаза и Ноль. На входе устанавливается варистор VDR 1. Он подавляет всплески напряжения сетевого тока. При высоком скачке напряжения сопротивление варистора резко падает, этим он не пропускает помеху далее по схеме.

Для гашения небольших изменений напряжения используются дроссель Tr1 и три ёмкости С. Конденсаторы С1, С2 и С3 – реактивные радиодетали, постоянно меняющие уровень сопротивления. Оно при изменении частоты тока резко возрастает.

Нормальный ток беспрепятственно проходит через фильтр. В то же время помехи высокой частоты задерживаются в СФ. Сопротивление фильтра находится в прямой пропорциональной зависимости от величины частоты тока. Оба показатели одновременно возрастают, что позволяет задерживать помехи на пути к потребителю.

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. Суть метода заключается в следующем:

  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

Обмотки катушки индуктивности включаются в последовательном порядке. Поэтому магнитные поля катушки взаимно поглощаются. При прохождении тока высокой частоты резко возрастает сопротивление дросселя. Ёмкости поглощают и закорачивают помехи.

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

amperof.ru

Сетевой фильтр схема | Техника и Программы

Для подключения аппаратуры к сети на рабочем месте необ­ходимо иметь 4-5 розеток. Обычно используют удлинители или сетевые фильтры. Сетевой фильтр — это удлинитель с дополни­тельными устройствами, предотвращающими проникновение помех из сети на подключаемую аппаратуру. Помехи и выбросы, попадающие в схему от сети, могут беспрепятственно проходить в приборы через межвитковые емкости силового трансформатор-ра. Помехи от близлежащих радио- и телевизионных станций, медицинской аппаратуры могут серьезно нарушать работу при наладке устройств. Кроме защиты от помех сетевой фильтр часто снабжается специальной схемой, защищающей аппаратуру от перенапряжений. Практика показывает, что примерно 100 раз в год в сети возникают перенапряжения — короткие импульсы с напряжением 350… 1000 В. Можно использовать готовый сете­вой фильтр отечественного или зарубежного производства, на­пример, «Лидер», «Пилот», «Импульс», Vector, Optima, Sven и др. Сетевой фильтр с подавителем помех нетрудно изготовить са­мостоятельно. Устройство такого фильтра показано на рис. 1.1. Фильтр состоит из основания i, выполненного из какого-либо изоляционного материала — текстолита, гетинакса или фанеры толщиной 10… 15 мм. На основании закреплены 4 соединенных параллельно стандартных розетки 2, предназначенные для от­крытого монтажа. Размеры основания — 200 х 80 мм. Напряже­ние на розетки подается через подавитель высокочастотных по­

Рис. 1.1. Устройство сетевого удлинителя — подавителя помех

мех 4, закрытый крышкой из изоляционного материала. На верхней части крышки размещен индикатор включения сети (светодиод) 3 и выключатель сети 5, на боковой — предохраните­ли б. К сетевому фильтру подключен шнур электросети 7.

ПринципиЕшьная схема подавителя высокочастотных помех изображена на рис. 1.2. Напряжение сети через выключатель SA1 и предохранители FU1, FU2 поступает на высокочастотный продольный трансформатор Т1. Симметричному току двухпро­водной линии (току питания) обмотки трансформатора не ока­зывают сколь-либо существенного дополнительного индуктив­ного сопротивления, так как включены встречно. Вместе с тем по отношению к синфазным помехам, наводимым в сети, транс­форматор создает большое последовательное индуктивное сопро­тивление, возрастающее с повышением частоты помех. Дгшь-нейшему снижению помех способствует конденсатор С1. Кроме того, данный конденсатор снижает выбросы напряжения, кото­рые могут возникнуть при включении и выключении аппарату­ры от сети. Это увеличивает срок службы выключателя сети и уменьшает помехи и перенапряжения в схемах приборов. Для индикации включения сети имеется цепь VD1, R1, HL1. Здесь для индикации сети использован светодиод HL1, имеющий большой срок службы по сравнению с неоновыми лампами и лампами накаливания, обычно используемыми для этих целей.

