|
Klausimas kuris iki šiol
neatsakytas ir neiškeltas. Tai ar galima tokį filtrą naudoti patalpose
kuriose nėra tikrojo įžeminimo? Atsakymas - galima. Tačiau tokį filtrą
naudojant be įžeminimo jis nebus pilnai išnaudojamas. Dalis triukšmų
nebegalės grįžti žemės laidu. Taip pat ne visai malonu žinoti (galbūt ir
nežinojot anksčiau) kad pusė maitinimo įtampos bus korpuse.
Atlikit eksperimentą. Jeigu
Jūsų bute nėra įžeminimo, bet naudojatės asmeniniu stacionariu
kompiuteriu (kurio maitinimas, beja yra panašaus principo - jam
reikalingas įžeminimas) atlikite įtampos matavimą. Nustatykite
multimetro rankenėlę ant padalos matuoti 230V kintamą įtampą. Vieną jo
laidą prilieskite prie kompiuterio galinės sienelės (prie nedažytos
skardos), o kitą prie pavyzdžiui televizijos antenos šarvo. Multimetras
rodys pusę tinklo įtampos - 110V. Toks įtampos potencialas bus ir tarp aparatūros korpusų. Ir taip - pakratys palietus du skirtingus aparatus.
Iš kitos pusės tai nereikia ant jų lipti ir apskritai nieko junginėti
esant įjungtiems prietaisams.
Taip yra dėl tokių detalių,
kaip ir šiame filtre - dėl Y2 tipo kondensatorių, arba dviejų papildomų
į žemę pajungtų varistorių. Toks jungimas dalina įtampą pusiau ir žemės
laidas tampa po įtampa. Kaip ir kompiuterį, taip ir tokį filtrą galima
tiesiog palikti ramybėje nieko nedarant, arba šiek tiek
modifikuoti. Jeigu neplanuojate filtro kilnoti ar nešiotis pas draugus
tas detales galima pašalinti visam laikui jų paprasčiausiai neįlituojant.
Tai būtų du varistoriai įjungti į žemę (tiedu be šiluminio saugiklio), ir Y2
tipo kondensatoriai turintys 4n7 talpumą. Po tokios
operacijos, o ir apskritai neturint patalpoj įžeminimo tinklo EMI filtravimas
stipriai
suprastės, bet DC offset'o numėmimas ir šuolių apsauga veiks.
Žemės sujungimas su nuliu
rozetėje yra draudžiama!
Taigi dar kartą tinklo
filtro schema:
Pirmiausiai saugikliai. Bet
kokio tipo, ne daugiau kaip 6A vardinės srovės. Aš gavau 4A automatinius
atsistatančius saugiklius montuojamus ant bėgelio. Manau toks variantas
bus praktiškesnis nei keisti sudegusius. Su 4A saugikliais filtro
galingumas apribojamas apie 900W.
Naudojami varistoriai Epcos B72225T4271K101 arba tiesiog 25K275.
Su šiluminiu saugikliu.Varistoriams panaudota LED indikacija apie jų (arba
šiluminio saugiklio) darbinę padėtį. Jeigu LED nešviečia - varistoriaus
saugiklis perdegė. Greičiausiai pats varistorius irgi. Jis keičiamas
nauju. Diodai D1, D2 - 1N4004. Jie formuoja įtampos kritimą LED'ui.
Šviesos diodas taip pat pagal salvą ir norą (na suprantama ne koks power
LED). Du rezistoriai po 82K, arba panašaus dydžio, Jis riboja srovę
LED'ams. Jeigu ryškumas netenkina galima rezistoriaus varža sumažinti.
Mano atveju ryškumo pakanka. Rezistoriai sklaidys apie 0,5W, tad patariu
rinktis varžą kokius 4 kartus galingesnę. Ne mažiau 2W.
Nedidelio induktyvumo orinės ritės suvyniotos ant 15mm skersmens
vamzdelio. Vyniojama 5-6 vijos 1,45mm lakuotu (izoliuotu) laidu. Tiek
ritės diametras tiek plius minus vijų skaičius nėra kritiški. Svarbu
parinkti ne per ploną vielą, kad laikytų apkrovos srovę.
Du nedideli varistoriai pajungti į žemės laidą. B72210-S 271-K101. Jau minėjau dėl jų
naudojimo. Iš šių keturių varistorių ir dviejų droseliukų susideda įtampos šuolių apsauga.
Toliau elektromagnetinės spinduliuotės filtras:
Du nuosekliai sujungti 220K rezistoriai skirti iškrauti
kondensatoriams, kuomet atjungiama apkrova. Naudojami du rezistoriai,
nes vienam perdegus yra didelė tikimybė sukelti trumpą jungimą. Tuomet
sekantis rezistorius nuo to apsaugos.
