Сетевой фильтр из дешевого удлинителя

Еще давным-давно я заметил, что когда включается/выключается холодильник на кухне, в колонках стереосистемы звучит неприятный щелчок. Проблема решилась установкой конденсаторов в розетки — с этого началась моя «дружба» с сетевыми фильтрами. В наши дни электрическая сеть 220 вольт сильно загрязнена множеством помех и кратковременных всплесков напряжения, которые проникают из сети и мешают аппаратуре нормально работать. Для борьбы с сетевыми помехами применяются фильтры. Дешевые фильтры на самом деле фильтрами не являются, а дорогие (навроде вполне приличного фильтра «Pilot») — слишком дороги, ведь обычно их требуется несколько штук (у меня дома их штук восемь, включенных постоянно). Поэтому хороший вариант — купить дешевый фильтр и переделать его.

В принципе, для доработки можно использовать и обычный удлинитель, но обычно в удлинителе нет свободного места для тех деталей, которые в него нужно будет вставить. А вот в удлинителе с выключателем (тоже полезная вещь) свободное место есть.

Мне недавно срочно понадобился такой вот фильтр, я купил в ближайшем киоске удлинитель и доработал его. На все (включая приобретение и фотографирование) ушло меньше чем полдня. Вот герой нашего рассказа:

Такие устройства на самом деле сетевым фильтром не являются. Там внутри находится только лишь варистор, ограничивающий кратковременные высоковольтные импульсы, которые иногда присутствуют в сети (немного про варисторы см. Маломощный блок питания). Вот и вся его фильтрация. Некоторые устройства (в том числе и мое) имеют токовый размыкатель, который должен по идее размыкаться при протекании большого тока (никогда не проверял, как они работают). В этом случае на корпусе есть кнопочка, которую нужно нажать, чтобы снова замкнуть размыкатель, если он сработал.

Разбираем удлинитель и смотрим что у него внутри:

Число «14», нанесенное синим маркером, ничего не означает — так изначально и было. По нему можно судить, что собирали эту штуку не китайцы — иначе бы был иероглиф! Слева черная фуська — токовый размыкатель, Правее другая черная фуська (к ней подходит много проводов) — выключатель. Между ними варистор, но его плохо видно. На пересечении зеленого и коричневого проводов, голубой диск внизу — это он. Красные провода припаяны (проверьте качество пайки, оно бывает отвратительным!) к длинным металлическим пластинам, которые и являются контактами.

Теперь встраиваем внутрь фильтр, и готово. Вот схемы того, что было, и что будет (выключатель с лампочкой подсветки на схемах не показан):

На исходной схеме: Sc — токовый размыкатель, V1 — варистор типа 471 (числом кодируется максимальное напряжение, а от диаметра зависит максимальная энергия подавляемого импульса; диаметр 6…10 мм — самое то), надписью «Удлинитель» как раз и помечены эти самые контактные пластины.

В доработанном варианте добавляется RLC фильтр. Правда хороший фильтр сделать не удастся — все же мало места, да и для него нужно подбирать детали. Именно так делают «Пилоты» — сначала проектируют схему, а потом под нее уже делают корпус. Но тем не менее, такой вот фильтр, собранный из подручных материалов, работает достаточно хорошо.

Пройдемся по элементам. Катушки L1 и L2 вместе с конденсаторами С1 и С2 образуют LC фильтр. Сопротивление катушек на высоких частотах большое, а вот на низких — маленькое. Поэтому, чтобы и низкочастотные помехи хоть немного подавить, последовательно с катушками включены резисторы R1, R2. Резистор R3 разряжает конденсаторы при отключении от сети, иначе, заряженные конденсаторы могут нехило стукнуть током. Конденсатор С2 включен с другой стороны контактных пластин для того, чтобы создать «распределенную» емкость, чтобы индуктивность и сопротивление пластин не ухудшало фильтрацию. На самом деле, в нашем случае разницы, где включен С2 никак не заметно слишком уж маленькая индуктивность и сопротивление контактных пластин. Но все равно приятно, что мы об этом позаботились! И, кроме того, именно в том конце корпуса есть свободное место, куда можно поставить этот конденсатор.