Рис. 1.2. Принципиальная схема подавителя помех

Детали подавителя помех размещены на печатной плате (рис. 1.3). Печатный монтаж необязателен, можно выполнить плату на пустотелых заклепках, заменив печатные проводни­ки голым луженым проводом диаметром 0,8… 1,2 мм.

Высокочастотный продольный трансформатор Т1 выполнен на кольцевом сердечнике из феррита марки 1000НН,.,2000НЕ

Рис. 1.3. Размещение деталей на плате подавителя помех

диаметром 20…30 мм. Кольцо оборачивается слоем лакоткани или фторопластовой ленты и на него одновременно двумя про­водами в хорошей изоляции наматывается 4…6 витков. Мож­но использовать провод МГТФ сечением около 0,8 мм^ или применить провод, которым будет выполнен монтаж сетевого шнура. Следует обеспечить строгую идентичность обмоток трансформатора. Начало и конец обмоток трансформатора за­крепляют нитками. Трансформатор приклеивают к плате тер­моплавким клеем. Начала обмоток трансформатора показаны на схеме рис. 1.2 и 1.3 точками.

Конденсатор С1 типа К78-2, К73-17 на рабочее напряжение не ниже 400 В (лучше 600 или даже 1000 В). Резистор R1 ти­па МЛТ-2, ОМЛТ-2. Диод VD1 кроме указанного на схеме мо­жет быть типа Д223 с индексом А, Б; КД102 с любым буквен­ным индексом. Светодиод HL1 АЛ307, КИПД-24 или АЛ310А. Можно использовать и неоновую лампочку, например, ТН-0,2. В этом случае резистор R1 должен быть мощностью 0,5 Вт и иметь сопротивление 150 кОм. Диод VD1 из схемы следует ис­ключить. Держатели предохранителей типа ДПМ, выключа­тель любого типа на напряжение 250 В и ток не менее 10 А.

Центральные выводы держателей предохранителей соеди­нены с выводами выключателя SA1. Такое подключение необ­ходимо с точки зрения безопасности при смене предохраните­лей. При монтаже используйте для изоляции трубки в поли­хлорвиниловой изоляции или специальные термоусадочные трубки. Ни в коем случае не применяйте изоляционную ленту!

Монтаж розеток должен быть выполнен проводом в двой­ной изоляции сечением не менее 1…1,5 мм^. Такие же требо­вания предъявляются к сетевому шнуру. Его длина может быть 2…4 м. Испытания устройства показали, что высокочас­тотные помехи с частотой 100 кГц подавляются на 8 дБ, а с частотой 1 МГц — 36 дБ.

Для защиты аппаратуры от высоковольтных импульсов в сети можно дополнить сетевой фильтр микросборкой ЗА-1-1,5-400А(Б), выполненной в виде пластмассовой сетевой вилки с жесткими штырями для установки в одну из свободных розе­ток сетевого фильтра. Защитные микросборки выпускаются серийно, их характеристики приведены в [66].

На лицевую сторону микросборки выведены три светодиод­ных индикатора. Средний индикатор — зеленого света, два дру­гих — красного. Зеленый светодиод светит при наличии сетево­го напряжения и при исправных ограничителях напряжения. Светодиоды красного свечения (оба или один) включаются при выходе из строя обоих или одного ограничителя соответственно.

Если удастся приобрести микросборку ЗА-0-1,5-400А (мож­но с индексом Б), имеющую гибкие проволочные выводы, ее впаивают в сетевой фильтр параллельно выводам розеток.

nauchebe.net

Схемы сетевых фильтров Pilot


Схемы сетевых фильтров Pilot

  Фильтры предназначены для защиты цепей электропитания компьютеров, перифери и другой электронной аппаратуры от следующих неблагоприятных факторов: 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.

