О сайте

Всем доброго времени суток! Я, Вячеслав Юрьевич, или просто В.Ю. приглашаю Вас в свой блог. Почему блог так называется? Я дедушка и, как все деды, люблю поговорить о былом и поучить молодёжь. Читайте мои посты с советами обо всём, а особенно о здоровье.
До новых встреч!

четверг, 25 сентября 2014 г.

Самодельный сетевой фильтр из доступных деталей.



 .
 
 В некоторых случаях только самодельный фильтр может спасти положение, сэкономить время и деньги и одновременно улучшить настроение, убрав помехи с экрана телевизора, или приручить, наконец, компьютерную мышку, не желающую передвигаться по экрану монитора из-за помех от сверхмощного блока питания.


Из аналогичного приёмника я услышал ,
50 Гц, после чего радио скончалось.

  Первую кратковременную арию промышленной сети я услышал в детстве, вставив в розетку на 127 вольт абонентский громкоговоритель. Радио с частотой в 50 Гц отпело быстро, извергнув запах трансформаторного масла. Этот опыт я никому не советую повторить. Лучше найдите карманный или переносной приёмник с диапазоном длинных и средних волн и встроенной магнитной антенной. Настройтесь на любую радиостанцию и поднесите приёмник к включённой энергосберегающей  или светодиодной лампе, прислоните к выключенному, но оставленному в дежурном режиме телевизору, к вставленному с сеть блоку питания выключенного компьютера, к зарядке мобильного телефона и, наконец, просто к сетевым проводам. Вместо радиопередачи услышите шум, треск, свист, рокот, урчание.  Теперь промышленная сеть благодаря современным источникам питания потребителей энергии превратилась в источник помех, а сами сетевые провода в передающие антенны этих помех.
  Все современные сетевые блоки питания электронных устройств изменились. Теперь редкость отыскать громоздкий понижающий трансформатор, включающий в себя килограммы меди и железа. Компьютерный блок питания сегодня уменьшается на ладони. Такое стало возможно благодаря применению импульсных блоков питания, которые преобразуют напряжение из переменного в постоянное  стабилизированное. Составная часть новых  источников питания представляет собой генераторы импульсов с частотами от 40 кГц до 1 МГц и более. Спектр импульсного сигнала богат высшими гармониками, они то и мешают нормальной работе приёмника, забивая диапазон помехами. Таким образом,  экономия энергопотребления,  металла, уменьшение веса и габаритов негативно сказывается на показателях сети и она помимо основного синусоидального сигнала с частотой 50 Гц, содержит ещё массу других ненужных сигналов, мешающих работе других устройств.
 Первое, что я сделал, когда на экране телевизора появлялись помехи в момент, когда сын в соседней комнате работал на мощном компьютере, это обрезал сетевые провода от его блока питания и сделал самодельную вставку сетевого фильтра. Промышленный сетевой фильтр, укомплектованный розетками (сетевой удлинитель с фильтром), помогал слабо, ибо в нём тоже экономили на меди,  феррите и стали. Конечно, в промышленном масштабе я допускаю экономию, но когда это касается меня лично, то тут не до экономии. С меня спросят по полной за плохую картинку на экране телевизора.    
  Задача сетевого фильтра пропустить частоту 50 Гц и вырезать всё, что выше этой частоты. Такой фильтр имеет название ФНЧ - фильтр нижних частот, именно их он должен пропустить без потерь, подавив все высокочастотные помехи, которые принимает приёмник в СВ,  ДВ и КВ  диапазонах и которые образуют помехи на экране телевизора. Несмотря на то, что источники питания изменились, не изменились фильтры, их конструкция осталась неизменной на протяжении столетнего периода и ничего нового в самодельной конструкции не будет. Будет только большее количество звеньев самого фильтра, ибо, чем их больше, тем больше подавление помех, и тем лучше фильтр и тем он мне более дорог и вовсе не потому, что имеет какую-то стоимость, а потому, что справляется со своей задачей лучше заводского. Решить задачу подавления помех, всё равно, что вернуться в прошлое.  Всё на чём в свое время было сэкономлено, как в металле, так и в размерах придётся вернуть обратно, но не в виде трансформаторов, а в виде фильтров ФНЧ, которые чем-то напоминают трансформатор.

