» Строительство »

Мережевий фільтр

  1. Непоганий мережевий фільтр з дешевого подовжувача

Непоганий мережевий фільтр з дешевого подовжувача

Додавання новенького.

Ще давним-давно я помітив, що коли включається / вимикається холодильник на кухні, в колонках стереосистеми звучить неприємний клацання. Проблема вирішилася установкою конденсаторів в розетки - з цього почалася моя "дружба" з мережевими фільтрами. У наші дні електрична мережа 220 вольт сильно забруднена безліччю перешкод і короткочасних сплесків напруги, які проникають з мережі і заважають апаратурі нормально працювати. Для боротьби з мережевими перешкодами застосовуються фільтри. Дешеві фільтри насправді фільтрами не є, а дорогі (навроде цілком пристойного фільтра "Pilot") - дуже дорогі, адже зазвичай їх потрібно кілька штук (у мене вдома їх штук вісім, включених постійно). Тому хороший варіант - купити дешевий фільтр і переробити його.

В принципі, для доопрацювання можна використовувати і звичайний подовжувач, але зазвичай в подовжувачі немає вільного місця для тих деталей, які в нього потрібно буде вставити. А ось в подовжувачі з вимикачем (теж корисна річ) вільне місце є.

Мені недавно терміново знадобився такий ось фільтр, я купив в найближчому кіоску подовжувач і допрацював його. На все (включаючи придбання та фотографування) пішло менше ніж півдня. Ось герой нашої розповіді:

Ось герой нашої розповіді:

Такі пристрої насправді мережевим фільтром не є. Там всередині знаходиться тільки варістор, що обмежує короткочасні високовольтні імпульси, які іноді присутні в мережі (трохи про варистори см. Малопотужний блок живлення ). Ось і вся його фільтрація. Деякі пристрої (в тому числі і моє) мають струмовий розмикач, який повинен по ідеї розмикатися при протіканні великого струму (ніколи не перевіряв, як вони працюють). У цьому випадку на корпусі є кнопочка, яку потрібно натиснути, щоб знову замкнути розмикач, якщо він спрацював.

Розбираємо подовжувач і дивимося що у нього всередині:

Число "14", нанесене синім маркером, нічого не означає - так спочатку і було. По ньому можна судити, що збирали цю штуку НЕ китайці - інакше б був ієрогліф! Зліва чорна фуськи - струмовий розмикач, Правее інша чорна фуськи (до неї підходить багато проводів) - вимикач. Між ними варістор, але його погано видно. На перетині зеленого і коричневого проводів, блакитний диск внизу - це він. Червоні дроти припаяні (перевірте якість пайки, воно буває огидним!) До довгих металевим пластинам, які і є контактами.

Тепер вбудовуємо всередину фільтр, і готово. Ось схеми того, що було, і що буде (вимикач з лампочкою підсвічування на схемах не показаний):

Ось схеми того, що було, і що буде (вимикач з лампочкою підсвічування на схемах не показаний):

На вихідній схемі: Sc - струмовий розмикач, V1 - варістор типу 471 (числом кодується максимальна напруга, а від діаметра залежить максимальна енергія подавляемого імпульсу; діаметр 6 ... 10 мм - саме те), написом "Продовжувач" якраз і позначені ці самі контактні пластини.

У доопрацьованому варіанті додається RLC фільтр. Правда хороший фільтр зробити не вдасться - все ж мало місця, та й для нього потрібно підбирати деталі. Саме так роблять "Пілоти" - спочатку проектують схему, а потім під неї вже роблять корпус. Але тим не менш, такий ось фільтр, зібраний з підручних матеріалів, працює досить добре.

Пройдемося по елементам. Котушки L1 і L2 разом з конденсаторами С1 і С2 утворюють LC фільтр. Опір котушок на високих частотах велике, а ось на низьких - маленьке. Тому, щоб і низькочастотні перешкоди хоч трохи придушити, послідовно з котушками включені резистори R1, R2. Резистор R3 розряджає конденсатори при відключенні від мережі, інакше, заряджені конденсатори можуть нехило стукнути струмом. Конденсатор С2 включений з іншого боку контактних пластин для того, щоб створити "розподілену" ємність, щоб індуктивність і опір пластин не погіршує фільтрацію. Насправді, в нашому випадку різниці, де включений С2 ніяк не видно занадто вже маленька індуктивність і опір контактних пластин. Але все одно приємно, що ми про це подбали! І, крім того, саме в тому кінці корпусу є вільне місце, куди можна поставити цей конденсатор.