Pilot L

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 Потребляемая мощность(не более) 2 ВА Ослабление высокочастотных помех 0,1 МГц 5 дБ 1 МГц 10 дБ 10 МГц 30 дБ

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 Потребляемая мощность(не более) 15 ВА Ослабление высокочастотных помех 0,1 МГц 20 дБ 1 МГц 40 дБ 10 МГц 20 дБ


Источник: shems.h2.ru

www.qrz.ru

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. Модели современной техники состоят из чувствительной электроники, которой они начинены по полной программе. Самый простой и недорогой метод защиты электроустройств от неисправностей – подать на них питание используя сетевые фильтры.

Для чего нужны 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.

По каким критериям выбирать сетевые фильтры

Внешне фильтры не отличить друг от друга, однако, моделей таких устройств множество. Рассмотрим фильтры, предназначенные для подключения бытовых приборов в квартире.

Перед покупкой фильтра необходимо решить, от каких помех должен защищать фильтр, то есть, какая проблема существует в данной конкретной сети напряжения.

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:

electrosam.ru

Сетевой фильтр для питания мультимедийной радиоаппаратуры

Предлагаемый фильтр питания, по уровню предоставляе­мой им защиты, в большинстве случаев, окажется значитель­но эффективнее, чем фильтры, встроенные в недорогие се­тевые удлинители-разветвители промышленного изготовления,

Около двадцати лет назад автор этой статьи стал свиде­телем необычного природного явления. Тёмным зимним ве­чером на воздушной линии электропередачи напряжения 0,4 кВ, прямо на проводах, стали возникать из ниоткуда жёл­то-белые шары размером примерно с баскетбольный мяч, с шипением эти шары со скоростью около 8 км/ч стали ка­таться в одном направлении по проводам как настоящие мячи, а дойдя до изоляторов, закреплённых на электричес­ких столбах, взрывались салютом искр. При этом сами про­вода стреляли электрическими молниями длиною в несколь­ко метров по ближайшим строениям.

Когда через несколько минут я зашел в служебные по­мещения, то перед моими глазами предстала такая карти­на — из разветвительных коробок, выключателей освещения, розеток в направлении ближайших стен били молнии длиною до одного метра. В одну из таких розеток был включен те­левизор, который продолжал безупречно работать, хотя в не­скольких десятках сантиметров от стола с телевизором, в ро­зетке, куда был вставлен его шнур, играла молниями с кир­пичной стеной. Телевизор был ламповый «Рекорд-6». Все эти явления продолжались около десяти минут на линии элект­ропередачи протяжённостью около 300…500 метров. Хотя атакованы молниями были преимущественно деревянные стро­ения, пожаров не возникло. Находящаяся поблизости элект­роподстанция 35 кВ/0,4 кВ задымилась, но электроснабже­ние не прерывалось. Увидеть ещё хотя бы раз такое явле­ние и записать на видео такое необычное шоу мне пока не довелось.

Современная радиоаппаратура с импульсными блоками питания гораздо более чувствительна к различным аномаль­ным явлениям в сети переменного тока 220 В, чем аппара­тура с классическими понижающими трансформаторами. На­ибольшую опасность представляют удары молнии во время грозы, которые иногда случаются неожиданно, когда гроза ещё вроде бы где-то далеко, или когда она уже вроде бы как пол часа назад закончилась.

Для радиоаппаратуры опасны как прямые попадания мол­нии в трехфазную электросеть 0,4 кВ, так и попадания мол­нии в близкорасположенные объекты. Также для радиоаппа­ратуры опасны высоковольтные импульсы напряжения руко­творного характера, например, возникающие в моменты ком­мутации питания индуктивных нагрузок, подключенных к се­ти 220/380 В переменного тока: мощных электродвигателей, трансформаторов, мощных электромагнитов и т.п.