Иногда возникают споры о размещении резисторов R1 и R2. Как их включать — до варистора, или после, как у меня? На самом деле это зависит от нашей цели. До варистора, резисторы нужно включать, если мы хотим улучшить работу варистора при подавлении кратковременных высоковольтных (до нескольких тысяч вольт) импульсов. Эти импульсы варистор «пропускает через себя», ток через варистор достигает сотен ампер, и практически все напряжение импульса падает на сопротивлении проводов и контактов.

Сопротивление проводов довольно маленькое (это ведь чем лучше сеть, тем меньше сопротивление), и ток очень большой. Поэтому при большом токе на варисторе получается довольно большое напряжение (левый рисунок). Если же на пути тока поставить резисторы R1 и R2, то их сопротивление (совместно 1…2 Ома) заметно больше сопротивления проводов, и ток будет гораздо меньше (но все равно сотня-другая ампер!). А раз ток меньше, то и напряжение на варисторе меньше (правый рисунок).

Казалось бы, правый вариант намного лучше! Не совсем. Дело в том, что эти импульсы кратковременны, и большинство приборов их «не замечает» (они нередки в сети, вы их замечали?). Для чего же варистор? На всякий пожарный случай. Мало ли что. 100 раз импульс не подействует, а на 101-й придет импульс побольше, и спалит блок питания, или еще что. Так вот, если этот кратковременный импульс в 3000 вольт не всегда заметен, есть ли разница, останется от него 300 вольт, или 600? (Внимание! цифры 300 и 600 я взял «от фонаря»! На самом деле все это очень сильно зависит и от конкретной сети, и от конкретного варистора и от конкретного импульса! Но принцип верный!)

Почему же я включил резисторы после варистора? Чтобы максимально отделить от варистора конденсаторы. Конденсатор, включенный параллельно варистору, совсем даже ему не помогает (иногда мешает, иногда — нет). Кроме того, при ограничении варистором вражеских импульсов, образуется куча высокочастотных помех, у которых напряжение хоть и не высокое, но кому они нужны? Включив резисторы после варистора, я минимизировал прохождение помех на выход фильтра — ведь у меня получилось две ступени фильтрации — с высоковольтной гадостью справляется варистор, а с остальной — катушки с конденсаторами, которым резисторы очень даже помогают.

Вывод. Если у вас очень «грязная» сеть, в которую часто включают сварочные аппараты, ставьте резисторы до варистора. Если нет — ставьте их после. Возникает вопрос: а почему бы не включить две пары резисторов — одну до варистора. а другую после варистора? По одной простой причине — резисторы греются. Две пары резисторов увеличивают нагрев вдвое. А там и расплавится что-нибудь, или вообще загорится! А ставить резисторы маленького сопротивления (чтобы меньше грелись) — тоже не выход, они будут хуже работать.

Итак, берем детали

и прикидываем, куда их притулить (о самих деталях — ниже):

Все хорошо влазит, ни с чем не замыкает, можно паять.

Конденсатор С2 (он справа) должен иметь длинные выводы, иначе он не даст поставить на место контактные пластины (хотя длинные выводы ухудшают работу конденсатора). Поэтому его можно и не ставить — будет намного легче собирать все обратно.

Когда все обратно собрали — на вид ничего не изменилось, но начинка уже совсем другая. Чтобы окончательно перекрыть путь помехам, на сетевой провод возле самого удлинителя ставим ферритовую шайбу (удобнее всего разрезную на защелках):

(Это на другом проводе феррит — тот, который я поставил на этот удлинитель точно такой же, просто я забыл сфотографировать, а потом уже было далеко доставать)

Об этом поподробнее. В отличие от нормальной передачи энергии, когда по одному проводу ток приходит в нагрузку, а по другому возвращается обратно в источник, высокочастотная (ВЧ) помеха может распространяться сразу по двум проводам. Например, при ударе молнии вблизи электрических проводов, в них возникает ток, который идет сразу по обоим проводам в устройство, и, пройдя сквозь него, через емкость между корпусом и землей замыкается на землю.

