Что же это, собственно, такое – сетевой фильтр? Это устройство, предназначенное для защиты подключённых к электросети устройств от скачков напряжения. В частности, от резкого кратковременного увеличения напряжения.
Кроме того, сетевые фильтры успешно справляются с нагрузками, которые возникают в первые мгновенья после включения электроприбора. Эти нагрузки – неотъемлемая часть технологии передачи электричества по современным сетям. С их последствиями хорошо знакомы все, кто замечал, как лопаются казалось бы вполне нормально работавшие лампы сразу после включения освещения в комнате.
Получая на входе ток с внезапно возросшим напряжением, сетевой фильтр умеет превращать излишек энергии в тепло. Как же это происходит?
В отличие от обыкновенного удлинителя и тройника, сетевой фильтр имеет относительно сложную конструкцию.
Как уже было сказано, схема преобразовывает энергию импульса в тепловую и носит название компенсационной. Работа схемы использует варисторы, резисторы, позволяющие резко уменьшать своё сопротивление. В том же случае, когда их возможностей оказывается недостаточно, сетевой фильтр применяет «вторую линию обороны»: встроенные плавкие предохранители.
Они защищают подключенные к устройству электроприборы от больших колебаний напряжения. Кстати, в хороших сетевых фильтрах предохранителей может быть несколько.
Наконец, абсолютную степень защиты подключённых к фильтру электроприборов обеспечивает ограничитель по току, который в экстренной ситуации призван полностью отрезать устройство и соединённое с ним электрооборудование от сети.
Помимо варисторов и предохранителей в конструкцию сетевого фильтра входят конденсаторы различной ёмкости и симметричный дроссель. Его функция – сглаживать помехи, присутствующие в электросети. Шум электролинии фильтруют интегрированные в общую схему устройства индукторы.
В отличие от обычного удлинителя, сетевой фильтр невозможно представить без заземления. Оно присутствует во всех – даже самых бюджетных – моделях. Без обеспечения заземления эффективность фильтра резко падает.
От чего защищает сетевой фильтр?
Сложная внутренняя схема нужна сетевому фильтру для защиты подключённых к нему устройств. Что же именно позволяет предотвратить его включение в общую цепь электропитания?
Основное предназначение сетевых фильтров – это компенсация краткосрочных повышений напряжения. Также сетевые фильтры могут помочь технике пережить смену частоты тока. Наконец, они защищают её от электромагнитных помех в сети и шумового компонента. Последнее весьма актуально для современной электроники и компьютеров, собранной из деталей с «тонким» техпроцессом.
Надо отметить, что современная техника и электроника всё-таки отнюдь не беззащитна. Большинство производителей закладывают определённые допуски в колебании характеристик электросети. К примеру, рабочим напряжением тока обычно считается диапазон от 200 до 240 вольт.
Однако, чем менее доложит своей репутацией компания или брэнд – тем легче и чаще она использует в своих разработках некачественные, «капризные» детали. Впрочем, и электроника известных марок может стать жертвой «удачной» атаки электросети.
При этом ущерб для бюджета пользователя будет заметно выше.
Если попытаться сделать список устройств и компонентов, наиболее тяжело переживающих скачки напряжения и его кратковременное повышение, то в первую очередь нужно вспомнить о блоках питания ноутбуков и компьютеров, микросхемах памяти и процессорах видеокарт, двигателях стиральных и посудомоечных машин, моторах и электронной «начинке» электрокотлов, мультиварок, нагревательных элементах чайников, сенсорах и датчиках пылесосов-роботов, компрессорах холодильников и контроллерах жёстких дисков, Bluray-приводов и приводов игровых приставок.
Параметры выбора сетевого фильтра
Подходя к выбору сетевого фильтра ответственно и разумно, необходимо обратить внимание на следующие параметры и особенности конструкции устройства…
Во-первых, следует изучить внешний вид, качество материалов корпуса и технический дизайн фильтра. У качественной модели на корпусе должны присутствовать чётко различимые поясняющие надписи, логотип или название производителя, какой-то вариант таблички с основными параметрами.
Что касается материалов корпуса, то тут нужно обратить внимание на их ударопрочность и реакцию на нагрев. Как уже было сказано, принципиальная схема сетевого фильтра приспособлена на перевод электрического импульса в тепловую энергию – что в критических случаях может привести к резкому нагреву корпуса устройства.
В этом случае нужно быть уверенным, что материалы корпуса не склонны к возгоранию и не выделяют опасных для здоровья веществ при оплавлении.