Чтобы повысить надёжность работы вашего домашнего оборудования, можно изготовить несложный сетевой фильтр, принципиальная схема которого показана на рис.1. Устрой­ство предназначено для подключения к нему телевизоров, радиоприёмников, усилителей, компьютеров, компьютерной оргтехники и других аналогичных потребителей тока сети 220 В / 50 Гц. Если в вашем домашнем электрохозяйстве уже имеются какие-нибудь защитные фильтры, то можно вклю­чить несколько таких устройств последовательно, что увели­чит степень защиты. Конструкция предназначена для подклю­чения к обычным сетевым электророзеткам и не предназна­чена для установки в распределительные электрощитки.

Рис. 1

Напряжение сети переменного тока 220 В подаётся на вилку ХР1, ток проходит через плавкий предохранитель FU1 и поступает на двухзвенный LC фильтр, состоящий из дву­хобмоточного дросселя L1, двух одинаковых дросселей L2, L3 и помехоподавляющих конденсаторов С1 — СЗ. Также в устройстве остановлены три звена подавления высоковольт­ных импульсных помех.

Первое звено выполнено на двух вакуумных разрядни­ках FV1, FV2 с напряжением срабатывания около 1000 В по­стоянного тока.

Второе звено защиты реализовано на дисковом варисторе RU1 с классификационным напряжением около 620 В.

Третье звено защиты реализовано на двух варисторах RU2, RU3 с классификационным напряжением 430 В. Эти же варисторы могут защитить подключенные к фильтру нагрузки в случае аварии в электросети, когда вместо напряжения 220 В в ваших розетках появится 380 В.

После та­кого инцидента RU2, RU3 ско­рее всего окажутся безнадёжно поврежденными с физическим разрушением кор­пуса, пожертвовав собою, на­пример, ради спасения вашего гигантского современного телевизора. Включенный в ди­агональ выпрямительного моста VD1 — VD4 светодиод HL1 светит при наличии напряжения питания, кроме того, цепь R1, R2, VD1 — VD4, HL1 разряжает конденсаторы С1 — СЗ после отключения фильтра от сетевой розетки.

Конструкция и детали

Вид на монтаж элементов показан на рис.2. Монтаж на­весной, силовые линии выполнены многожильным монтаж­ным проводом в ПВХ изоляции с сечением по меди 1 мм2. Резисторы можно применить типа МЛТ, РПМ, С2-23, С2-33.

Рис. 2

Конденсатор С1 керамический типа К15-5 или аналог на рабочее напряжение постоянного тока не ниже 3 кВ ёмкос­тью 2200 пФ…0,01 мкФ. Конденсатор С2 типа К78-2 или ана­лог ёмкостью 0,033…0,1 мкФ на рабочее напряжение 1000 В постоянного тока. Конденсатор СЗ плёночный ёмкостью 0,1…0,22 мкФ на рабочее напряжение не ниже 250 В переменного тока или не ниже 630 В постоянного тока, вместо импортного подойдёт отечественный типа К73-17, К73-24.

Двухобмоточный дроссель L1 намотан на ферритовом стержне 600НН диаметром 8 мм и длиной 70 мм, каждая обмотка содержит по 12 витков самодельного литцендрата 10×0,27 мм из обмоточного провода. Литцендрат применён для удобства намотки. Ферритовый стержень перед уклад­кой обмоток обматывают несколькими слоями офисной бу­маги, которую затем пропитывают цапонлаком. Готовый дрос­сель пропитывают лаком ХВ-784 или аналогичным. Для дрос­селей L2, L3 используются броневые сердечники Б36 из низкочастотного феррита. Каждый дроссель содержит по 30 витков такого же провода, что и L1. Намотка на каркасах виток к витку, после каждого слоя обмотки прокладывают слой изоляции из лакоткани, слюды или тонкой бумаги. Об­мотки должны быть надёжно изолированы от ферритового сердечника, а сами сердечники должны быть изолированы от любых других токоведущих частей конструкции.