Т.е. оба сетевых провода для помехи — это как два параллельных прямых провода (или как антенна), а земля — обратный провод. Внутри устройства, ток ВЧ помехи может воздействовать на разные цепи и мешать им жить. Нацепив ферритовое кольцо на сетевой провод, мы увеличиваем его (провода) индуктивность, а значит и сопротивление на высоких частотах. Поэтому ток помехи станет меньше.

Конструкция и детали

Схема очень непривередлива к деталям. Но все же некоторые правила нужно соблюдать. Разберем по порядку.

Варистор. Тип 471. Диаметр 6…10 мм. Это оптимально.

Резисторы R1, R2. Чем их сопротивление больше, тем лучше фильтрация, но больше нагрев и больше потери напряжения. С другой стороны, нагрев и падение напряжения тем больше, чем больше потребляемый ток (и мощность). Поэтому сопротивление резисторов выбираем в зависимости от суммарной мощности, потребляемой всеми теми устройствами, которые будут подключаться к фильтру:

Если планируется подключать более мощные потребители, то возможно, придется вообще отказаться от резисторов. С другой стороны, зачем делать фильтр, чтобы подключать к нему утюг?!

Резисторы используются мощностью 5 Вт. Можно взять и двухватные, но не стОит — они должны иметь запас по мощности на случай, если вдруг ток окажется больше, чем ожидалось (или помеха проскочит, где ее энергия выделится?..).

Дроссели L1 и L2. Это самый «труднодоставаемые» элементы. Но с другой стороны, поскольку вместе с ними работают резисторы, требования к дросселям снижаются. Требования такие:

• Ферритовый сердечник. Катушка без сердечника имеет слишком низкую индуктивность (при реальных габаритах), а стальной сердечник плохо работает на ВЧ.
• Сердечник незамкнут, или с воздушным зазором — иначе сердечник может насытиться, и индуктивность сильно снизится.
• Максимальный ток катушки (это ток, при котором индуктивность начинает снижаться из-за насыщения сердечника) не меньше, чем ток нагрузки.
• Индуктивность дросселя не менее 10 мкГн. Чем больше, тем лучше (до 10 мГн).
• Дроссели не имеют магнитной взаимосвязи.

Конденсаторы С1, С2. Если С2 поставить не удается, то вполне можно ограничиться одним конденсатором. Поскольку они соединены параллельно, то вполне можно рассматривать их как один конденсатор с емкостью, равной сумме емкостей С1 и С2. Требования к конденсатору:

• Конденсатор пленочный, типа К73-17 или аналогичный (импортные меньше по габаритам).
• Емкость не меньше 0,22 мкФ. Больше 1 мкФ тоже не нужно.
• Напряжение 630 вольт. Зачем столько? А это запас, ведь при помехах, напряжение повышается. Да и по правилам напряжение на конденсаторе должно быть меньше максимально допустимого.

Резистор R3. Его мощность 0,5 Вт, хотя на нем выделяется в 10 раз меньше. К этому резистору прикладывается 220 вольт, и он должен иметь довольно большие геометрические размеры (отсюда и 0,5 Вт), чтобы такое напряжение выдерживать. Сопротивление от 510 кОм до 1,5 МОм.

Вот и все. Можно пользоваться, и удачи в борьбе с помехами!

По просьбе читателей, я измерил насколько фильтр подавляет помехи. Это не очень хорошо получилось — высоковольтные импульсы мне дома сгенерировать сложно, и я этого не делал. А вот ВЧ помеху генератор выдал (маленькой амплитуды, но какая разница?). Вот два теста. Они могут быть не совем точными — величина подавления может быть несколько занижена. В качестве нагрузки в фильтр был включен паяльник.