К особенностям технического дизайна сетевого фильтра, на которые стоит обратить внимание, мы относим количество розеток, длину шнура, наличие сигнальных индикаторов, наличие портов USB, гнёзд для защиты телефонной сети, телевизионной антенны и так далее… У некоторых моделей фильтров также имеются фиксаторы проводов подключённых электроприборов, шторки на розетках – для защиты от детей, механизмы крепления на стену. Всё это, при необходимости, также нужно уточнить.
Во-вторых, необходимо выяснить технические характеристики сетевого фильтра и его возможности по защите подключённых приборов.
Основные параметры – это максимальная входная мощность (она выражена в ваттах), максимальная нагрузка (выражается в амперах) и максимальная рассеиваемая энергия (в джоулях).
Чем больше входная мощность – тем большее количество подключений приборов и тем большую их совокупную мощность может «переварить» фильтр. А максимум рассеиваемой энергии показывает, насколько сильный всплеск напряжения в сети способен поглотить фильтр при защите подключенной техники.
Также, изучая технические характеристики, полезно узнать какое количество и какого вида предохранителей установлено в сетевом фильтре.
Сетевой фильтр APC PM5U-RS
В качестве примера выбора хорошего сетевого фильтра для дома и офиса мы расскажем о модели APC PM5U-RS, яркого представителя доступного по бюджету, качественного и полезного устройства от известного брэнда.
Сетевой фильтр с номенклатурным именем APC PM5U-RS относится к линейке устройств APC SurgeArrest PM, представленных компанией Schneider Electric (владелец марки APC) в 2015 году. Модель относится к классу сетевых фильтров начального уровня Essential (предназначенных для использования в бытовых условиях и условиях малого офиса).
Сетевой фильтр APC PM5U-RS имеет классический для устройств этого типа дизайн в виде параллелепипеда с габаритами 370х73х56 миллиметров и массой 670 грамм. Оригинальной особенностью внешнего вида модели стала скошенная верхняя грань.
Корпус APC PM5U-RS сделан из ударопрочного пластика белого цвета. Вариантов модели с иным цветом на рынке не представлено.
На нижней грани (на «подошве) корпуса APC PM5U-RS есть четыре фигурных углубления для крепления фильтра к стене. Также всю нижнюю грань вдоль прорезает специальная канавка для укладки провода в любую сторону.
Основные элементы конструкции сетевого фильтра APC PM5U-RS расположены на верхней грани. Тут мы находим пять розеток типа CEE 7 Schuko (EURO) с заземлением и встроенными защитными шторками на отверстиях. Четыре розетки скомпонованы блоком, а одна отнесена от них на увеличенное расстояние – такая особенность будет полезна при включении в фильтр устройства с массивной вилкой.
Также на верхней грани разместился логотип производителя APC, качелька-включатель фильтра и два информационных светодиода («защита работает» и «заземление»). На правой стороне грани находятся два порта USB.
Они предназначены для безопасной зарядки от сетевого фильтра мобильных гаджетов и имеют характеристики по силе и напряжению тока 5 вольт на 2,4 ампера. Отметим, что в составе линейки APC SurgeArrest PM есть модель сетевого фильтра без портов USB.
Её номенклатурное название — APC PM5-RS.
Ещё один важный элемент конструкции расположился на левой грани APC PM5U-RS. Это – кнопка многоразового термопредохранителя. Она полностью утоплена в корпус в штатном режиме и «отщёлкивается» при чрезмерных перегрузках и задействовании защитной схемы.
Сетевой фильтр APC PM5U-RS подключается к электросети с помощью стандартной вилки Schuko CEE 7/7P (EURO). Длина шнура составляет 1,8 метра.
Технические характеристики сетевого фильтра APC PM5U-RS вполне достаточны, чтобы обеспечить защиту большинства бытовых электроприборов, домашней электроники и офисной техники. Так, максимальная входная мощность модели составляет 2300 ватт. Максимальная нагрузка APC PM5U-RS равна 10 амперам, а максимальная рассеиваемая энергия – 918 джоулям.
- Предоставляемая защита от пиков силы тока в синфазном режиме находится на уровне 24 килоампер в секунду, а в дифференциальном режиме – 12 килоампер в секунду.
- APC PM5U-RS обеспечивает фильтрацию помех электросети на уровне до 40 децибел, работает в температурном диапазоне от 0 до 40 градусов Цельсия при относительной влажности до 95%.
