» » » Сетевой фильтр с контролем правильности подключения к питающей сети для усилителя звуковой частоты

 
 
 

Сетевой фильтр с контролем правильности подключения к питающей сети для усилителя звуковой частоты

Разместил MVV 5 сентября 2013. Просмотров: 26 844

14
Берегись бед, пока их нет (пословица)


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.

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 только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями 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.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


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.

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).



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.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


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.

Характеристики сетевого фильтра

Номинальное напряжение, В = 220.
Рабочая частота, Гц = 50.
Максимальный ток нагрузки, А = 10.
Максимальное ослабление помех, дБ, на частотах:
100 кГц – 5,
1 МГц – 25,
10 МГц – 30.
Максимальный ток помехи, выдерживаемый ограничителем, А = 2500.
Максимальная рассеиваемая энергия, Дж = 90.

Техническое обслуживание сетевого фильтра

заключается в периодической очистке от пыли и внешнем осмотре. Особое внимание следует уделить внешнему виду варистора. Наличие даже небольшого почернения корпуса или точек на корпусе варистора свидетельствуют о былых перенапряжениях в питающей сети и участии варистора в защите оборудования. Такое изделие следует заменить.

Файлы

Схему и печатную плату можно взять тут:
The_filter_for_the_amplifier.7z | Файл 8,35 Kb загружен 185 раз.

Упомянутые источники

1. Датагорская статья «Сделай сам индикатор для проверки защитного заземления в розетках современной трехпроводной сети»
Владимир Мосягин (MVV)
Россия, Великий Новгород
Профиль MVV
Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.
Специальность по диплому радиоинженер, К.Т.Н.

Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 88

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Фильтр питания на полевом транзисторе для лампового усилителя

Фильтр на полевом транзисторе для лампового усилителя давно и заслуженно пользуется популярностью...

Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-4. Токовая помпа Хоуленда в выходном

Не мечтай, действуй! Особенность построения УМЗЧ настоящего проекта заключается в том, что его...

Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-2. Компенсация сопротивления соединительных

Не мечтай, действуй! Интерфейсные искажения, возникающие между УМЗЧ и акустической системой, явно...

Полный усилитель на микросхемах. Часть 3. Устройство защиты акустических систем.

Не мечтай, действуй! Усилители мощности звуковой частоты с непосредственной связью представляют...

Сделай сам простой активный фильтр для двухполосного усилителя

В статье речь пойдет об активном фильтре для двухполосного усилителя. Фильтр не нуждается в...

Блок обработки сабвуферного канала: сумматор, сабсоник, регулятор частоты и фазы

Фото моего блока, блок сделан по второму варианту платы Устройство предназначено для формирования...

Простой Soft-start для усилителя мощности ЗЧ

Это простое приспособление позволяет повысить надежность УМЗЧ и уменьшить помехи в сети в момент...

О быстрых диодах SF, UF замолвим слово - радикальные меры борьбы с ВЧ помехами в БП

Я нисколько не подвергаю сомнению положительные результаты, получаемые при использовании быстрых...

Источники питания. Расчет и конструирование. Браун М.

Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование.: Пер. с англ. — К.: «МК-Пресс», 2007. — 288...

Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет.

Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет. Малая энциклопедия...

Прецизионные усилители низкой частоты. Данилов А. А.

Данилов А. А. Прецизионные усилители низкой частоты. — М.: Горячая линия — Телеком, 2004. — 352 с,...

Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Источник: Радиокот.ру Вторая часть статьи про ОУ для начинающих. Итак, в первой части мы...
<
  • Гражданин
5 сентября 2013 20:03

Игорь / AudioKiller

  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
1. На сетевом конце конденсаторы на 400В все же лучше не применять. Это слегка паранойя, но я в ней еще ни разу не разочаровался.
2. Обмотки катушек дросселя включены противофазно - это так и задумано, или очепятка?

<
  • Главный редактор
5 сентября 2013 21:17

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 607 комментариев
  • 256 публикаций
 
  • 0
Игорь, именно поэтому у Владимира написано:
...на рабочее напряжение 400 В (а лучше на 600, 1000 или даже 1600 В)...
smile

<
  • Гражданин
5 сентября 2013 22:52

Антон / 2UnLiMiTeDD

  • С нами с 5.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Схема полезная и простая одновременно, и изготовление не займет много времени, НО в наших домах (особенно в не новых) с заземлением обычно напряг, даже если не в домах то в квартирах... и тогда это становиться обычным фильтром, ХОТЯ все равно очень полезным!

<
  • Автор
6 сентября 2013 02:09

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Дополнением к публикации служит обсуждение на портале Радиофорум у Датагора -> Для начинающих -> Простая переноска с фильтром //forum.datagor.ru/index.php?showtopic=9118.

<
  • Гражданин
6 сентября 2013 14:14

Егор / Diamond

  • С нами с 13.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 18 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Давно засматривался на фильтры в компьютерны БП, выполненных прямо на разъеме. Спасибо за реализацию идеи. Можно сделать прорези в плате, и припаиваться прямо к ножкам компьютерного разъема питания. Вес платы маленький, держаться будет отлично. Таким образом решается вопрос с минимизацией длины проводников.