Первый тест — подавление частоты 30 кГц. Эта частота часто используется в импульсных блоках питания (компьютерных, например), и этой частотй «засорена» сеть. Вот осциллограммы напряжения на входе и выходе:

Синий — вход, красный — выход. Масштабы одинаковы. Подавление раз в 8, что очень неплохо для простого фильтра, да еще сделанного из подручных материалов.

Второй тест — действительно высокочастотная помеха частотой 200 кГц:

Здесь выходное напряжение в 100 раз большем масштабе, чем входное. Подавление помехи примерно в 350 раз!!! Так что ВЧ помехи не пройдут.

Новенькое!

В продаже появились неплохие катушки:

Они намотаны довольно толстым проводом на ферритовом сердечнике, по форме напоминающем гантелю. Снаружи надета термоусадочная трубка. У этих катушек довольно большая индуктивность при приличном токе (и несколько типоразмеров — чем больше размер, тем больше произведение индуктивности на максимальный ток). Имея такие катушки, фильтры делать — одно удовольствие. Схема почти такая же, теперь катушки «мощные» и резисторы в цепь гашения помех не нужны:

В принципе, все осталось прежним, но кроме катушек изменился конденсатор. Это специализированный конденсатор, предназначенный доя работы в фильтрах (такие стоЯт в компьютерах и бесперебойниках. И напряжение 280 В, на которое рассчитан конденсатор — это действующее значение переменного тока (об этом говорит знак «280V ~» на корпусе). Такое же, как и 220. Т.е. не нужно делить напряжение, написанное на конденсаторе на корень из 2, чтобы узнать на какое макс. напряжение переменного тока его можно включить. Как раз на 280 вольт. А у нас — 220, запас приличный. Вот что получилось:

Голубой — варистор, который и был в этом «фильтре»-удлиннителе; рядом с ним черные — катушки, по хорошему их надо размещать так, чтобы их оси были перпендикулярны, но я сначала сфотографировал, потом отогнул (нижнюю на фото) катушку, потом все закрутил, а уж потом вспомнил, что сфотографировал неправильно! Снова разбирать было лень, уж извиняйте! Желтый — это конденсатор. Насколько я с ними встречался — они все желтые.

Резистор, разряжающий конденсатор, здесь не установлен — в этот фильтр будет все время включено устройство, которое и разрядит конденсатор. А если один раз в жизни я этот фильтр сниму, то уж не забуду разрядить. Просто быо лень искать и паять резистор, но всем я категорически рекомендую в этом с меня пример не брать, и резистор устанавливать!

Вот и все! Очень просто и очень неплохо!

18.08.2007 — 24.04.2008

Total Page Visits: 14143 — Today Page Visits: 10

Понимание компонентов фильтра электромагнитных помех | CUI Inc

Введение

В вашем проекте настал момент, когда вам необходимо выбрать внутренние источники питания переменного/постоянного и постоянного/постоянного тока. В последнем проекте вы выбрали источники с внутренними компонентами EMI и EMC, но в этом проекте источники, которые вы рассматриваете, требуют внешних компонентов EMI и EMC. В этом обсуждении мы поможем вам понять, зачем нужны различные компоненты и как их следует выбирать. Мы не будем вдаваться в детали электромагнитных помех и электромагнитной совместимости, основными понятиями являются «не причинять вреда другим системам» и «работать должным образом при наличии внешних электрических помех». Более подробное обсуждение EMI ​​и EMC можно найти на этой веб-странице: В чем разница между EMI и EMC в источниках питания?

Блок-схема блока питания

Блок-схема блока питания на Рисунке 1 была представлена ​​и обсуждена в предыдущей веб-статье «Как работают импульсные блоки питания, блок за блоком» и будет использоваться в качестве основы для этого обсуждения.