- Выражаем благодарность специалистам магазина «Ситилинк» за комментарии, полученные в ходе работы над этим текстом.
Как устроены и работают сетевые фильтры в бытовых приборах и нужны ли они?
Как устроены и работают сетевые фильтры? В бытовой домашней электросети, которая приходит в наши квартиры, имеется большое количество всплесков (бросков) напряжений, которые возникают на очень короткое время и имеют порой достаточно большую амплитуду, возникающие в следствии переходных процессов, наведенные молнией, грозовыми разрядами и др.
Пример схемы подавления импульсного перенапряжения состоит из варистора (VDR)и газового разрядника (GDT), соединенных последовательно. Схема предназначена для защиты чувствительных электронных устройств от перенапряжения, переходных процессов, и короткого замыкания.
При уменьшении напряжения до нормального значения, схема переводится в исходное состояние. Из-за физических свойств разрядника и варистора, протекающий ток через защитные элементы не увеличивается больше определенного значения в течение короткого периода времени. Когда напряжение возвращается к нормальному значению, ток через элементы G1 и VDR1 прекращается, схема возвращается к обычному режиму. Если протекающий ток значительно увеличиться, то срабатывает защитный предохранитель, нагрузка обесточивается. Две неоновые контрольные лампы, примененные в схеме, показывают наличие напряжения на входе и на нагрузке. * VDR варистор — полупроводниковый резистор, представляет собой электронный компонент имеющий нелинейную вольт амперную характеристику (ВАХ). Название происходит от английского слова — переменный резистор.
Преимущества 1) Нормальное рабочее напряжение 230V AC / DC 2) Максимальная номинальный ток 16A 3) Максимальный ток 16A 4) Напряжения отключения => 300В RMS 5) Защита от перегрузок. 6) Защита от короткого замыкания. Применение 1) Защита чувствительных компонентов. 2) Защита двигателя.
3) Защита телефонных линий.
Самому собрать фильтр
Схема высококачественного сетевого фильтра. Высококачественный сетевой фильтр позволяет отфильтровать помехи и кратковременные импульсные скачки напряжения. Особенно актуальна схема для проживающих в поселках, где электричество подводится по воздушным линиям и когда во время грозы, при разрядах молний наводится высокое напряжение. Детали применяются от ненужных компьютерных блоков питания, которые могут заваляться дома или выбрасываются на работе — дайте им вторую жизнь! Необходимо намотать симметрирующие дроссели-трансформаторы, варисторы и конденсаторы выпаять из блоков питания, лучше всего подойдут класса Y2 и X2.
Номиналы элементов для фильтра могут иметь значения:
- Конденсаторы С2-4 серии Y2 номиналом по 0,047 мкФ (стандартные конденсаторы из БП например, KH472N)
- Конденсаторы С1, С5 серия класса Х2, номинал 0,47МкФ.
- GAS — разрядник типа BHS 2500V.
- Варисторы MV, диаметр корпуса 20мм (можно 25 и более), напряжение пробоя 470В.
- Трансформаторы TR1-TR2 имеют две обмотки 2*10 витков, намоточный проводом сечением 2кв.мм. В качестве сердечника использованы кольца от симметрирующего трансформатора 350 Ватного компьютерного блока питания.
- L1, L2 — ферритовые стержни проницаемостью М2000, намотано 10 витков проводом, желательно пропитать эпоксидным лаком.
Розетки можно дополнительно зашунтировать разрядными резисторами номиналом 470 КОм, мощностью 0,5 Вт (для того чтобы не щелкало, правильнее составить из двух резисторов общим номиналом) 
Для исключения резких бросков тока добавьте последовательно с каждым варистором резистор 1Вт по 10Ом. Для исключения возгорания и разлета осколков керамики, наденьте сверху на варисторы термоусадочную трубку. Бытовые фильтры-удлинители и схемы фильтров применяемые в них. Задумывались Вы, что Вам необходимо:просто удлинитель или удлинитель с фильтром? Если Вы подключаете электрический чайник, лампу освещения, то конечно, фильтр здесь абсолютно не нужен, зачем тратить деньги впустую. Здесь важно качество розеток в удлинителе, толщина провода и его длина, но в тоже время излишняя длина не нужна, иначе придется сматывать в клубок.
Если несколько бытовых приборов расположенных рядом друг с другом, для подключения можно использовать тройник. А что делать, если дорогая бытовая техника: телевизор, компьютер, аудиоцентр, то в этом случае ответ однозначен — надо защищать приборы как минимум сетевым фильтром.