Іноді виникають суперечки про розміщення резисторів R1 і R2. Як їх включати - до варистора, або після, як у мене? Насправді це залежить від нашої мети. До варістора, резистори потрібно включати, якщо ми хочемо поліпшити роботу варістора при придушенні короткочасних високовольтних (до декількох тисяч вольт) імпульсів. Ці імпульси варістор "пропускає через себе", струм через варистор досягає сотень ампер, і практично вся напруга імпульсу падає на опорі проводів і контактів.

Опір проводів досить маленьке (це адже чим краще мережу, тим менше опір), і струм дуже великий. Тому при великому струмі на варисторі виходить досить велика напруга (лівий малюнок). Якщо ж на шляху струму поставити резистори R1 і R2, то їх опір (спільно 1 ... 2 Ома) помітно більше опору проводів, і струм буде набагато менше (але все одно сотня-інша ампер!). А раз струм менше, то і напруга на варисторі менше (правий малюнок).

Здавалося б, правий варіант набагато краще! Не зовсім. Справа в тому, що ці імпульси короткочасні, і більшість приладів їх "не помічає" (вони нерідкі в мережі, ви їх помічали?). Для чого ж варістор? На всякий пожежний випадок. Мало що. 100 раз імпульс не подіє, а на 101-й прийде імпульс побільше, і спалить блок живлення, або ще що. Так ось, якщо цей короткочасний імпульс в 3000 вольт не завжди помітний, чи є різниця, залишиться від нього 300 вольт, або 600? (Увага! Цифри 300 і 600 я взяв "від ліхтаря"! Насправді все це дуже сильно залежить і від конкретної мережі, і від конкретного варистора і від конкретного імпульсу! Але принцип вірний!)

Чому ж я включив резистори після варістора? Щоб максимально відокремити від варістора конденсатори. Конденсатор, включений паралельно варисторів, зовсім навіть йому не допомагає (іноді заважає, іноді - ні). Крім того, при обмеженні варистором ворожих імпульсів, утворюється купа високочастотних перешкод, у яких напруга хоч і не висока, але кому вони потрібні? Включивши резистори після варістора, я мінімізував проходження перешкод на вихід фільтра - адже у мене вийшло дві ступені фільтрації - з високовольтної гидотою справляється варістор, а з іншою - котушки з конденсаторами, яким резистори дуже навіть допомагають.

Висновок. Якщо у вас дуже "брудна" мережу, в яку часто включають зварювальні апарати, ставте резистори до варистора. Якщо немає - ставте їх після. Виникає питання: а чому б не включити дві пари резисторів - одну до варистора. а іншу після варістора? З однієї простої причини - резистори гріються. Дві пари резисторів збільшують нагрівання вдвічі. А там і розплавиться що-небудь, або взагалі загориться! А ставити резистори маленького опору (щоб менше грілися) - теж не вихід, вони будуть гірше працювати.

Отже, беремо деталі

і прикидаємо, куди їх притулити (про самих деталях - нижче):

Все добре влазить, ні з чим не замикає, можна паяти.

Конденсатор С2 (він праворуч) повинен мати довгі висновки, інакше він не дасть поставити на місце контактні пластини (хоча довгі висновки погіршують роботу конденсатора). Тому його можна і не ставити - буде набагато легше збирати все назад.

Коли все назад зібрали - на вигляд нічого не змінилося, але начинка вже зовсім інша. Щоб остаточно перекрити шлях перешкод, на шнур біля самого подовжувача ставимо феритову шайбу (найзручніше розрізну на засувках):

(Це на іншому проводі феррит - той, який я поставив на цей подовжувач точно такий же, просто я забув сфотографувати, а потім вже було далеко діставати)

Про це детальніше. На відміну від нормальної передачі енергії, коли по одному дроту струм приходить в навантаження, а по іншому повертається назад в джерело, високочастотна (ВЧ) перешкода може поширюватися відразу по двох проводах. Наприклад, при ударі блискавки поблизу електричних проводів, в них виникає струм, який йде відразу за обома проводам в пристрій, і, пройшовши крізь нього, через ємність між корпусом і землею замикається на землю.