На приведенной выше схеме фильтр EMI/EMC показан в виде блока на входе в источник питания. На практике, как показано на рис. 2 ниже, некоторые компоненты фильтра ЭМС/ЭМС размещаются на входе источника питания, некоторые — на выходе источника питания, а некоторые — между входом и выходом источника питания. источник питания.

Компоненты EMI/EMC могут использоваться для выполнения следующих функций:

• Минимизация излучаемых и кондуктивных помех на входе или выходе источника питания
• Свести к минимуму влияние переходных процессов напряжения на вход или выход источника питания
• Минимизировать входной импульсный ток при первой подаче напряжения на вход источника питания
• Защита входного источника питания и проводников в случае отказа источника питания

Компоненты защиты цепи

Предохранитель

Предохранитель предназначен для защиты источника питания и проводников, подаваемых на источник питания, и устанавливается последовательно с входом источника питания. Из соображений защиты между предохранителем и проводниками от вышестоящего источника питания не должно быть никаких компонентов. Предохранитель должен быть включен последовательно с незаземленной входной клеммой, чтобы в случае срабатывания предохранителя в источнике питания не было напряжения. Если предохранитель надлежащего размера сработал из-за чрезмерного входного тока в нижестоящий источник питания, следует не только заменить предохранитель, но и последующий источник питания поврежден и должен быть отремонтирован или заменен. Предохранитель следует выбирать в зависимости от напряжения, тока, времени срабатывания и рабочей температуры приложения. Кроме того, на выбор предлагается ряд вариантов упаковки, например показанные на рис. 3, которые могут помочь в дальнейшей оптимизации конструкции.

Металлооксидный варистор (MOV)

Металлооксидный варистор (MOV) размещается между входными клеммами и включен для поглощения переходных процессов напряжения, которые могут исходить от источник входного напряжения. В случае источника питания переменного/постоянного тока источником входного напряжения являются линии электропередачи переменного тока, и MOV может потребоваться для поглощения переходной энергии от ударов молнии или других повреждений сети переменного тока. Компонент MOV имеет высокий импеданс при нормальной работе и становится низкоимпедансным при превышении номинального напряжения, как это происходит при наличии входного переходного напряжения. Входной предохранитель всегда должен быть установлен между MOV и входным источником питания. Предохранитель может перегореть, если MOV переходит в низкое сопротивление из-за переходного входного напряжения. MOV следует выбирать на основе рабочего напряжения и энергии переходных процессов, которые могут подаваться на источник питания. Альтернативными компонентами защиты MOV могут быть стабилитрон, диод TVS (подавление переходного напряжения) или GDT (газоразрядная трубка).

Входной резистор ограничения импульсного тока

Резистор, обозначенный R1 на схеме компонентов EMI/EMC, относится к источникам питания переменного/постоянного тока и включен для ограничения входной импульсный ток, когда переменное напряжение впервые подается на источник питания. Входной импульсный ток возникает из-за начальной быстрой зарядки конденсатора большой емкости при первом приложении входного напряжения. Без токоограничивающего резистора входной импульсный ток может в 100 раз превышать нормальный рабочий ток. Более высокое значение токоограничивающего резистора снижает входной импульсный ток, но может привести к неприемлемым потерям мощности при нормальной работе. Следует проявлять осторожность при выборе конструкции входного резистора импульсного тока. Резистор должен выдерживать выброс высокой энергии при протекании входного импульсного тока. Резисторы с проволочной обмоткой часто являются хорошим выбором для входного резистора ограничения импульсного тока. Пленочные резисторы обычно не подходят для работы с большой входной энергией перенапряжения.