Du kondensatoriai šalia droselio. Būtinai X2 tipo. Šio tipo, kaip
ir Y2 tipo kondensatoriai specialiai skirti tinklo įtampai, sukonstruoti
taip, kad nelaimės atveju jie niekada nesukels trumpo jungimo,
neužsilipesnos ir pan. Tad reikia naudoti tik šio tipo.
Tas pats galioja ir Y2 tipo į žemę pajungtiems kondensatoriukams. Kitas
svarbus dalykas tarp X2 ir Y2 kondensatorių yra jų talpos parinkimas.
Optimaliausiam triukšmų slopinimui jų santykis turi būti apie 100 kartų.
Jeigu X2 tipo kondensatoriai 100nF, tai Y2 kondensatoriai 100 kartų
mažesnės talpos ir atvikščiai.
Brangi ir svarbi dalis yra droselis. Jų fiziniai gabaritai greitai
auga norint išlaikyti tinkamą induktyvumą bei didelę srovę. Aš naudoju
jau paskaičiuotą EMI filtrą, ir žinau, kad reikalingas induktyvumas prie
470nF kondensatorių yra 3,9mH. Belieka išsirinkti reikiamą srovę.
Naudoju Schaffner droselį RN152-6-02. Jis laiko 6A esant 40 laipsnių
temperatūrai. Nepaisant to droselio srovę reikėtų rinktis su 20
procentų atsarga, nes arti jo maksimalių parametrų jo šerdis gali
pradėti sotintis. Rinkitės žinomų firmų ir kokybiškus droselius. Šis yra
užlietas kažkokia derva. Neardomas. 20 procentų nuo 6 A yra minus 1,2A. Tiek
be baimės galiu naudoti. 4 amperų saugikliai priekyje filtro parinkti
neatsitiktinai. Mėgstu gerus rezervus. Štai ir visa EMI triukšmų
filtracija. Naudojant tokį EMI filtrą po Surge filtro, įtampos šuolių
filtracija yra dar labiau pagerinama.
DC apsaugos dalis reikalauja truputį paskaičiavimo. Įdomu tai, kad
DC blokuoja ne diodai, bet kondensatorius. Diodai tik sukuria įtampos
kritimą kondensatoriams. Keturi vienetai diodų parenkami su kuo didesne
pikine srove. 6A40 kuo puikiausiai tinka. Yra pakankamai kompaktiški. Iš
dviejų elektrolitinių kondensatorių sukuriamas vienas bipolis, kurio
talpa tampa lygi pusei elektrolitinio kondensatoriaus. Abu
kondensatoriai vienodi su taip pat kiek įmanoma didesne pikine srove.
Paprastai tokie būna pramoniniai, bet atitinkamai ir didelių gabaritų. Aš
išsirinkau Epcos B41231 serijos C4229M Snap-In, 16V ir 22mF (22000uF)
talpos. AC Ripple Current at 120Hz - 5.39A. Kondensatorių darbinė įtampa
ne mažiau 16V net jei kritimas ties diodais vos voltas. Geriau ir dar
aukštesnė kondensatorių įtampa. Kuo aukštesnė kondenstaorių įtampa, tuo
paprastai
didesnę pikinę srovę laiko kondensatorius. Kuo didesni kondensatoriaus
gabaritai, tuo geriau jis aušinsis. Taip pat ilgesnis jo ilgaamžiškumas.
Jeigu yra galimybė ir vietos korpuse, rinkitės gabaritiškai didelius
kondensatorius.
Šiek tiek paskaičiavimų kaip parinkti
tinkamos talpos kondensatorių:
Įtampos kritimas diodui yra
teorinis - 0,7V. Du diodai nuosekliai - dvigubai daugiau. Rod Elliot
rekomenduojama skaičiavimus atlikti esant 1V dydžiui. Veiks, žinoma ir
ties kitokim vertėm. Svarbu neviršyti 1,4V. Saugią ribą aš laikysiu kaip
1V. Skaičiuojant kondensatoriaus talpą, f - tinklo
dažnis, PI - 3,14. Rezultatas gaunamas faradais.
Taigi ties saugiu režimu
tinklo filtro pastovus galingumas bus 3,46*230=796W.
Maksimalus galingumas - 4,844*230=1114W. Taip daugmaž teoriškai,
o praktiškai viską apvalinam atitinkamai 800W ir 1000W. Atlikus paskaičiavimus
filtro konstravimas beveik ir baigiasi. Ties kiekviena rozete
montuojamas 100nF-470nF kondensatorius. Prie pat gnybtų. Tinkamai
ekranuojamas visas filtras. Visi įrengimai audio grandinėje turi būti
pajungti į filtrą norint pasiekti geriausią rezultatą.