Вакуумные разрядники FV1, FV2 взяты с плат кинеско­па от импортных телевизоров или мониторов. Вместо двух таких разрядников можно установить один более мощный, например, фирмы Epcos на напряжение 800… 1200 В. Нель­зя соединять последовательно несколько низковольтных раз­рядников. При отсутствии подходящих разрядников на их место можно установить один дисковый варистор на класси­фикационное напряжение 910 В, например, FNR-20K911. Варистор MYG20-621 в этой конструкции можно заменить на FNR-20K621, FNR-20K681. Вместо варисторов MYG20-431 можно применить FNR-20K431, FNR-20K471.

Светодиод L-1503GD зелёного цвета свечения, диаметр линзы 5 мм, можно заменить АЛ307, КИПД40. Вместо дио­дов 1N4148 подойдут КД510, КД521, КД522, КД209. Диоды и резисторы установлены на монтажной плате со стороны со­единений. Светодиод установлен на передней панели устрой­ства. Держатель предохранителя ДВП-7, предназначен для плавких предохранителей с длиной корпуса 30 мм. Более рас­пространённые плавкие предохранители с длиной стеклянно­го или керамического корпуса 20 мм для работы в этом ус­тройстве непригодны. Держатель предохранителя установ­лен на передней панели устройства, на ней же размещена типовая сетевая розетка XS1 без внешнего защитного кор пуса. При токе подключенной нагрузки 10 А на всех эле­ментах конструкции, включая 2 м соединительного провода с вилкой ХР1, теряется около 4 Вт мощности, что немного.

Корпус для этого фильтра должен быть изготовлен из не­возгораемого материала. Автор применил готовую латунную коробку размерами 130x104x48x0,6 мм. В корпусе не должно быть вентиляционных отвер­стий. Монтажная плата устанавливается в этот корпус на ме­таллических втулках. В месте расположения монтажной пла­ты внутрь коробки вклеивают П-образный изолятор из плот­ного электрокартона, пропитанного цапонлаком. Для прикле­ивания можно применить лак ХВ-784. Безошибочно изготов­ленное устройство начинает работать сразу и не требует на­лаживания.

Эта конструкция представляет собой лишь дополнитель­ное звено защиты от аномальных напряжений и импульсных помех. Поэтому её наличие в цепи электропитания не отме­няет желательности наличия узлов защиты внутри конечных потребителей тока, например, в компьютерном БП, телефон­ной «зарядке», и во входном распределительном щитке. В то же время, в реальности, из-за экономии или разгильдяй­ства, часто отсутствует и первое, и второе, а тот хиленький варистор, что установлен в вашем красивом сетевом удли­нителе-разветвителе за 5… 10 USD, ничего кроме успокое­ния совести изготовителя не даёт.

Литература

  1. Бутов А.Л. Сетевой фильтр для устройств с коллектор­ными электродвигателями. // Электрик. — 2008. — № 11-12. — С.93.
  2. Бутов А.Л. Сетевой фильтр из картриджа фильтра для воды. // Электрик — 2012. — № 4. — С.78-79.

Автор: Андрей Бутов, с. Курба Ярославской обл.
Источник:  журнал Электрик №10, 2015

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

Универсальный сетевой фильтр и его конструкция


Универсальный сетевой фильтр и его конструкция

  Включив однажды в одну сетевую розетку радиоприемник "ВОЛНА-К" и компьютер "Пентагон-128" с дисководом и блоком питания, обнаружилось, что эти устройства оказались плохо совместимыми. Вся компьютерная техника выдавала мощный и широкий спектр радиопомех, так что бедняжка "ВОЛНА" ревела практически в любой точке диапазона от 12 кГц до 23,5 МГц. Помехи были и на TV. Все это и навело на мысль сделать и установить сетевой фильтр, что не помешало бы и в случае эксплуатации любительской радиостанции, но все откладывалось "на потом". Спектр помех был очень широк и решение пришло по аналогии с анодным дросселем в выходном каскаде лампового усилителя мощности. Прикинув коэффициент полезного действия [1] для разных частот, я понял - фильтр должен быть трехсекционным.

