Сетевые фильтры. Как выбрать. Устройство и виды. Применение

Встретил недавно земляков – радиолюбителей и получил заказ. «Понравился индикатор для проверки защитного заземления в розетках современной трехпроводной сети, опубликованный на портале, хотим встроить его в сетевой фильтр усилителя звуковой частоты для контроля правильности подключения. Чтобы был выполнен в виде законченного функционального узла – подключил и забыл!». Действительно, в аннотации этой публикации имеется фраза: «Данное решение может быть применено в сетевых фильтрах и встроенных фильтрах усилителей звуковой частоты для контроля правильности подключения к питающей сети». Ниже приведено описание такого устройства.

↑ Нужен ли сетевой фильтр в УМЗЧ?

В свете вступления в силу новых ГОСТов, ужесточающих требования по электромагнитной совместимости, сетевой фильтр нужен. Под электромагнитной совместимостью будем понимать три свойства устройства (в данном случае, УМЗЧ). Итак, устройство: — не должно создавать электромагнитных помех; — должно быть помехоустойчивым; — не должно создавать электромагнитные помехи для самого себя. В УМЗЧ наиболее эффективного подавления электромагнитных помех можно добиться с помощью довольно простого низкочастотного сетевого фильтра, который подавляет следующие электромагнитные помехи: — синфазные, возникающие между сигнальными линиями в кабеле и общими проводом (в основном в диапазоне высоких частот, свыше 1 МГц); — дифференциальные, образующиеся между двумя сигнальными линиями (основном на низких частотах, до нескольких сотен килогерц); — несимметричные, между одиночными линиями относительно общего провода.

Для схемы «Симисторный регулятор мощности»

Предлагаемый регулятор мощности (рис.1) можно использовать для регулирования активной мощности нагревательных приборов (паяльника, электрической печки, плиты и пр.). Для изменения яркости осветительных приборов его использовать не рекомендуется, т.к. они будут сильно мигать. Особенностью регулятора является коммутация симистора в моменты перехода сетевого напряжения через ноль, поэтому он не создает сетевых помех Мощность регулируется изменением числа полупериодов сетевого напряжения, поступающих в нагрузку.Синхрогенератор выполнен на базе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ DD1.1. Его особенностью является появление высокого уровня (логической «1») на выходе в том случае, когда входные сигналы отличаются товарищ от друга, и низкого уровня («О») при совладении входных сигналов. В результате этого «Г появляется на выходе DD1.1 только в моменты перехода сетевого напряжения через ноль. к157уд2 усилитель мощности Генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью выполнен на логических элементах DD1.2 и DD1.3. Соединение одного из входов этих элементов с питанием превращает их в инверторы. В результате получается генератор прямоугольных импульсов. Частота импульсов приблизительно 2 Гц, а их длительность изменяется резистором R5.На резисторе R6 и диодах VD5. VD6 выполнена схема совпадения 2И. Высокий уровень на ее выходе появляется только при совпадении двух «1» (импульса синхронизации и импульса с генератора). В результате на выходе 11 DD1.4 появляются пачки импульсов синхронизации. Элемент DD1.4 является повторителем импульсов, для чего один из его входов подключен к общей шине.На транзисторе VT1 выполнен формирователь управляющих импульсов. Пачки коротких импульсов с его эмиттера, синхронизированные с началом полупериодов … Смотреть описание схемы …

↑ Принципиальная схема сетевого фильтра для УМЗЧ

показана на рис. 1. Элементы С1 – С4, Т1 образуют фильтр нижних частот. Сопротивление конденсаторов фильтра понижается с ростом частоты, а сопротивление обмоток трансформатора наоборот, повышается. В результате с помощью указанных реактивных элементов достигается ослабление помех, как проникающих из питающей сети, так и с устройства (УМЗЧ).

Симметричному току питания двухпроводной линии L, N (фаза, нуль) обмотки трансформатора Т1 не оказывают сколь — либо существенного индуктивного сопротивления, так как включены встречно. Вместе с тем по отношению к синфазной помехе, наведенной в сети, трансформатор создает большое индуктивное сопротивление, возрастающее с ростом частоты.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Рис. 1. Принципиальная схема сетевого фильтра с контролем правильности подключения к питающей сети

Конденсаторы С3, С4 замыкают остаточный сигнал помехи на провод защитного заземления PE, соединенный с корпусом устройства.

Для индикации правильности включения фильтра в сеть имеется цепь HL1, VD1, VD2, R2, R3. Здесь для индикации использован двухцветный светодиод HL1, состояние которого описывается таблицей 1.

Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов фильтра при выключении устройства из сети, что необходимо для исключения поражения электрическим током. Варистор RU1 защищает от перенапряжений между линейными проводами питающей сети.

Для схемы «Сигналищатор изменения напряжения»

Пользуясь различной радиоаппаратурой, мы часто наблюдаем резкое ухудшение ее работы. Но в эти моменты мы не задумываемся об истинной причине — изменении сетевого напряжения, которое иногда повышается или понижается на несколько десятков вольт. Особенно часто это бывает в селе.Предлагаю простую схему сигнализатора превышения сетевого напряжения (рис.1). Основой прибора является релаксационный генератор на динисторе VS1. Сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1 и подается через резистор R1 на подстроенный резистор R2. С движка этого резистора часть напряжения поступает на конденсатор С1, который заряжается. Если сетевое напряжение не превышает нормы, напряжения зарядки конденсатора недостаточно для пробоя динистора, и он закрыт. Когда сетевое напряжение возрастает, напряжение на конденсаторе тоже возрастает, и пробивается динистор. Конденсатор С1 разряжается через динистор и последовательно соединенные головной телефон BF1 и светодиод. ксв метр схемы своими руками В головном телефоне слышен щелчок, а светодиод вспыхивает. После этого динистор закрывается, и конденсатор снова начинает заряжаться. Процесс повторяется до тех пор, пока напряжение в сети не станет ниже порогового. В сигнализаторе можно применить кроме указанного иной динистор из серии КН102 с меньшим напряжением пробоя, но громкость щелчков и яркость вспышек при этом уменьшится. Конденсатор типа МБМ, К73; резисторы: R1 — МЛТ-0,5, R2 -СПО-0,5; диод можно заместить на Д7Ж, КД102Б, КД105Б-Г; телефон ТМ-2, ТК-47 или иной низкоомный. Возможно, читателей заинтересует иной сигнализатор (рис.2). Этот сигнализатор следит не только за ростом сетевого напряжения, но и за его уменьшением. Когда сетевое напряжение меньше предельного, динистор VS1 закрыт. Через резисторы R1 и R2 заряжается конденсатор С1, и непрерывно г… Смотреть описание схемы …

↑ Детали и монтаж сетевого фильтра

В фильтре применены постоянные резисторы МЛТ, С2-33Н или импортные мощностью, указанной на принципиальной схеме. Сопротивление резистора R1 может находиться в диапазоне 300 кОм – 1 МОм, R2 и R3 – от 68 кОм до 100 кОм. Конденсаторы С1, С2 в устройстве выбираются типов МКР Х2 на рабочее напряжение 275 В. Их емкость может быть от 0,1 мкФ до 1 мкФ. Хорошие результаты дают конденсаторы К78-2, К73-17 на рабочее напряжение 400 В (а лучше на 600, 1000 или даже 1600 В). Конденсаторы С3, С4 – керамические, на рабочее напряжение 1000 В и более. На этом месте вполне допустимы полипропиленовые конденсаторы, например, К78-2, 0,01 мкФ/1 кВ. Емкость С3, С4 может быть от 2200 пФ до 0,022 мкФ. Варистор RU1 может быть любого типа с рассеиваемой энергией 80…150 Дж. Лучше применить варисторы с дисковой конструкцией, удобной для монтажа. Скажем, TVR14431 (115 Дж, 430 В), SK14K420 (90 Дж, 420 В) и другие. Из отечественных подойдут варисторы СН2-1а (90 Дж, 430 В), СН2-2а (138 Дж, 430 В).

BOM (список материалов)

R1 — Рез.-1-560 кОм (Зеленый, синий, желтый, золотистый) – 1 шт., R2, R3 — Рез.-2-82 кОм (Серый, красный, оранжевый, золотистый) – 2 шт., RU1 – Варистор FRN-20K-431 – 1 шт., С1, С2 — Конд.0,47/275V MKP X2 – 2 шт., С3, С4 — Конд. керам. имп. B103K/1kV – 2 шт., VD1, VD2 — Диод 1N4007 (1000V;1A), корпус: DO-41 – 2 шт., HL1 – Светодиод двухцветный LED L-3015EGW – 1 шт., Разъём — Гнездо для БП с предохранителем AS-7 (10А/250V) — 1 шт., Предохранитель 2А/250В (d=5; L=20) стекл. (номинальный ток предохранителя зависит от мощности УМЗЧ) – 1 шт., T1 – Дросс.фильтра пит. 420-0130-Z JTK 0724 – 1 шт.