Удлинитель типа Пилот
- Бытовая техника, такие как микроволновые печи, холодильники, электрочайники, стиральная машины не должны подключаться через удлинитель. Они должны подключаются непосредственно в электрические стационарные розетки в квартире.
- Запрещается перегружать розетки, удлинители по потребляемой мощности (току)!
- В случае срабатывания автоматических выключателей — это является предупреждением что линия перегружена, не следует ни в коем случае игнорировать!
- Если Вы не знаете какое количество оборудование может быть подключено к одной розетке или удлинителю, уточните у профессионалов, в крайнем случае спросите в жэке…
- Не пользуйтесь вилками, не имеющие контакт для заземления (металлический лепесток).
- При использовании электрооборудованием расположенного возле источника влаги, оно в обязательном порядке должно подключено к защитному заземлению.
- Не пользуйтесь удлинителями имеющие признаки повреждений, или при работе шнур удлинителя нагревается!
Сетевые фильтры для компьютера, стиральной машины и холодильника
Для защиты электрических приборов от скачков напряжения необходимо использовать специальные ограничители. Предлагаем рассмотреть, как работают сетевые фильтры, как сделать прибор своими руками, а также какое устройство лучше купить.
Что такое фильтр
Сетевой фильтр для компьютера, стиральной машины и прочих бытовых приборов – это устройство, которое защищает компьютер и прочую электронную аппаратуру от перепадов напряжения в сети электропитания.
Фото — Современные фильтры
Многие думают, что у сетевых преобразователей и удлинителей совсем несущественная разница: в то время, как удлинитель просто разбивает выходной сигнал на несколько портов, а фильтр предназначен для защиты компьютера, телевизоров и другой электроники от переменного напряжения, а также вмешательства в линию питания. Главной разницей является то, что фильтр может противостоять не только постоянным нагрузкам, но и резким замыканиям, ударам молнии и даже может работать для сохранения персональных данных при резких выключениях света.
Видео: обзор сетевых фильтров
Описание принципа работы
Стандартный сетевой фильтр пропускает электрический ток по кабелю от розетки к ряду электрических и электронных устройств, подключенных к устройству. Если напряжение от розетки поднимается выше допустимого уровня, то прибор бесперебойного питания отвлекает дополнительную электроэнергию от розетки в провод заземления.
Наиболее распространенный тип сетевого фильтра имеет компонент, называемый варистором, изготовленным из оксида металла, или MOV, который отводит дополнительное напряжение. MOV образует связь между фазовой линией электропередачи и линией заземления.
Непосредственно варистор состоит из трех частей: оксидо-металлическая деталь в середине кабеля подключения к линиям электропитания и заземления, которые изготовлены из двух полупроводников. Эти полупроводниковые приборы имеют переменное сопротивление, которое зависит от напряжения.
Когда напряжение ниже определенного уровня, электроны в полупроводниках потока объединяются таким образом, чтобы создать очень высокое сопротивление. Если напряжение превышает этот уровень, электроны ведут себя иначе, создавая более низкое сопротивление.
В том случае, если напряжение соответствует заданному разрешению, варистор ничего не делает.
Фото — Магистральный сетевой фильтр
Как только дополнительный ток отводится в фильтр и на заземление, напряжение в фазовой линии возвращается к нормальному уровню.
Таким образом, сетевой фильтр Pilot (Пилот), Defender, прочие только отводят импульсный ток, позволяя при этом продолжать работать остальным устройствам, подключенным к проводнику в нормальном ритме.
Другими словами, сетевые помехоподавляющие приспособления по принципу работы напоминают чувствительный к давлению клапан, который открывается только в том случае, когда поступает слишком много давления.
Фото — Профессиональная схема фильтра
Как выбрать сетевой фильтр
Выбирать сетевые стабилизаторы напряжения, фильтры и удлинители не так просто, как кажется. Специалисты выделяют несколько критерий, которым должен соответствовать прибор:
- Продумайте сколько портов должен иметь сетевой удлинитель. Желательно, чтобы устройства имели как можно больше ответвлений, это значительно сэкономит Ваше время, уменьшит количество кабелей в квартире, увеличит безопасность;
- У всех усилителей есть определенный предел подавления помех, защиты от скачков напряжений и допустимая нагрузка мощности. Особенно важно в этом плане рассчитывать межсетевые устройства и их характеристики. Также продумайте заранее, как Вы будете подключать разветвитель, нельзя одновременно включать несколько мощных приборов (стиральную машину, гидробокс, кондиционеры и плиту);
- Проверьте наличие прокладки UL, убедитесь, что это «переходное импульсное напряжение супрессоров». Обязательно узнайте, сертифицирован ли прибор знаком отличия лаборатории качества UL 1449;
- Уточните назначение устройства: это удлинитель для компа, стиральных машин с защитой от воды или аудио-техники;
- Проверьте гарантию и сертификат на ремонт. Некоторые трансформаторные однофазные и трехфазные стабилизаторы напряжения могут загореться из-за перенапряжения, но если они сертифицированы, то этого не должно произойти.