  Классический вариант [2] на ферритовом кольце, рис.1 при намотке 10 витков на магнитопроводе 600НН К32х16х6 или 400НН К40х25х7,5 и конденсаторах С1 ... С4 = 0,01 мкФ показал худшие результаты. Возможно, из-за малой емкости конденсаторов, которая должна быть как минимум на порядок больше 0,1 ... 0,22 мкФ.

  Найти проходные (высокочастотные) конденсаторы такой емкости мне не удалось. Максимальная емкость конденсаторов КТП-3 0,015 мкФ. Бумажные проходные конденсаторы имеют большие величины емкостей, но позволяют эффективно подавлять в основном низкочастотные помехи бытового и промышленного происхождения, проникающие в радиоприемник из сети переменного тока.

  Поэтому потребовалось сделать сделать универсальный сетевой фильтр, который бы не пропускал высокочастотные помехи из сети в радиоприемник или трансивер при приеме и, наоборот, в электрическую есть при передаче. Схема сетевого фильтра приводится на рис.2.


рис.2

  В фильтре используются конденсаторы С1 ... С4, С9 ... С12 - КПБ - 0,022 мкФ - 500 В С5 ... С8, С13 ... С14 - КТП-3 - 0,015 мкФ - 500 В (керамические, красного цвета с резьбой М8 - 0,75). Как видно из схемы, керамические и бумажные проходные конденсаторы включены попарно-параллельно. "Неонка" VL1 -индикатор включения фильтра в сеть. Дроссели L1 и L1' намотаны обычным двойным сетевым проводом, в изоляции (например, от сгоревшего паяльника) 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 семь витков. Получившийся элемент больше похож на проходной трансформатор, чем на дроссель, рис.3.

  Дроссели L1 и L1' можно намотать и на ферритовом кольце проницаемостью 400 - 2000 НН. Его поперечное сечение выбирается из расчета 0,25 см2 на 100 Вт, потребляемой из сети мощности, с целью избежать подмагничивания из-за асимметрии сетевого напряжения. Данные по сечению магнитопровода приводятся с некоторым запасом. В нашем случае мощность равна максимальной (по сечению) и составляет Pmax = 4,2 * 100 / 0,25 = 1680 Вт

  Дроссели L2 - 2' и L3 - 3' намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 1,5 мм. Максимальный ток определяется по формуле Imax = d2 j / 1,28 (A) где d - диаметр провода в мм, j - плотность тока в А/мм2, которую можно принять 4...6 А/мм2.

  При плотности тока 4,5 А/мм2 максимальный ток составит Jmax = 1,52 4,5 / 1,28 = 7,91 A

  Можно допустить, что мощность фильтра может достигать 2000 Вт, так как он рассчитан с некоторым запасом. Для обычной работы такая мощность вряд ли потребуется, но фильтр изготовлен на все случаи жизни.

  Дроссели L2 - 2' намотаны на керамических стержнях диаметром 12 мм и длиной 115 мм до полного заполнения. Дроссели L3 - 3' - бескаркасные, содержат по 9 витков и намотаны с шагом для уменьшения межвитковой емкости и лучшей защиты от самых высокочастотных наводок на оправке диаметром 10 мм и длиной 41 мм.

  Сетевой фильтр, состоит из трех секций, каждая из которых с некоторым перекрытием работает в определенной области частот - L3 - 3' в области высоких частот, L2 - 2' в области средних частот, L1 и L1' в области низких частот. В целом же, в работе принимают участие все секции фильтра совместно.

  Эскиз фильтра приведен на рис.4. Конструктивно 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. Крепление дросселей осуществляется при помощи стоек из оргстекла толщиной 10 мм, в котором высверливают иди растачивают соответствующие отверстия.

  Для подключения используются разъемы МРН. К нему подводятся сетевые экранированные провода от трансивера и усилителя мощности и, который, обладая распределенной емкостью, дополнительно снижает высокочастотные наводки. Экранирующие оплетки проводов соединяются с клеммой "земля", а сам фильтр (корпус) коротким толстым проводом (оплетка коаксиального кабеля РК-3) заземляется. Фильтр снабжен обычной сетевой розеткой или розетками для подключения бытовой аппаратуры, например, компьютера и блоков его составляющих.