Максимальный ток нагрузки определяется в основном типом примененного продольного трансформатора Т1 (он же – дроссель фильтра питания, он же – дроссель помехоподавляющий двухнамоточный). В зависимости от требований к максимальному току нагрузки можно применить следующие готовые изделия фирмы Ferrocore

, указанные в таблице 2.

Если не удастся найти готовый трансформатор (дроссель фильтра питания) Т1, его можно намотать на кольце диаметром 25…30 мм. Такие кольца можно без проблем отыскать в старых блоках питания персональных компьютеров. Обмотки трансформатора намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,7…1 мм. Каждая обмотка содержит по 22 витка, причем располагаются они раздельно на противоположных частях сердечника, с зазором между выводами не менее 4 мм. Для уменьшения междувитковой емкости обмотки мотаются с небольшим шагом. Особое внимание следует обратить на идентичность обмоток трансформатора, чтобы не допустить насыщение сердечника. Трансформатор крепят к плате термоплавким клеем. Начала обмоток показаны на рис. 1 точками.

На рис. 2 приведен возможный вариант печатной платы сетевого фильтра.

Рис. 2. Размещение элементов на печатной плате. Выводы для подключения сетевого фильтра усилены пустотелыми пистонами

Монтаж сетевого фильтра должен быть выполнен особенно тщательно и надежно. Для изоляции необходимо использовать полихлорвиниловые или специальные термоусадочные трубки.

Поскольку максимальный ток нагрузки, на который рассчитан фильтр, не превышает 10 А, достаточно сечение жил подводящих проводов 0,75 или 1 кв. мм. Все сильноточные цепи на печатной плате умощнены луженым монтажным проводом диаметром около 0,7 мм.

При размещении сетевого фильтра в усилителе старайтесь минимизировать длину подводящих и выходных проводников.

Удобно укрепить фильтр на задней металлической панели усилителя вблизи разъема питания. При этом индикатор правильности включения (светодиод HL1) также выводят на заднюю панель, поместив его со стороны печатных проводников.

Схема и конструкция фильтра могут претерпевать изменения в зависимости от особенностей УМЗЧ. Например, при наличии в блоке питания конденсаторов большой емкости целесообразно между правым (по принципиальной схеме) выводом выключателя SA1 и входом фильтра поставить термистор, что позволит простым способом решить проблему пускового тока блока питания. Отыскать нужный терморезистор несложно – они применяются в компьютерных блоках питания и импульсных источниках питания телевизионной техники.

Для схемы «Индикатор подключения нагрузки»

Искать включатель освещения или розетку в темноте — дело малоприятное. В продаже появились бытовые включатели освещения, оснащенные индикаторами, подсвечивающими их местоположение. Немного усовершенствовав схему, такой индикатор можно превратить в индикатор подключения нагрузки.Индикатор подключения нагрузки (ИПН) представпяет собой устройство, встроенное вовнутрь розетки и индицирующее наличие контакта между вставленной сетевой вилкой от какого-либо бытового прибора и розеткой. Особенно удобен индикатор, если подключаемые приборы не имеют собственного сетевого индикатора. ИПН также полезен для радиоэлектронных изделий, у которых индикаторы включения находятся во вторичной цепи питания, поскольку позволяет проверить их входные цепи.ИПН состоит из:- датчика тока нагрузки на диодах VD2…VD6; — Г-образного фильтра R1-C1; — ключа на полевом транзисторе VT1; — блока индикации на элементах VD9, VD10, R2, HL1.Если к розетке XS1 не подключена нагрузка, то через диоды VD1…VD6 ток не протекает, накопительный конденсатор С1 разряжен и полевой транзистор VT1 закрыт. регулятор сетевого напряжения на 561ла7 Ток стока VT1 равен нулю, индикатор HL1 не светится.При подключении нагрузки к розетке XS1 ток нагрузки протекает через встреч но-параллельно включенные диод VD1 и цепочку диодов VD2…VD6. Отрицательные полуволнысетевого напряжения проходят через VD1. а положительные — через VD2.. .VD6. Падение напряжения на диодах VD2…VD6 через резистор R1 поступает на накопительный конденсатор С1 и заряжает его до величины, превышающей напряжение отсечки полевого транзистора VT1. Транзистор VT1 открывается, и через его канал исток-сток, резистор R2, светодиод HL1 и диод VD9 протекает ток. Светодиод HL1 ослепительно светится, сигнализируя о подключении нагрузки. Резистор R2 является токоограничительным, диод VD9 запрещает протекание тока через нагрузку при обратных п… Смотреть описание схемы …

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