Как сделать фильтр дома
Сделать сетевой фильтр с выключателем своими руками не очень сложно, по своей эффективности это устройство не будет уступать Sven Optima Base 5 м Black, Power Cube, Belkin (Белкин), APC PF8VNT3-RS.
Рассмотрим пошаговую инструкцию:
- Удлинитель состоит из двух фусек, одна выступает в качестве выключателя ( на фото подсоединены разные ). А другая – размыкателя, варистора, контактных соединений. Именно варистор – это основная защита всех стабилизаторов. Отдельно нужно заметить, что большинство схем основано на принципе соединения простого удлинителя и фильтра;
Фото — Разобранный удлинитель
(цифра 14 ничего не значит, скорее всего это просто номер партии)
- С2 – это конденсатор, у него должны быть длинные провода, т.к. в противном случаев, Вы не сможете поставить контактные пластины. Но учтите, что слишком длинные шнуры понижают эффективность удлинителя;
- Если Вы ставите сетевые самодельные фильтры для холодильника, аудиоаппаратуры (магнитофонов, домашних кинотеатров), телевизоров и прочей оргтехники, то необходимо смонтировать возле сетевого провода шайбу из феррита, она помешает помехам;
- Далее нужно выбрать варисторы. Считается, что оптимальный размер – это 471 с диаметром от 6 до 10 миллиметров;
- После идут электрические резисторы на схеме R1, R2. Чтобы бытовые приборы не передавали помехи, нужно подобрать мощные резисторы с максимально допустимым сопротивлением. Для расчета этих данных, нужно вычислить отношение мощности, которую потребляют все приспособления, включенные в фильтр. Для ноутбуков резистор в среднем должен быть 5 Ом, для более мощных приборов берутся двухватные;
- Теперь монтируем дроссели, на чертеже L1, L2. Основные выдвигаемые требования: сердечник из феррита (у импульсных фильтров без него плохая индуктивность), якорь незамкнутого класса либо имеет воздушный зазор. Очень важно, чтобы у дросселя был наибольший ток равняться току катушки;
- Потребитель постоянного тока должен быть оснащен конденсаторами (С1, С2), в зависимости от размеров блока можно установить один или оба конденсатора.
- И последним монтируется резистор R3. Его подбираем в зависимости от нужных кВт или Вт. Нужно отметить, что эти блоки серьезно нагружаются со стороны системы питания, поэтому должны быть достаточно большими и мощными;
- При необходимости установите прибор на стойку. По окончанию работы проведите тест на пропускную способность.
Разные радиолюбительские схемы для сбора сетевого фильтра для техники:
Фото — Исходная схема удлинителя
Фото — Сетевой фильтр
Фото — Схема сетевого фильтра
При помощи этой информации Вы сможете своими руками сделать линейный автомат. Источники питания в таком случае могут иметь любую мощность и показания частоты, главное просчитать пропускную способность отдельных деталей.
Обзор цен на фильтры
Производство линейных стабилизаторов и ИБП сейчас очень развито, продажа осуществляется в любом крупном электрическом магазине. Очень хорошие отзывы про промышленные сетевые фильтры на 8 розеток, это лучший прибор, но и цена немного завышена. Зато такие приборы используются для мощностного оборудования.
Сколько стоит удлинитель с автоматом от производителя, с длиной до 2 метров и 5 розетками, в России и Украине:
| Город | Цена, руб |
| Екатеринбург | 280 |
| Москва | 300 |
| Краснодар | 300 |
| Харьков | 290 |
| Киев | 310 |
| Челябинск | 280 |
| Сочи | 300 |
| СПб | 300 |
Все более популярны становятся audioHigh-End, Hi-fi, MONSTER, BURO 600A-5m, FurutechE-TP80-E, APCEssentialSurgeArrest 5, SVENPlatinumProBlack, Saturn, UPS, Universal, VEKTOR, Xindak, ITPLEADER, СПУТНИК (3х0,75), MOST (МОСТ) а также отечественные фильтры ФПБМ-1, ФСП, ФСПК и ФП-2. Конечно, для определения эффективности Вам понадобится сравнение приборов, опытное исследование и четкий расчет регуляторов.