В некоторых конструкциях для входного резистора ограничения импульсного тока используется резистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Резистор NTC имеет высокое значение сопротивления в холодном состоянии и эффективно ограничивает входной импульсный ток. Когда резистор NTC нагревается из-за протекания входного тока, значение сопротивления падает, и, следовательно, связанная с этим мощность, рассеиваемая резистором, также падает. Резистору NTC должно быть предоставлено достаточное время (десятки секунд) для остывания и возврата к высокому значению импеданса при отключении источника питания и до повторного включения входной мощности. Многие преобразователи постоянного тока не требуют резистора, ограничивающего входной импульсный ток. Входной импульсный ток может быть изначально ограничен, если входное напряжение относительно низкое (пиковое входное напряжение для 240 В переменного тока составляет 340 В) или импеданс источника входного питания будет ограничивать максимально доступный входной ток.

Подавление переходного напряжения на выходе

Диод TVS (подавление переходного напряжения) на выходе источника питания может служить двум различным целям. Распространенной причиной включения TVS-диода на выходе источника питания является шунтирование переходных процессов напряжения, вызванных внешними источниками, на выходных клеммах источника питания и, таким образом, защита источника питания. Хотя MOV часто используется для той же цели на входе источника питания, напряжение на выходе источника питания и энергия, связанная с индуцированными переходными процессами на выходе источника питания, часто ниже, чем на входе и таким образом, диод TVS является более подходящим решением. Вместо TVS-диода можно использовать стабилитрон, если также есть желание зажать выходное напряжение в случае отказа выхода блока питания. Следует отметить, что в этой ситуации мощность, рассеиваемая стабилитроном, может превышать номинальную выходную мощность источника питания. Стабилитрон будет иметь напряжение пробоя, превышающее выходное напряжение источника питания, и во время отказа источник питания, вероятно, сможет обеспечить выходной ток, превышающий номинальный.

Компоненты фильтра электромагнитных помех

Дифференциальный дроссель

Катушка индуктивности с маркировкой LDM последовательно подключается к входному тракту питания. Этот компонент вместе с входным конденсатором CX образует LC-фильтр нижних частот, чтобы ослабить нежелательное кондуктивное шумовое напряжение на входных проводниках от попадания во внешний источник питания. Спецификация тока насыщения для этой катушки индуктивности должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать максимальный входной ток при нормальной работе. Допустимо, если индуктор насыщается во время выброса пускового тока. Дроссель дифференциального режима следует выбирать с достаточно низким DCR (паразитным сопротивлением постоянному току), чтобы рассеиваемая мощность дросселя была приемлемой.

Синфазный дроссель

Двухобмоточный дроссель с маркировкой LCM представляет собой входной синфазный дроссель. Синфазный дроссель служит для создания высокого импеданса для ослабления синфазных токов, протекающих по входным проводникам. Следует соблюдать осторожность при размещении синфазного дросселя на схеме, чтобы обеспечить правильную ориентацию «точек». Точки указывают относительное направление намотки для пары обмоток. Неважно, находятся ли точки на входе или на выходе соединений с синфазным дросселем, но обе точки должны находиться на одной и той же электрической стороне дросселя. Дроссель дифференциального режима не требует записи через точку; там только одна обмотка и направление тока не имеет значения. Синфазный дроссель следует выбирать так, чтобы он выдерживал максимальный ток при нормальной работе источника питания и имел приемлемое рассеивание мощности при нормальной работе источника питания. В отличие от дросселя дифференциального режима, синфазный дроссель имеет очень небольшой ток, протекающий в синфазном режиме, и поэтому номинальный ток насыщения обычно не является проблемой.

X Входной конденсатор класса безопасности

Конденсатор с маркировкой CX, который размещается поперек входных линий питания, служит для шунтирования дифференциального кондуктивного шума напряжения, чтобы шум не распространялся на внешний источник напряжения. Этот конденсатор должен иметь конструкцию класса безопасности X или Y. Конденсаторы класса безопасности X и Y предназначены для прямого подключения к входным линиям переменного тока и, таким образом, могут выдерживать возможные скачки напряжения. Чем больше значение емкости, тем ниже импеданс для лучшего шунтирования нежелательных шумов, но это также увеличивает входной ток утечки в источнике переменного/постоянного тока. Многие системы с питанием от переменного тока должны соответствовать нормативным стандартам, которые могут включать предельные значения максимального входного тока утечки и, таким образом, ограничивать величину емкости шунтирующего конденсатора.