Стандартная плата блока питания.
На переднем плане сетевой фильтр. 
 На фото современный сетевой блок питания, а на переднем плане секционный дроссель, который служит для защиты сети от помех этого блока.  От двух до четырёх секций проводов намотаны таким образом, что наводящие в них высокочастотные поля взаимно компенсируются, замыкаясь на сердечнике дросселя. Такому устройству даже не нужна экранировка, уже сам замкнутый сердечник дросселя является экраном, концентрируя вокруг себя излучающие поля в виде замкнутых окружностей.

                                                   
На плате вместо фильтра, поглощающего помехи, стоят перемычки.
 Всё бы ничего, но прогресс не стоит на месте, и уже на следующей плате вы обнаружите материальную экономию, где вместо фильтра помех,  место сердечника и катушек занимают две перемычки. Такая рационализация существенно подпортит работу приёмника или телевизора. Только теперь не пытайтесь вскрывать все блоки питания и проверять, стоят ли там дроссели, поглощающие помехи, возможно, такой блок стоит у соседа, но он об этом даже не подозревает.
 По выходным на даче существенно рябила картинка при приёме аналогового телевизионного вещания на активную внешнюю антенну. Но это и понятно: работали газонокосилки, поливальные насосы, заряжались ноутбуки и сотовые телефоны. На нижних участках диапазона, начиная с первой программы  больше всего было помех. Спас положение всё тот же сетевой фильтр, установленный в разрыв сетевого провода питания антенного усилителя непосредственно перед блоком питания усилителя. Кстати он же, включенный аналогичным образом, немного улучшит качество приёма эфирного цифрового сигнала («зависаний» или «мозаики» будет меньше при неуверенном приёме).

Через такой фильтр я запитал блок питания антенного усилителя.
  Зачистить сразу всю сеть от помех - задача трудоёмкая, а вот найти источник помех, заблокировать его дополнительным фильтром или защитить электронное устройство аналогичным фильтром –  вполне реально. У любого мастера – ломастера всегда найдётся в кладовке картонная коробка, куда складываются платы от старых компьютеров, телевизоров, всевозможных, вышедших из строя зарядных устройств и платы других электронных блоков. У таких плат можно позаимствовать детали для изготовления самодельного сетевого фильтра. Сам дроссель установлен непосредственно  около шнура питания. Конденсаторы с номиналами от 0,01  до 0,1 мкФ, с  напряжением не менее 400 вольт смело снимайте с плат. Подойдут и конденсаторы меньшего номинала ёмкости, их можно ставить параллельно.
 На практике число звеньев фильтров может достигать от 1-го до 3-х. Это 1 – 3 сердечника дросселя. В большей степени это будет зависеть от мощности или тока потребления устройства, по цепи питания которого необходимо поставить фильтр в виде звеньев дросселей с парными намотками. С ростом тока увеличивается сечение провода и меньше витков укладывается в сердечнике, а, следовательно, меньше индуктивность катушки и частота среза будет выше частоты помех.


Электрическая схема фильтра на двух сердчниках.
Так уменьшить излучение мощного компьютера по сети помог  трёхзвенный  фильтр, а сами сердечники дросселя были соизмеримы по размерам с дросселями аналогичных компьютерных блоков питания. Покупные сетевые фильтры с розетками явно уступали такой конструкции, зато именно самодельная конструкция сдерживала помехи от компьютера, приручив мышку двигаться по экрану, а телевизор в соседней комнате стал работать без искажений.


                             Сетевой фильтр с розетками. Контрольная закупка.
 Наверно, как ребёнку, ломающему игрушку, чтобы узнать, как это работает, мне было интересно посмотреть, что находится внутри коробочки с рекламными надписями, обещающими защиту от сетевых помех только что купленного  удлинителя с дополнительными розетками.