Наприклад, при ударі блискавки поблизу електричних проводів, в них виникає струм, який йде відразу за обома проводам в пристрій, і, пройшовши крізь нього, через ємність між корпусом і землею замикається на землю

Тобто обидва мережевих дроти для перешкоди - це як два паралельних прямих дроти (або як антена), а земля - ​​зворотний провід. Усередині пристрою, струм ВЧ перешкоди може впливати на різні ланцюги і заважати їм жити. Начепивши ферритові кільце на шнур живлення, ми збільшуємо його (проводу) індуктивність, а значить і опір на високих частотах. Тому струм перешкоди стане менше.

Конструкція і деталі

Схема дуже невибагливі до деталей. Але все ж деякі правила потрібно дотримуватися. Розберемо по порядку.

Варистор. Тип 471. Діаметр 6 ... 10 мм. Це оптимально.

Резистори R1, R2. Чим їх опір більше, тим краще фільтрація, але більше нагрів і більше втрати напруги. З іншого боку, нагрів і падіння напруги тим більше, чим більше струм (і потужність). Тому опір резисторів вибираємо в залежності від сумарної потужності, споживаної усіма тими пристроями, які будуть підключатися до фільтру:

Потужність навантаження, Вт

до 250

до 380

до 500

Опору R1 і R2, Ом

0,82

0,36

0,22

Якщо планується підключати більш потужні споживачі, то можливо, доведеться взагалі відмовитися від резисторів. З іншого боку, навіщо робити фільтр, щоб підключати до нього праску ?!

Резистори використовуються потужністю 5 Вт. Можна взяти і двухватние, але не коштує - вони повинні мати запас по потужності на випадок, якщо раптом ток виявиться більше, ніж очікувалося (або перешкода проскочить, де її енергія виділиться? ..).

Дроселі L1 і L2. Це самий "труднодоставаемие" елементи. Але з іншого боку, оскільки разом з ними працюють резистори, вимоги до дроселів знижуються. Вимоги такі:

  • Феритове осердя. Котушка без осердя має занадто низьку індуктивність (при реальних габаритах), а сталевий сердечник погано працює на ВЧ.
  • Сердечник незамкнутого, або з повітряним зазором - інакше сердечник може насититися, і індуктивність сильно знизиться.
  • Максимальний струм котушки (це струм, при якому індуктивність починає знижуватися через насичення сердечника) незгірш, ніж струм навантаження.
  • Індуктивність дроселя не менше 10 мкГн. Чим більше, тим краще (до 10 мГн).
  • Дроселі не мають магнітної взаємозв'язку.

Конденсатори С1, С2. Якщо С2 поставити не вдається, то цілком можна обмежитися одним конденсатором. Оскільки вони з'єднані паралельно, то цілком можна розглядати їх як один конденсатор з ємністю, що дорівнює сумі ємностей С1 і С2. Вимоги до конденсатору:

  • Конденсатор плівковий, типу К73-17 або аналогічний (імпортні менше за габаритами).
  • Ємність не менш 0,22 мкФ. Більше 1 мкФ теж не потрібно.
  • Напруга 630 вольт. Навіщо стільки? А це запас, адже при перешкодах, напруга підвищується. Та й за правилами напруга на конденсаторі має бути менше максимально допустимого.

Резистор R3. Його потужність 0,5 Вт, хоча на ньому виділяється в 10 разів менше. До цього резистору прикладається 220 вольт, і він повинен мати досить великі геометричні розміри (звідси і 0,5 Вт), щоб таку напругу витримувати. Опір від 510 кОм до 1,5 МОм.

От і все. Можна користуватися, і удачі в боротьбі з перешкодами!