Изолирующий конденсатор класса безопасности Y

Конденсатор, помещенный между входом и выходом и обозначенный на принципиальной схеме CY1, служит для ослабления синфазного шума напряжения на выходе блока питания. Этот конденсатор соответствует классу безопасности Y, поскольку он находится поперек изолирующего барьера. Конденсаторы класса безопасности Y рассчитаны на выход из строя в виде разомкнутой цепи, и, таким образом, целостность изоляции входа и выхода источника питания сохраняется в случае выхода из строя конденсатора. В некоторых приложениях требуется последовательное подключение двух конденсаторов, чтобы обеспечить еще большую надежность изоляции между входом и выходом источника питания.

Необходимость в конденсаторе CY1 связана с формой волны напряжения, вызванной переключающим транзистором на первичной стороне, и паразитной емкостью между первичной и вторичной обмотками изолирующего магнита (рис. 9). Конденсатор CY1 следует поместить между истоком первичной обмотки переключающего полевого транзистора и выводами вторичной обмотки изолирующего магнитопровода. Как вскоре будет показано, выходные клеммы изолирующих магнитов имеют между собой шунтирующие конденсаторы большой емкости и, таким образом, имеют одинаковый потенциал переменного тока. Следовательно, выходной контакт конденсатора CY1 может быть подключен к любому выходному контакту. Значение емкости CY1 выбрано значительно большим, чем значение паразитной емкости между первичной и вторичной обмотками, чтобы обеспечить приемлемое ослабление синфазного напряжения на выходе источника питания. Следует отметить, что большее значение емкости конденсатора CY1 оказывает пагубное влияние, вызывая больший переменный ток утечки между входом и выходом источника питания.

Входной конденсатор большой емкости

Конденсатор, обозначенный C1 на принципиальной схеме, расположен непосредственно на входе преобразователя постоянного тока и после мостового выпрямителя (и коррекции коэффициента мощности). цепь, если имеется) в источнике переменного/постоянного тока. В преобразователе постоянного тока этот конденсатор служит входным накопителем заряда для ослабления возмущений входного напряжения, вызванных переходными процессами входного тока. Назначение этого конденсатора в источнике переменного/постоянного тока состоит в том, чтобы фильтровать выпрямленное входное напряжение переменного тока и обеспечивать энергию для поддержания выходного напряжения при отключении входного переменного напряжения. Обсуждавшийся ранее резистор ограничения входного импульсного тока используется для ограничения максимального тока, потребляемого при начальной зарядке этого конденсатора.0005

Выходная фильтрация

Компоненты фильтра, размещенные на выходных клеммах источника питания, могут использоваться для устранения проблем электромагнитных помех и электромагнитной совместимости, но их часто размещают рядом с нагрузкой, а номиналы компонентов выбираются таким образом, чтобы уменьшить выходное напряжение пульсаций до уровень, приемлемый для нагрузки. Для простоты во многих источниках питания L1 заменяется на короткое замыкание. Как было сказано ранее, конденсатор C2 обеспечивает путь переменного тока с низким импедансом между выходными клеммами источника питания и, таким образом, позволяет подключать CY1 к любой выходной клемме источника питания.

Выбор компонентов ЭМС

К настоящему моменту, вероятно, очевидно, что выбор подходящих компонентов для предотвращения проблем с электромагнитными помехами и электромагнитной совместимостью, связанных с источниками питания, не представляет сложности, но необходимо учитывать множество деталей. Часто окончательный выбор компонентов и номиналов компонентов представляет собой компромисс между производительностью, стоимостью, размером и эффективностью преобразования энергии. У большинства поставщиков блоков питания, таких как CUI, есть инженеры службы поддержки клиентов, которые готовы предоставить дополнительную помощь, если она потребуется вам в ходе вашего проекта.