Фото — Сетевой фильтр
Чтобы сэкономить свои средства, форум электромехаников советует покупать приборы оптом или собирать своими силами.
Что такое сетевой фильтр и для чего он нужен?
Если говорить совсем простым языком, то сетевой фильтр – это такой тройник с выключателем, очень часто применяется для подключения компьютера к электросети. Данное устройство можно встретить на прилавках магазинов электротоваров, а также уже подключенным к розетке в квартирах и домах. Но для чего нужен сетевой фильтр и что в нем особенного? Об этом мы и поговорим далее.
Предназначение сетевого фильтра
Известно, что у вас в розетке имеется сеть переменного тока напряжением в 220 Вольт. «Переменное напряжение (ток)» значит, что его величина и/или знак непостоянны, а меняются с течением времени по определенному закону.
Природа генерирующих электрических машин (генераторов) такова, что на выходных клеммах генерируется ЭДС синусоидальной формы.
Однако всё было бы хорошо, если бы все устройства имели резистивный характер, отсутствовали пусковые токи, и не имели в своем составе импульсных преобразователей. К сожалению, так не бывает, т.к.
большинство устройств имеют индуктивный, емкостной характер, щёточные двигателя, импульсные источники вторичного питания. Весь этот замысловатый набор слов – это главные виновники электромагнитных помех.
Мы начали статью с речи об электромагнитных помехах не просто так. Эти помехи «портят» ровную форму синусоиды. Образуются так называемые гармоники. Если разложить реальный сигнал из розетки в виде ряда Фурье мы увидим, что синусоида дополнилась различными функциями, различной частоты и амплитуды. Форма напряжения в настоящей розетке стала далека от идеальной.
Ну и что в итоге? Плохое электропитание – проблема для радиопередающих устройств. Попросту ваш телевизор или радиоприемник будет работать с помехами. Кроме помех от потребителей в сети присутствуют помехи случайного происхождения, которые мы не можем предугадать. Это всплески, перепады напряжения от перебоев электроснабжения, включения мощной нагрузки и т.д.
Сетевой фильтр нужен для того, чтобы:
- Отфильтровать помехи для чистого питания устройств.
- Снизить помехи, исходящие от питающих приборов.
Как работает сетевой фильтр
Фильтрация ненужных составляющих сигнала осуществляется, как это ни странно, специальными фильтрами, их собирают из индуктивностей (L) и конденсаторов (С). Ограничение всплесков высокого напряжения – варисторами. Это работает благодаря таким электротехническим понятиям – постоянная времени и законы коммутации, реактивное сопротивление.
Постоянная времени – это время, за которое заряжается конденсатор или накапливает энергию индуктивность. Зависит от элементов фильтра (R, L и C).
Реактивное сопротивление – это сопротивление элементов, которое зависит от частоты сигнала, а также от их номинала. Присутствует у индуктивностей и конденсаторов.
Обусловлено только передачей энергии переменного тока электрическому или магнитному полю.
Простыми словами – с помощью реактивного сопротивления можно снизить, ограничить высокочастотные гармоники нашей синусоиды. Известно, что в розетке частота питания 50 Гц. Значит нужно рассчитывать фильтр на частоты на порядок выше и более.
У индуктивности сопротивление растет с ростом частоты, у конденсатора – падает.
То есть принцип работы сетевого фильтра заключается в подавлении высокочастотных составляющих сетевой синусоиды, при этом оказывая минимальное влияние на основную 50 Гц составляющую.
Смотрим что внутри
Мы разобрались, где применяется сетевой фильтр, поэтому теперь давайте разберемся, из чего состоит реальный сетевой фильтр, абстрагируемся от теории.
- Фильтр помех.
- Кнопка или тумблер.
- Варистор.
- Розеточная группа.
- Сетевой шнур.
Внутренности дорогого и качественного фильтра, обратите внимание на батарею конденсаторов справа и размеры дросселя по центру:
Пойдем по порядку – фильтр. Конструкция такого элемента представляет собой LC-фильтр. Нулевой и фазные провода из розетки подключатся к катушке индуктивности (каждый к своей), а между ними 1 и больше конденсаторов. Типовые номиналы деталей:
- индуктивность каждой катушки – 50-200 мкГн;
- конденсаторы 0,22-1 мкФ.