Techniniai filtro duomenys:
Tinklo įtampa: 220-240V
Tinklo dažnis: 50-60Hz
Maksimali srovė į apkrovą: 4A
Galingumas: 880W
Triukšmų slopinimas be ekranavimo
Common mode triukšmų slopinimas : 47-50dB
(-3dB ties 18KHz)
Differential-mode triukšmų slopinimas: 47-50dB
(-3dB ties 35KHz)
DC offset nuėmimas testuotas su: 0,27V RMS
Two-way Medium Voltage viršįtampių ir šuolių apsauga su indikacija: taip
Varistorių slopinimo įtampa: 710V
Ypač aukšta pikinė slopinimo srovė: 2x20kA (20000A)
Išėjimo lizdai: European Shuko 4 vnt.
Bandymai ir perklausos:
Pirmasis bandymas truko
maždaug dvi valandas su nuo EMI neekranuotu filtru prisuktu prie
aliuminio pado. Truko pakankamai trumpai, bet bent jau tuo metu jokių
pokšėjimų kolonėlėse nebuvo. Laukėm kol šaldytuvas priterš į tinklą,
patys teršėm junginėdami elektrinę viryklę (kuri tikriausiai turi
įžeminimą), laukėm kol kaimynai pradės plakti baltymų kokteilius su savo viską
tarkuojančiais mikseriais, bet nesulaukėm. Aparatūra dirbo
tvarkingai.
Vieta būsimų bandymų aprašymams.
Užtruks šiek tiek laiko,
kol pilnai baigsiu filtro korpusą, pagaminsiu tinkamą ekraną
(pražiopsojau internetinam aukcione lieto aliuminio dėžutę), bet
informuosiu apie naujienas.
Vieta korpuso gamybos nuotraukoms.
Daugiau
informacijos ir medžiagos kitomis kalbomis
galima rasti pavyzdžiui paieškojus JAV
patentuose. Sakykim apie Gas Discharge Tube (kas būtų irgi labai
geras pasirinkimas konstruojant dar sudėtingesnį ir dar labiau nuo
įtampos šuolių saugantį filtrą), MOV
panaudojimus ir pan. Deja, iš daug skaitymo atsirenakama labai maža
realiai panaudojama dalelė. O ir visokių vingrybių nauda be platesnės
informacijos neaiški.
Lietuvišką
trumpą straipsnelį "Apie iš elektros tinklo ateinančius trikdžius"
galite paskaityti adresu:
http://audio.ring.lt/buzz/trikdz.html
Esu šiek tiek
atsargus ir be mėgstamų pakankamai didelių rezervų konstruojant su
elektrine įranga elgiuosi atsargiai. Stipriai rekomenduoju nepalikti
tiklo filtro stand-by režime. Tai yra įjungto į tinklą esant atjungtoms
apkrovoms. Tinklo filtras taip pat turi būti išjungiamas išjungus visą aparatūra.
Metaliniame korpuse sumontuotas tinklo filtras yra saugesnis daugeliu
atvejų negu mediniame ar plastmasiniame korpuse.
Konstruodamas esi
PATS ATSAKINGAS už savo ir kitų
saugumą.
Naudota literatūra:
http://www.audio-hi-fi.ru/workshop/filtr.htm
http://cxem.net/house/1-189.php
http://www.east-trading-ltd.com/pdf/app001b.pdf
http://www.compliance-club.com/currentissue/print_article.asp?artid=500
http://www.freewebs.com/acselectronics/mainsfilter.html
http://www.ofcom.org.uk/static/archive/ra/topics/research/RAwebPages/Radiocomms/pages/mittech/design/filtering.htm
http://www.soundstage.com/maxdb/maxdb071998.htm
http://www.tapemakersupply.info/efinet/pdfs/mov_ppr.pdf
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_varistor.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Surge_Protector
http://www.littelfuse.com/products/gas-discharge-tubes.aspx
http://www.nepsi.com/mvtvss.htm
http://devicemusic.ucoz.ru
Example of Noise Suppressions in AC Power Supplies
Elector Electronics 8-4/98
Elektuur 1998.7/8
Panasonic EMI filters
ep2000 technical note
Erico technical note TN CR 0016
Jensen Transformers Inc., Bill Whitlock Understanding Ground Loops
Įvairūs JAV patentai AC Mains Filters
Materials for Electromagnetic Interference Shielding., D.D.L.Chung., ASM International
Design Techniques for EMC
Application manual for Power Supply Noise Suppression and Decoupling.,
muRata.
http://audio.ring.lt/buzz/trikdz.html
http://www.compliance-club.com
http://wings.buffalo.edu/academic/department/eng/mae/cmrl/Materials%20for%20electromagnetic%20interference%20shielding.pdf
http://wiki.answers.com/Q/How_does_the_coil_of_wire_wrap_around_the_iron_core_works_as_a_surge_suppressor
http://science.howstuffworks.com/voltage-surges-spikes-different.htm
http://www.westernextralite.com/resources.asp?key=64
http://www.sweetwater.com/insync/power-spike-versus-power-surge/
http://sound.westhost.com/articles/xfmr-dc.htm
ir kita...
2013.11.01 |