Категории: Основы , Безопасность и соответствие

Есть комментарии по этому посту или темам, которые вы хотели бы видеть в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу powerblog@cui.

Что такое устройства защиты от перенапряжений и сетевых фильтров?

— Реклама —

Устройство защиты от перенапряжения или ограничитель перенапряжения представляет собой устройство, предназначенное для защиты электрических устройств от нежелательного внезапного и кратковременного повышения скачков напряжения. И всплеск напряжения, и всплеск напряжения, относящиеся к кратковременному увеличению напряжения, выглядят одинаково, но различны.

В то время как всплеск напряжения — это внезапное повышение напряжения, продолжающееся менее трех наносекунд, всплеск напряжения — это внезапное повышение напряжения, которое длится три наносекунды или более.

Всплеск или всплеск напряжения в основном представляет собой переходное перенапряжение или электрический импульс короткой продолжительности, но высокой энергии, который индуцируется в цепь внешними источниками. Переходное перенапряжение в сети переменного тока показано на рис. 1.

— Реклама —

Распространенными источниками всплесков и скачков напряжения являются электрические выключатели, молния и статическое электричество. Всплески напряжения также могут быть вызваны быстрым нарастанием или спадом магнитного поля, что может наводить энергию на соответствующую цепь. Например, если ток, протекающий через катушку реле, прерывается или обесточивается, катушка индуктивности создает высокочастотный всплеск напряжения.

Наиболее распространенным решением является размещение выпрямительного диода на катушке реле (катушке индуктивности). Диод называют обратным диодом, подавителем или обратным диодом. Когда ток прерывается, он обеспечивает обратный путь для тока, так что ток через индуктор не блокируется. Ток со временем рассеивается через его внутреннее сопротивление, а катушка индуктивности и выпрямитель выделяют тепло.

Как скачки напряжения, так и скачки напряжения могут нарушить работу электрооборудования и нанести значительный ущерб.

На рынке доступны различные типы устройств защиты от перенапряжения и скачков напряжения. Устройства защиты от перенапряжений (SPD) и ограничители переходных напряжений (TVS) обычно устанавливаются в системах распределения электроэнергии, промышленных системах большой мощности и системах связи для защиты от скачков и скачков напряжения.

Сетевой фильтр

Сетевой фильтр представляет собой электронный фильтр, размещаемый между электрическим устройством и внешней по отношению к нему линией. Это пассивная двунаправленная сеть, фильтрующая определенную частоту в линии или цепи электропередачи.

Сетевой фильтр предназначен для защиты от электромагнитных помех (ЭМП) в сетях переменного тока и обычно состоит из катушки индуктивности, конденсатора и резистора. Максимально снижает пульсации выходного напряжения. Некоторые сетевые фильтры обеспечивают минимальное регулирование напряжения, в то время как другие защищают от проблем с качеством электроэнергии.

Типовая схема пассивного сетевого фильтра питания показана на рис.2. Сеть подходит как для питания переменного, так и постоянного тока с возможностью двунаправленного подавления.

Простая защита от перенапряжения представляет собой варистор на основе оксида металла (MOV), подключенный к входной линии электрооборудования — как правило, это один компонент только в некотором оборудовании. Это может быть диод MOV или TVS. Для универсальной линии 90–264 В переменного тока обычное номинальное напряжение MOV составляет 300 В (среднеквадратичное значение).

Однако в случае дорогого оборудования и высокой вероятности перенапряжения, например, от линии электропередачи, необходимо обратиться к рейтингам и рекомендациям стандартов безопасности, таким как IEC 61000-4-5, которые определяют стандарты для питания переменного тока. -линейные скачки.

При проектировании схемы значение напряжения варистора должно включать не менее 20-процентного запаса прочности.