<
  • Автор
6 сентября 2013 14:50

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Егор ( Diamond), очень хороший вариант!
Можно даже выпустить КИТ. Учитывая великолепное качество печатных плат Игоря (Datagor), я бы сам приобрел такие наборы!

<
  • Гражданин
6 сентября 2013 18:51

Егор / Diamond

  • С нами с 13.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 18 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Я об этом подумал, но решил что мои навязчивые идеи о китах из всех статей что мне понравились уже Игорю надоели))) Поэтому промолчал)))

<
  • Гражданин
7 сентября 2013 00:39

Сергей / Sergiy_83

  • С нами с 16.10.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 25 комментариев
  • 2 публикации
 
  • 0
А что за заклепки с отверстиями на первом фото? Самопальные, или что то стандартное?

<
  • Гражданин
7 сентября 2013 02:51

Игорь / AudioKiller

  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
Повторяю вопрос про противофазное включение катушек: при этом их суммарная индуктивность равна нулю (в идеале).

<
  • Гражданин
7 сентября 2013 05:31

Сергей / Chugunov

  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 306 комментариев
  • 30 публикаций
 
  • 0
Позвольте выступить с критикой.
Все подобные статьи в интернете сделаны, как под копирку.
Ток 10 А (зачем??), трёхпроводная схема (??) и неподавление парафазной помехи (??).
Полезен ли такой фильтр? Очень сомневаюсь.
1. 10А - включать утюг или чайник? Лишний ток здесь зло т.к. дроссель, давящий парафазную помеху будет крайне малой индуктивности из-за насыщения. Думаю, надо давить как синфазную, так и парафазную помеху (два дросселя или три, как удобнее). Для меньших токов на том же сердечнике можно сделать гораздо более эффективный фильтр.
2. Три провода с заземлением. Такие розетки встречаются реже и что-то не вижу схемы для двухпроводной розетки, а они пока у очень многих. Кроме того, трехпроводная розетка может вызвать проблемы типа земляных петель. Много даже импортной аппаратуры сделано с двухпроводной вилкой.
3. Присоединяюсь к вопросу Игоря. Такие катушки хороши для промышленных "фильтров" - вроде катушку видно, большой ток, якобы солидно. Но нас ведь так просто не проведешь...
4. Нам нужен в первую очередь фильтр именно для ЗВУКОТЕХНИКИ.
CD или DVD плеер потребляет максимум 0,25 А вместо 10 А, даже мощный УМЗЧ менее 1 А.
Интересен был бы эффективный фильтр по двухпроводной схеме с подавлением как синфазных, так и парафазных помех.
Очень важно, чтобы дроссель или хотя бы сердечник были бы доступны.
Наличие таких сердечников в каталогах зарубежных производителей - хорошо, но толку от этого мало.
Очень желательно, чтобы фильтр давил помехи от холодильника, стиральной машины, электроплиты и подобных устройств.
Очень желательно было бы увидеть это подавление на снимках экрана осциллографа.
Интересно также подавление помех из сети от разных импульсных блоков питания, в том числе всяких энергосберегающих, а также тиристоро-симисторных регуляторов.
Интересно узнать насколько давятся подобные помехи.
По моему мнению именно такой фильтр представляет практический интерес. Нужен ли он? Считаю, да! Потому, что я наблюдал эффект улучшения звучания моего звуковоспроизводящего комплекса в выходные дни, считаю, что этот эффект может быть именно от помех в сети.

<
  • Автор
7 сентября 2013 12:41

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Создал тему на форуме, отпишусь подробно в ближайшее время.
Радиофорум у Датагора --> Практика --> Для начинающих --> Сетевой фильтр с контролем правильности подключения к питающей сети для усилителя звуковой частоты. Вопросы, ответы, улучшение параметров

<
  • Гражданин
8 сентября 2013 13:39

Александр / shursh

  • С нами с 15.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 44 комментария
  • 6 публикаций
 
  • 0
Мне кажется, что это тема для алхимиков. Какая разница как я подключу фазу к обмотке трансформатора или к диодному мосту ИИП ?

<
  • Гражданин
21 сентября 2013 19:29

Игорь / AudioKiller

  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
Не забывайте, что ток потребляется короткими импульсами большой амплитуды, это в среднем он 1 ампер. Так что запас по току в принципе нужен, иначе катушка насытится.

<
  • Гражданин
26 сентября 2013 02:27

Аурел / AKM

  • С нами с 15.08.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 13 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
С этим принципом помехоподавления столкнулся сначала в телевизорах 2/3 усцт, позже в БП компов, и даже в некоторых зарядниках от мобильников и фотоаппаратов. Практически везде подобная схема защищает сеть от помех импульсного БП. Такой двухобмоточный дроссель при таком включении и достаточной симметричности насыщаться не должен - магнитные потоки же компенсируются. А всё остальное я просто принял на веру. Может и стоит убедить себя осциллографом.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.