Schéma výroby síťového filtru pro napětí 220V.

Elektronické nebo elektrické zařízení je elektromagneticky kompatibilní, pokud nevyzařuje rušení, které může rušit provoz jiných zařízení v okolí, a zároveň musí být odolné proti rušení vyzařovaném sousedními zařízeními. Jedním ze způsobů, jak se může rušení dostat, je elektrická síť. Pro snížení rozdílových a běžných proudových výbojů, které mohou proniknout do zařízení ze sítě, se používají síťové filtry.

Síťový filtr Uniel S GSP4

Princip činnosti přepěťové ochrany

Napájecí zdroj v síti je napětí střídavého proudu, které se mění podle sinusového zákona. Ale správný tvar signálu je zkreslený vlivem startovacích proudů a pulzních měničů. Objeví se harmonická složka. V důsledku toho je sinusový signál složen ze signálů různé frekvence, které jsou na něj superponovány. Může být také ovlivněn fázovou nerovnováhou, přechodnými procesy z poklesů napětí a proudových rázů.

Takové rušení může způsobit selhání citlivých součástí elektronických obvodů a rušit příjem signálu.

Vysokofrekvenční interference na sinusovce

Síťové filtry jsou instalovány mezi elektrickou sítí a zátěží a jsou konstruovány ze správně připojených pasivních prvků – cívek a kondenzátorů.

1. Indukční reaktance X(L) = 2 πf x L. Proto vysokofrekvenční signál neprochází;
2. Kapacitní reaktance X (L) = 1/2 πf x C. Volbou vhodné kapacity lze odříznout nežádoucí frekvence. Při vysokých frekvencích kondenzátor prakticky zkratuje obvod a nedovolí, aby se takový signál dostal do zátěže.

Důležité! Výstup obvodu je měřen přes kondenzátor. Při nízké frekvenci bude vysoká a při vysoké frekvenci – naopak.

Aktivní odpor v obvodu je nutný k vybití kondenzátoru při vypnutém napětí.

Zařízení jednoduchého síťového filtru

Síťové filtry jsou k dispozici v různých provedeních. Některé z nich jsou filtry připravené k instalaci na desku plošných spojů. Jsou navrženy tak, aby zabíraly co nejméně místa. Tyto filtry, obvykle v jednostupňové konfiguraci, jsou umístěny v kompaktním pouzdře a mají omezený maximální výstupní výkon.

V prodeji jsou prodlužovací kabely, které jsou prodlužovacími kabely s řadou zásuvek. Drahá zařízení mají:

1. LC filtr. „Nula“ a „fáze“ 220V jsou připojeny na dvě tlumivky s indukčností 50 až 200 μH, mezi které jsou zapojeny kondenzátory o kapacitě 0,22-1 μF;
2. Varistor. Polovodičová součástka, která má nelineární voltampérovou charakteristiku. S rostoucím vstupním napětím se zvyšuje jeho odpor;
3. Automatický spínač. Pokud se proud náhle zvýší, bude fungovat jako pojistka.

Přepěťové filtrační zařízení

V levných síťových zařízeních tohoto typu není LC filtr vůbec. Výrobci jsou omezeni pouze na varistor, který není schopen chránit před rušením způsobeným harmonickými.

Některá zařízení, jako jsou počítačové napájecí zdroje, mají filtry předinstalované, ale ne všechna. Levné modely zpravidla nejsou vybaveny filtry z důvodu hospodárnosti.

Jak si sami vytvořit síťový filtr

Chcete-li vytvořit síťový filtr vlastníma rukama, můžete použít hotový levný filtr, který jednoduše přidáte do jeho obvodu.

Doplněné schéma zapojení 220voltového síťového filtru předpokládá, že varistor a jistič zůstanou na svých místech, ale filtr je téměř celý namontován na RLC prvcích.

