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.
Этот высокоэнергетический искровой промежуток, так называемая молниезащита. Его задача — взять на себя и уничтожить большую часть энергии в случае повреждения варистора. Предполагается, что в случае разряда высокой энергии между электродами искрового промежутка возникает дуга, вызывающая не только потерю большей части энергии, но и распыление медных дорожек, вызывающих металлизацию зазора и, следовательно, короткое замыкание на землю. Условием правильной работы является требование подключения физического заземления, а также автоматических предохранителей и выключателей остаточного тока. Такие фильтры и подобные схемы искрового разрядника находятся практически на любом оборудовании, таком как сетевые фильтры, источники питания, инверторы, как правило имеющие физическое соединение с землей.
Устройство бесперебойного питания (ИБП)
В специализированном магазине продавцы наперебой могут предлагать стабилизатор, сетевой фильтр и ИБП. Что лучше приобрести — сразу решить трудно при существующем большом выборе моделей с разными названиями и свойствами.
Многие приобретают ИБП для устранения одной возможной неисправности в сети — внезапного исчезновения напряжения, чтобы корректно завершить работу электронных приборов. Импортные модели обозначают UPS. Целесообразно приобретать их с функцией стабилизатора для устранения радиочастотных и электромагнитных искажений и помех.
При исчезновении или снижении напряжения питания за пределы необходимого диапазона UPS переходит на работу через аккумуляторы. В зависимости от применяемой модели время работы независимого источника может достигать нескольких минут или часов. Прибор подбирается под мощность защищаемой техники.
Важной характеристикой UPS при работе от батареи является форма напряжения на выходе. У дешевых устройств она прямоугольная, а по частоте и амплитуде равна сетевому синусоидальному напряжению
Основные параметры сетевых фильтров
1. Сечение жилы подводящего сетевого провода
Обычно сечение проводов в сетевых фильтрах составляет 0.75 мм 2 или 1мм 2, что вполне достаточно, так как ток нагрузки не должен превышать 10А (2.2 кВА), на него рассчитан предохранитель. Очень редко встречаются, так называемые, фильтры повышенной мощности, у которых сечение провода может составить 1.5 мм 2 и более. Предохранитель у них обычно рассчитан на 16 ампер, но их применение для аппаратуры малой мощности нецелесообразно.
2. Длина подводящего сетевого провода
Стандартная длина провода – 1.8 метра. В некоторых сетевых фильтрах она может составлять 1.9, 3.1, а иногда – 5 метров
3. Величина тока срабатывания теплового предохранителя
На большинстве сетевых фильтров декларируется максимальный ток 10А. Величина тока срабатывания предохранителя зависит от величины перегрузки по току и времени воздействия и часто 10А предохранитель имеет ток срабатывания 12 – 16 А.
4. Количество предохранителей, их тип.
Предохранители служат для исключения перегорания варисторов при перегрузке. Для большей надёжности некоторые производители, кроме теплового предохранителя в цепи фазы, ставят в цепь фазы быстродействующий предохранитель на основе металлоорганических полупроводников, а в цепь нейтрали плавкий предохранитель. Однако, как шутят электрики, предохранители срабатывают всегда последними.
5. Степень варисторной защиты
Она определяется рассеиваемой энергией варисторов, при которой они не разрушаются. В спецификации большинство производителей указывают суммарную энергию разрушения всех варисторов, что неправильно. Оценить энергию варисторов можно по их ТУ или ориентировочно по их размеру, либо по декларируемой энергии на удлинитель и количеству варисторов. Энергия, поглощаемая варисторами, зависит от его геометрических размеров, рабочего напряжения, длительности воздействия импульса.
Наиболее широко распространены варисторы, диаметр которых равен 8, 10, 14, 18 мм. При рабочем среднеквадратичном напряжении (СКН) 275 В их энергия соотносится, как 12, 36, 63, 104 Дж. Если выбрать рабочее СКН, например, 320 В для тех же условий то энергия изменится до 15, 44, 77, 120Дж. Длительность воздействия импульса принимается 1000 мксек, при фронте 10 мксек.
6. Дополнительные устройства в цепях защиты
- Индикация исправности защиты (светодиод)
- Газовые разрядники
7. Емкостные фильтры
Служат для подавления помех с помощью шунтирования. Чем больше емкость фильтрующих конденсаторов (до определенного предела), тем лучше.
8. Индуктивные фильтры
Служат для подавления помех последовательным способом (включением большого сопротивления). Основные требования к проводу, как и для сетевого шнура, т.е. плотность тока через провод должна быть менее чем 10 А/мм 2, чем больше размер катушки, тем больше индуктивность, тем лучше. Наличие феррита улучшает свойства индуктивности. Тороидальные ферритовые сердечники предпочтительнее линейных, хотя и более трудоёмкие в изготовлении.
9. Индикатор правильности подключения фазы
Это устройство позволяет использовать однополюсный выключатель в фазной це-пи. Если используется двухполюсный выключатель (как в Platinum Pro) смысла особого в этом устройстве нет. Кроме того, это устройство требует трёхконтактную сетевую розетку (с заземлением).
10. Защита модема
Обычно применяют устройство защиты сетевых адаптеров и модемов в виде электронных или варисторных ограничителей напряжения на 100-150В и быстродействующих предохранителей на ток ~ 0,1-1А. Устройства защиты модема в виде двух розеток с электронной схемой встраиваются в ИБП или сетевой фильтр.
11. Укладчик кабелей, вешалка
Стоимость накладывает ограничения на наличие укладчика кабелей. Вешалка обычно выполняется в виде отверстий в корпусе.
12. Розетки
Обычно их от 4 до 6. Традиционно 5 – все Евро розетки (с заземлением). Ориентироваться на старый «советский» стандарт, нет смысла, так как новые устройства с такими вилками не выпускаются. Часто встречаются сетевые фильтры с различным типом розе-ток, например 5 Евро и 1 универсальная (без заземления) под любую вилку.