  Качество работы фильтра кратко можно охарактеризовать следующим образом. Радиоприемник "Волна-К" с подключенным компьютером смог принимать любительские радиостанции на комнатную антенну и были слышны лишь отдельные "попискивания" компьютера с уровнями не более 3-5 баллов.

Литература:
1. Ю. Рогинский "Экранирование в радиоустройствах", 1970
2. Журнал "Радио" №10, 1983 г.

А.Кузьменко
RV4LK
Радио - Дизайн №1-98

Источник: shems.h2.ru

www.qrz.ru

Схема сетевого фильтра

Подробности
Категория: Электрика
Опубликовано 08.07.2016 16:21
Автор: Admin
Просмотров: 1378

Сетевой фильтр предназначен для защиты электронной аппаратуры от скачков (всплесков) напряжения сети. Он также предназначен для снижения уровня сетевых помех, возникающих от включения и выключения холодильными агрегатами. Схема сетевого фильтра представлена ниже.

Сетевое напряжение через предохранитель FU1 поступает на LC фильтр, собранных на элементах C1,L1,C2,RU1. Конденсаторы и дроссель снижают уровень помех в широком диапазоне частот, которые поступают как и из самой сети так и помех создаваемой самой нагрузкой. Собственные помехи могут привести к сбоям в работе оборудования. На выходе сетевого фильтра установлен варистор RU1 который необходим для гашения высоковольтных выбросов которые могут привести к тому что произойдет пробой изоляции электродвигателей оборудования. Варистор срабатывает только при коротковременных выбросах высоковольтного напряжения не выходя из строя. Если превышение напряжение более длительные то варистор пробивается что приводит к перегоранияю предохранителя и тем самым происходит защита оборудования от перенапряжения.

Представленный в схеме варистор открывается при напряжении 400 В (действующее напряжение 300 В). Собственная емкость варистора 900 пФ.

Схема сетевого фильтра

Если напряжение в сети равняется 260-270 В то возможен не большой нагрев варистора без его пробоя. Свтодиод HL1 сигнализирует что все исправно и сетевой фильтр работает. Для разряда конденсаторов после отключения сети установлен резистор R1 с номиналом в 560 кОм. Для защиты сетодиода HL1 от обратного напряжения параллельно ему устанавливается диод VD2.

Все компоненты можно умесить в корпусе 110x58x48 мм. Провода выполнены сечением не менее 0,75 мм2.

Для изготовления дросселя нужно феритовое кольцо с размерами 24x14x10 мм, и содержит 20 витков провода ПЭВ-2 0,82 мм, ферритовое кольцо можно взять от компьютерного блока питания. Можно взять и другой дроссель, главное чтобы индуктивность была в пределах 30-500 мкГн и с активным сопроитвлением не более 100 мОм. К примеру можно взять ферритовое кольцо размером K28x16x6 из феррита 2000НН. Между первым и последним витком обмотки необходимо оставить зазора величиной в 5 мм.

Все конденсаторы должны выдерживать напряжение более 275 В переменного тока. Можно использовать отечественные таких типов как К73-17, К73-24 с рабочим напряжением 630 В.

В схеме сетевого фильтра использованы резисторы МЛТ, ОМЛТ, 02-23, 02-33. Вместо диода КД209А можно использовать другие серии КД209 или можно взять другие такие как 1N4004, 1N4005,1N4006. Диод 1N914 также можно заменить на 1N4148 или из серий КД512, КД521, КД522. Светодиод лучше брать с повышенной светоотдачей такие как КИПД40 или L-1513. Варистор можно заменить на любые другие, которые имеют в своей маркировке символы "20К431" или "20N471". 20 означает диаметр виристора в миллиметрах, а 431 это напряжение срабатывания 430 В.

  • < Назад
  • Вперёд >
Добавить комментарий

radio-magic.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *