Предназначение сетевого фильтра
Для начала разберемся для чего создан сетевой фильтр, а поэтому начнем немного издалека. Ведь всем прекрасно известно, что напряжение в домашней сети равно 230 Вольтам.
И оно имеет переменный характер, а это означает, что напряжение изменяется со временем по определенному закону.
Как вы видите, напряжение имеет синусоидальную форму. И именно такой вид был бы в наших розетках, если не одно «но». Подключаемая нагрузка не только потребляет электроэнергию из сети, но также привносит в сеть и нечто свое, а именно электромагнитные помехи (импульсные источники питания, емкостные и индуктивные нагрузки и т.д.).
И в реальности напряжение в сети имеет следующий вид:
Вот такая «некрасивая» синусоида и приходит к нам в розетки. А плохое питание — это несомненная проблема для любых радиопередающих устройств.
Так вот, сетевой фильтр и служит для отфильтровывания помех для нормального (чистого) питания электроприборов, а также максимально уменьшить создаваемые приборами помехи.
Зачем нужны сетевые фильтры? Выбор сетевого фильтра на примере модели APC PM5U-RS. Cтатьи, тесты, обзоры
Принцип работы сетевого фильтра
Фильтрация «мусорных» компонентов сигнала происходит специальными фильтрами (простите за тавтологию). Такие фильтра собираются из индуктивностей и конденсаторов.
А от вероятных бросков тока используют варисторы. Процесс фильтрации происходит благодаря таким процессам как: постоянная времени и законы коммутации, а также реактивное сопротивление.
Итак, с высокочастотными помехами, пришедшими из сети, призвана бороться индуктивность. Все дело в реактивном сопротивлении емкости. Если в катушку будет подаваться ток высокой частоты, то ее сопротивление будет непрерывно возрастать.
Данный индуктивный эффект и позволяет отсекать синусоиды малых и больших периодов, оные могли привести к высокочастотным помехам.
При этом для достижения максимального эффекта применяют сразу две катушки, которые располагают на фазном и нулевом проводе.
Еще одна проблема связана с помехами, имеющими низкочастотный характер. Для ликвидации таких помех применяются уже катушки с активным сопротивлением (резисторами). В сетевые фильтры встраиваются пара резисторов номиналом не более 1 Ом, чаще используются по 0,5 Ом.
То есть основная функция сетевого фильтра заключена в подавлении высокочастотных и низкочастотных гармоник таким образом, чтобы на выходе была близкая к идеальной синусоида частотой 50 Герц.
Схема фильтра защиты от сетевых помех
Этот фильтр – очень простая и аккуратная конструкция. В плане усовершенствования конструкции он может включать в себя дроссель на тороидальном сердечнике, защиту от перенапряжения на термисторах и варисторах.
Дроссели здесь использованы от фильтра EMI / RFI от импульсного источника питания, естественно дросселя с обмотками, намотанными на одно ядро, конечно будут в приоритете для такого фильтра, но не у каждого они есть (и есть желание грамотно намотать их), поэтому выбран упрощенный вариант – все равно будет отличная фильтрация.
Резистор немного нагревается, так что желательно заменить его более мощным, потому что с некоторым увеличением напряжения сети выше 250 В он может нагреться уже значительно.
Плавкий предохранитель лучше чтоб находился за розеткой, чтобы конденсаторы не вызывали пожар при коротком замыкании в случае сильного перенапряжения. По возможности добавьте варисторы высокой энергии для защиты от перенапряжения. Что касается резистора, это должен быть металлизированный резистор из высоковольтной серии. Вот пример промышленного фильтра:
Использование небольших расстояний между дорожками платы также оправдано, особенно когда речь идет о защите от перенапряжения. На приведенном ниже рисунке показано установленное на заводе решение по защите от перенапряжения, конечно же это не заменяет искровой разрядник, но как отсутствие какой-либо защиты вообще обеспечит большие потери в случае возможной проблемы.