На прохання читачів, я виміряв наскільки фільтр пригнічує перешкоди. Це не дуже добре вийшло - високовольтні імпульси мені вдома згенерувати складно, і я цього не робив. А ось ВЧ перешкоду генератор видав (маленької амплітуди, але яка різниця?). Ось два тести. Вони можуть бути не совем точними - величина придушення може бути дещо занижена. Як навантаження в фільтр був включений паяльник.

Перший тест - придушення частоти 30 кГц. Ця частота часто використовується в імпульсних блоках харчування (комп'ютерних, наприклад), і цієї частоти "засмічена" мережу. Ось осцилограми напруги на вході і виході:

Ось осцилограми напруги на вході і виході:

Синій - вхід, червоний - вихід. Масштаби однакові. Придушення раз в 8, що дуже непогано для простого фільтра, та ще зробленого з підручних матеріалів.

Другий тест - дійсно високочастотна перешкода частотою 200 кГц:

Тут вихідна напруга в 100 разів більшому масштабі, ніж вхідний. Придушення перешкоди приблизно в 350 разів !!! Так що ВЧ перешкоди не пройдуть.

Новеньке!

У продажу з'явилися непогані котушки:

У продажу з'явилися непогані котушки:

Вони намотані досить товстим проводом на феритових сердечнику, за формою нагадує гантелю. Зовні надіта термозбіжна трубка. У цих котушок досить велика індуктивність при пристойному струмі (і кілька типорозмірів - чим більше розмір, тим більше твір індуктивності на максимальний струм). Маючи такі котушки, фільтри робити - одне задоволення. Схема майже така ж, тепер котушки "потужні" і резистори в ланцюг гасіння перешкод не потрібні:

Схема майже така ж, тепер котушки потужні і резистори в ланцюг гасіння перешкод не потрібні:

В принципі, все залишилося колишнім, але крім котушок змінився конденсатор. Це спеціалізований конденсатор, призначений доя роботи в фільтрах (такі стоять в комп'ютерах і бесперебойніка. І напруга 280 В, на яке розрахований конденсатор - це діюче значення змінного струму (про це говорить знак "280V ~" на корпусі). Таке ж, як і 220. Тобто не потрібно ділити напругу, написане на конденсаторі на корінь з 2, щоб дізнатися на яке макс. напруга змінного струму його можна включити. якраз на 280 вольт. А у нас - 220, запас пристойний. Ось що вийшло :

Ось що вийшло :

Блакитний - варістор, який і був у цьому "фільтрі" подовжувачів; поруч з ним чорні - котушки, по хорошому їх треба розміщувати так, щоб їх осі були перпендикулярні, але я спочатку сфотографував, потім відігнув (нижню на фото) котушку, потім все закрутив, а вже потім згадав, що сфотографував неправильно! Знову розбирати було лінь, вже вибачайте! Жовтий - це конденсатор. Наскільки я з ними зустрічався - вони все жовті.

Резистор, розряджає конденсатор, тут не встановлено - цей фільтр буде весь час включено пристрій, який і розрядить конденсатор. А якщо один раз в житті я цей фільтр зніму, то вже не забуду розрядити. Просто био лінь шукати і паяти резистор, але всім я категорично рекомендую в цьому з мене приклад не брати, і резистор встановлювати!

От і все! Дуже просто і дуже непогано!

18.08.2007 - 24.04.2008

2008

2. Як їх включати - до варистора, або після, як у мене?
Вони нерідкі в мережі, ви їх помічали?
Для чого ж варістор?
Так ось, якщо цей короткочасний імпульс в 3000 вольт не завжди помітний, чи є різниця, залишиться від нього 300 вольт, або 600?
Крім того, при обмеженні варистором ворожих імпульсів, утворюється купа високочастотних перешкод, у яких напруга хоч і не висока, але кому вони потрібні?
А іншу після варістора?
З іншого боку, навіщо робити фільтр, щоб підключати до нього праску ?
Або перешкода проскочить, де її енергія виділиться?
Навіщо стільки?
Маленької амплітуди, але яка різниця?
Посетители рекомендуют:
Полезно знать:
Современные строительные технологии Геология, города и строительство © Все права сохранены.