 Надпись на упаковочной коробке.
Что скрывается под красивыми словами?     
  Мечтая увидеть в изделии ферритовые кольца с намотками и высоковольтные конденсаторы, я был разочарован, так как в глаза бросился один единственный элемент под названием  варистор – резистор с нелинейной характеристикой, способный только защитить потребителей от импульсных воздействий напряжений, превышающих максимальное пороговое  значение промышленной сети.

В конструкцию входят: выключатель с подсветкой, выключатель от перегрузок, варистор (синий кружок), защищает потребители энергии от импульсных бросков напряжения. Ничего не сказано о плавких предохранителях, которыми являются пайки, сделанные встык на силовые контакты, рассчитанные на ток до 10 А.  Сетевых фильтров я здесь не нашёл.
В настоящее время варисторы устанавливаются почти во всей радиоэлектронной аппаратуре, и установка его в удлинителе – чисто рекламный ход. Нет, я не спорю, деталь нужная, но от помех  импульсных источников питания не спасёт.

 В паспорте нет слов о фильтрации помех. Под варисторной цепочкой следует подразумевать  один варистор.
                                   Самодельная конструкция помехозащитного дросселя.
Намотка на кольце сделана сдвоенным проводом.
  Далее петлю следует разомкнуть.
В качестве сердечника можно использовать ферритовое кольцо с проницаемостью  400 – 2000 НМ. Самодельная намотка на кольце требует определённых навыков, при напряжении 220 вольт в случае межвиткового замыкания мало не покажется. Намотку удобно сделать двумя параллельными проводами. Она должна быть однорядной, а витки ни в коем случае не должны перекрещиваться, а между проводами  необходимо оставлять небольшой зазор или шаг  во избежание короткого замыкания или пробоя. Провод, выбранного диаметра, должен быть марки ПЭВ – 2. Ферритовый сердечник обматывается лакотканью или другим изолирующим материалом. Такой тип сердечников обычно используется в старых блоках питания компьютеров.

Сетевой фильтр из деталей от старого монитора.
Аналогичным фильтром можно существенно оживить ДВ, СВ и КВ диапазоны старого приемника ретро, работающего с трансформаторным блоком питания. Уровень шума и урчания в этих диапазонах заметно ослабнут. В тоже время пока комфортное звучание на этих диапазонах возможно только на природе, вдали от сетевых проводов,  зато с помощью батарейного приёмника, имеющего магнитную встроенную антенну, можно отыскать проводку в стене по характерному урчанию, если включена энергосберегающая лампа и сложные профессиональные приборы уже не нужны.  При необходимости таким лампам тоже не помешал бы дополнительный сетевой фильтр. Перед сдачей таких ламп в утиль необходимо экспроприировать из них ферритовый дроссель. Из них можно сделать простой фильтр ФНЧ для другой энергосберегающей или  светодиодной лампы.

Внутри энергосберегающей лампы электронные компоненты, которые могут пригодиться.

6 комментариев:

  1. Ответы
    1. Она должна быть однорядной, а витки ни в коем случае не должны перекрещиваться...

      Удалить
  2. допустим ток 1А, потому как по вашей формуле неизвестно.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Во всём посте единственная формула для определения диаметра провода в миллиметрах, если подставить значение тока нагрузки в амперах под квадратный корень, с учётом фиксированного значения плотности токовой нагрузки 2 А / мм кв. С учётом всех сокращений используется соотношение величин удобное для практического расчёта.

      Удалить
  3. Непонятно только одно, как рассчитать на каких частотах будет работать конкретный самодельный фильтр, а то ведь можно так всяких дросселей набрать, что начнет давить и 50 Герц в сети или такое невозможно?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Конкретно рассчитать можно по формуле Томпсона F = 1/(2π√(LC)).
      Расчёт LC фильтров.
      Следует учесть, что c ростом числа звеньев фильтра увеличивается крутизна характеристики фильтра (растёт подавление высших частот), а резонансная частота меняется незначительно.

      Удалить