К сожалению, когда кажущееся заземление построено с использованием конденсаторов и варисторов, которые дополнительно подключены к выходной массе источника питания, это обычно приводит к повреждению питаемого оборудования. В общем это соответствует условиям противопожарной защиты, предотвращая воспламенение низкотемпературных компонентов, что может вызвать пожар.
Сетевой фильтр своими руками | 2 Схемы
- Разрядный резистор взять на более высокую мощность.
- Предохранитель лучше должен находиться перед схемой, а не за ней.
- Интервалы изоляции между дорожками слишком маленькие, надо увеличить.
- Дроссель следует использовать один – с обмотками, намотанными на общий сердечник в двух направлениях.
Принцип работы
По своей функциональности сетевые фильтры подразделяются на:
Простые фильтры
К ним относят варисторные изделия, которые в своем составе имеют:
Фильтры с варисторами
Они могут изготавливаться отдельным полупроводником или сборкой из них.
Единичный модуль
Один варистор используется в самых простых защитах.
При номинальном электроснабжении сети он обладает большим электрическим сопротивлением и ток через себя не пропускает. Если же напряжение возрастает до критической величины порядка 470 вольт, то полупроводниковый переход варистора пробивается и устраняет перенапряжение замыканием потенциалов сквозь свой внутренний переход, что сопровождается выделением тепловой энергии.
Сборка варисторов
Классическая схема собирается на основе треугольника с заземлением средней точки. Варисторы фильтра защищают нагрузку от симметричных и асимметричных перенапряжений в сети.
Заземление повышает эффективность работы схемы, отводит помехи по дополнительному проводу, подключенному к контуру земли.
Дешёвые сетевые фильтры с отдельной варисторной сборкой, широко используются в быту. Они фильтрацией сигналов помехи высокочастотного напряжения не занимаются, а могут ограничивать только импульс перенапряжения.
Защита от сверхтоков
Высокое напряжение, проскочившее через варисторы при отказе их работы или по другим причинам, создает повышенные токи нагрузок на подключенном оборудовании. Для их ограничения на сетевой фильтр устанавливают токовые защиты:
Второй вариант предпочтительнее: для ввода в работу после срабатывании защиты достаточно нажать на соответствующую кнопку. Это удобнее, чем вскрывать корпус и менять предохранитель, который еще надо предварительно найти.
Электронные LC схемы
Принцип работы защиты
Электрическое сопротивление резистивных элементов не изменяется от рода тока, который протекает сквозь них. Совсем иная картина складывается у реактивных элементов:
Их сопротивление находится в прямой зависимости от частоты сигнала.
125 отзывов на Сетевой фильтр ЭРА SF-1e-W, 10 А, 1 розетка, белый от покупателей OZON
- суммарную мощность потребления подключённой нагрузки;
- наличие розеток в корпусе, которые не обеспечивают фильтрацию напряжения, а работают как простой удлинитель (встречается и такой прибор).
Конструктивные особенности
Сетевые фильтры выпускаются различными формами, конфигурацией, характеристиками. На упаковке пишут, что их задача — подключение и защита подсоединенных потребителей.
Поскольку функции защиты кратко уже рассмотрены, то остановимся на способах подключения.
Вход питания
Любой сетевой фильтр оборудован кабелем различной длины и евровилкой с тремя контактами.
Обратите особое внимание на подключение РЕ-проводника к контуру заземления и розетке, применяемое в системе электроснабжения квартиры по схемам TN-S и TN-C-S. Его наличие повышает свойства защиты и качество фильтрации высокочастотной сигналов при рабочем режиме и отводит токи утечек из-за пробоя изоляции при авариях.
Подключение потребителей
Конструктивное отличие многих моделей заключается в количестве и расположении розеток. Оптимальным вариантом стало их размещение в одну или две линии с разворотом относительно продольной оси на 45 градусов.
Такая схема является компромиссом между габаритами прибора и удобствами пользования им.