Doplněno schéma síťového filtru

1. Tlumivky spolu s kondenzátory jsou hlavními prvky filtračního obvodu. Ve skutečnosti není místo instalace C2 důležité: před nebo za kontaktními součástmi zásuvek, protože jejich odpor je extrémně nízký a nemá téměř žádný vliv na výstupní signál. Ale hned za řadou zásuvek může být v pouzdře nějaké volné místo. Můžete se obejít bez druhého kondenzátoru úpravou parametrů prvního;

Důležité! Kapacita kondenzátorů je v rozmezí 0,22-1 μF při napětí 630 V pro zajištění jejich stabilního provozu, když rušení vede ke zvýšení napětí.

1. Cívky jsou vybrány s otevřeným feritovým jádrem. Aktuální parametry nesmí být nižší než jeho hodnota zatížení. Indukčnost – 10 μH a vyšší;
2. První dva odpory jsou připojeny před tlumivkami, aby se omezilo rušení mezi varistorem a kondenzátory. Ostré rázy napětí na vysoké hodnoty jsou potlačeny varistorem. Je jich málo, příkladem je výboj blesku. Ale jiné, méně významné rázy signálu mohou být mírně sníženy poklesem napětí na rezistorech. Volba odporu se provádí na základě zajištění rovnováhy;

Důležité! Na jednu stranu je potřeba vysoká odolnost pro lepší filtraci. Na druhou stranu to snižuje výstupní napětí a zvyšuje tepelné ztráty. Proto se odpory volí na základě připojeného výkonu (čím vyšší, tím nižší odpor). Řekněme, že pro výkon 500 W je potřeba rezistor 0,22 Ohm. Výkon rezistorů by měl být omezen na 5 W.

1. Rezistor R3, který je součástí dodávky pro vybíjení kondenzátorů, musí mít alespoň 510 kOhm a mít výkon 0,5 W.

Upravené schéma

Při použití tlumivek s jinými parametry lze obvod síťového filtru změnit vyloučením rezistorů z něj. K tomuto účelu se používají cívky s vysokou hodnotou indukčnosti (200 μH). U takových prvků nejsou odpory potřeba, protože samotné cívky zajistí dobré filtrování. Kondenzátor lze odebírat na 280 V (podobné jsou instalovány v nepřerušitelných zdrojích napájení).

Síťový filtrační obvod bez vstupních odporů

Síťový filtr na bázi dvouvinutí tlumivky

Následující obvod je sestaven nikoli na základě hotového síťového filtru, ale samostatně, na desce plošných spojů. Vše, co potřebujete, je pár kondenzátorů a tlumivka s dvojitým vinutím.

Provoz obvodu do značné míry závisí na kvalitě vinutí cívky, což vyžaduje dodržování určitých pravidel:

1. Pro jádro je třeba vybrat prsten vyrobený z feritu NM s magnetickou permeabilitou 400-3000 a průměrem asi 2 cm;
2. Pokud prsten není izolován, musíte nejprve obalit magnetický obvod izolační látkou (lakovanou látkou);
3. Navíjejte dva PEV dráty v jedné řadě v různých směrech, vyhněte se překrývání závitů (celkem přibližně 7-15 závitů). Plocha průřezu vodiče závisí na zátěži.

Síťový filtr s dvouvinutí tlumivkou

Kondenzátory jsou instalovány na vstupu a výstupu obvodu. Parametr napětí – ne méně než 400 V.

Podle schématu jsou vinutí tlumivky zapojena do série a magnetická pole v nich jsou vzájemně kompenzována. Při průchodu vysokofrekvenčního signálu se zvyšuje indukční odpor vinutí. Kondenzátory plní svou funkci zkratovým rušením.

Deska s plošnými spoji je pokud možno umístěna v kovovém pouzdře nebo oplocena tenkou kovovou stěnou. Připojovací vodiče by měly být co nejkratší.

Při správné montáži jakéhokoli síťového filtru se kvalita signálu výrazně zvýší.