Варистор – это полупроводниковый элемент с нелинейной ВАХ. При достижении определенного напряжения, приложенного к нему, защищает нагрузку кратковременным замыканием входных цепей питания, принимая «удар» на себя.
Нужен для того, чтобы сберечь вашу технику от «плохого питания». Чаще всего применяется варистор на 470 Вольт.
Принцип действия такой защиты очевиден – при скачках напряжения цепи питания защищаемой нагрузки шунтируются варистором.
Содержимое дешевого фильтра, здесь вообще нет дросселя – его эффективность минимальна, но всё еще есть варистор (голубой в центре кадра), и он спасет от скачков напряжения:
Для чего нужен тумблер, если всё может работать и без него? Просто чтобы вы не дергали каждый раз вилку из розетки, ведь, чаще всего через сетевой фильтр подключается стационарное оборудование. Это снизит износ контактных пластин розетки.
Принципиальная схема сетевого фильтра:
Где применяется фильтр и что делать, если его нет
Дело в том, что в качественных блоках питания он должен быть установлен, прям на плате и тем более на БП высокой мощности, например компьютерных. Но, к сожалению, ваши зарядные устройства для смартфона, БП от ноутбука, ЭПРА люминесцентных и светодиодных ламп чаще всего не имеют их в своем составе.
Это связано с тем, что китайские производители упрощают схемы своих устройств для снижения их себестоимости. Часто бывает, что на плате есть места для деталей, назначение которых фильтровать помехи, но они просто не распаяны и вместо них стоят перемычки.
Компьютерные блоки – это отдельная тема, схема практически у всех одна, но исполнение разное, и в самых дешевых моделях фильтр отсутствует.
Вы можете снизить помехи вашего телевизора или другого устройства которое хотите защитить и улучшить свойства его электропитания дополнив обычный удлинитель таким фильтром. Его можно собрать самому или извлечь из хорошего, но ненужного или неисправного БП.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:
Сетевой фильтр – это простое, но полезное устройство, которое улучшит качество электропитания ваших приборов и снизит вред, наносимый его частоте работой импульсных БП, а область применения достаточно широка – используйте его для любой современной аппаратуры. Его устройство позволяет повторить схему даже начинающему радиолюбителю, а ремонт не составит труда. Использование сетевого фильтра крайне желательно для потребителей любого рода.
Будет полезно прочитать:
Как устроены и работают сетевые фильтры
Бытовая электрическая сеть представляет собой однофазную сеть переменного тока с напряжением в 220В и частотой 50Гц синусоидальной формы. Пиковое значение этой синусоиды (±310В) определяет максимальное значение напряжения. Частота 50Гц указывает на то, что изменение напряжения по синусоиде от +310В до -310В за одну секунду происходит 50 раз.
Однако такое напряжение является идеальным случаем. Напряжение на выходе мощных генераторов уже имеет некоторые искажения (пики и проседание напряжения, искажения формы). На стадии транспортировки и преобразований электроэнергии к этому добавятся еще большие искажения, что негативно скажется на качестве электроэнергии в сети. Кроме того производителю электроэнергии развязывают руки определенные допуски по величине напряжения и частоты в сети. Все эти факторы и приводят к выходу из строя современных бытовых приборов, основанных на микропроцессорной технике, весьма чувствительной к перепадам напряжения. Из курса высшей математики известно, что любую функцию можно представить в виде тригонометрического ряда Фурье. В соответствии с этим синусоидальная форма сетевого напряжения может быть выражена суммой других синусоид различной амплитуды и частоты. В этом и заключается принцип фильтрации напряжения: пропускать только те составляющие напряжения, амплитуда которых будет близка к 310В, а частота соответствует 50Гц. Остальные же синусоиды (гармоники) необходимо отфильтровать. Помимо несоответствия амплитуды и частоты питающего напряжения зачастую возникают апериодические помехи в виде кратковременных импульсов напряжения.
Функция сетевого фильтра и заключается в фильтрации высокочастотных и низкочастотных помех, а также исключения пиковых значений напряжения сети.
Устройство сетевого фильтра
Простейшим способом исключения высокочастотных и низкочастотных колебаний в электрической цепи является применение индуктивностей и емкостей соответственно. Такие свойства этих элементов обусловлены наличием реактивной составляющей сопротивления, зависящего от частоты напряжения.
Для подавления высокочастотных помех катушка индуктивности (60…200мкГн) подключается последовательно с нагрузкой. Кроме того индуктивность ограничивает скорость нарастания тока.
Для исключения низкочастотной составляющей применяют низкоомное сопротивление. Наиболее эффективным способом исключения помех является применение LC-фильтра.
Конденсатор (0,22…1,0мкФ) фильтра также выполняет функцию поддержания напряжения на заданном уровне.
Для устранения импульсных помех применяют полупроводниковый элемент – варистор. Варистор подключается параллельно нагрузке. При появлении импульса высокого напряжения варистор переходит в проводящее состояние и «снимает» этот пик с нагрузки.
Описанные виды защиты не являются обязательными для применения в сетевых фильтрах. Поэтому дешевые сетевые фильтры часто сокращают этот список до простой защиты от тока короткого замыкания. Однако достаточно простые схемы включения, а также распространенность катушек индуктивности, конденсаторов и варисторов приводят к самостоятельной переделке сетевых фильтров.
Всего комментариев:
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.[ Регистрация | Вход ]
Защита от перенапряжений в частном доме
Заземление, зануление rashpilek1975 Alexzhuk / 37
Электрическое отопление
Электроотопление IusCoin Multiki / 68
А как ты экономишь электроэнергию?
Всё обо всём — общение 2alpilip Наде4ка / 29
Как устроены и работают сетевые фильтры?
Переменный ток в бытовой сети является синусоидальным. Это означает, что изменение напряжения, а, следовательно, и тока, происходят по синусоиде, то есть по плавной дуге, симметрично колеблющейся вокруг оси времени.
Однако если мы посмотрим на осциллограмму напряжения в нашей розетке, то убедимся, что до идеала ей совсем далеко.
Какая там синусоида!? Непрерывные пики, импульсы, искажения формы, изменения амплитуды, броски и скачки – вот что мы увидим.
Причин для искажения синусоиды напряжения питающей сети есть очень много. Это включение-выключение мощных электроприемников, атмосферные перенапряжения, короткие замыкания по высокой стороне трансформаторной подстанции, а также различные сложные переходные процессы.
Есть еще особый вид апериодических помех, которые не поддаются ни прогнозированию, ни описанию при помощи математических функций. Это импульсные броски напряжения – очень кратковременные, но значительные его возрастания. Они могут возникнуть абсолютно в любой момент времени и, разумеется, тоже не идут на пользу бытовой технике. Поэтому импульсные помехи тоже необходимо подавить.
Для решения этих двух задач и используются сетевые фильтры. Они защищают оборудование от высокочастотных, низкочастотных и импульсных помех в сети. Но как они работают?
Если сопротивление резисторов никак не зависит от рода тока, проходящего через них, то реактивное сопротивление таких элементов цепи, как емкость и индуктивность находится в прямой зависимости от частоты тока. Например, сопротивление катушки индуктивности резко возрастает для токов большой частоты.
Это свойство индуктивности как раз и используется в сетевых фильтрах для подавления высокочастотных помех – синусоид с маленькими периодами.
Низкочастотные помехи могут гаситься активным сопротивлением катушек индуктивности, или отдельными резисторами, которые также располагаются последовательно нагрузке. Сопротивление таких резисторов не должно быть большим, иначе на них будет иметься существенное падение напряжения. Поэтому резисторы для подавления низкочастотных помех должны иметь сопротивление максимум 1 Ом.
Однако наиболее эффективными против сетевых помех являются фильтры, которые носят условное название LC.
Они не ограничиваются одними лишь катушками индуктивности, а включают в себя конденсатор емкостью 0,22 – 1,0 мкФ, включенный параллельно нагрузке.
Номинальное напряжение конденсатора должно быть выбрано хотя бы с двукратным запасом относительно напряжения сети, чтобы учесть перепады этого напряжения.
Действие фильтров LC напрямую связано с двумя законами коммутации: катушка L подавляет резкие изменения тока, а конденсатор С гасит высокочастотные колебания напряжения.
Сетевой фильтр для более-менее успешной работы должен содержать в себе: две катушки индуктивности 60-200 мкГн, включенные последовательно защищаемой нагрузке, а также варистор на 470 вольт и конденсатор на 0,22 – 1,0 мкФ, включенные параллельно. При необходимости в цепь можно включить и резисторы для подавления помех низкой частоты на 1 Ом максимум. Токовый номинал элементов цепи нужно подбирать в зависимости от мощности нагрузки.
Все сетевые фильтры Вы можете посмотреть в нашем каталоге.