Давно, еще в 2003 году в приложении «Практика АВ» вышла статья «Простой и эффективный сетевой фильтр». Все желающие могут освежить память, пройдя по ссылке. В комментариях к статье отмечалось, что из-за токов утечки конденсаторов часто выбивало автоматы УЗО. Мной была разработана усовершенствованная схема такого фильтра. Кроме того, за 20 лет существенно поменялись и обстоятельства. В частности, появилось много техники с импульсными блоками питания (ИБП), которые выдают в сеть массу помех, и бороться с этим явлением стало несколько сложнее. Но есть из положительный момент: теперь на AliExpress можно без проблем заказать недорогой корпус для любого фильтра.
ПРОЕКТ «ЧИСТОЕ ПИТАНИЕ»
Теперь к сути вопроса: как самостоятельно и при относительно небольших затратах обеспечить эффективную фильтрацию питания для своей системы.
Начну с теории. Для максимального эффекта необходимо (особенно это актуально для техники с ИБП) каждый компонент системы фильтровать индивидуально. Для тех, что имеют линейный т.е. трансформаторный блок питания, будет достаточно одного общего фильтра, поскольку такая техника вносит существенную помеху в линию только при включении, т.е. при запуске трансформатора.
Таким образом, если, например (берем простую систему), имеется плоский ТВ, DVD-плеер (или иной аудио/видео источник) и AV-ресивер, то первые два компонента, скорее всего, будут иметь ИБП, а последний — линейный. Два или несколько усилителей мощности (если они, конечно, не работают в классе D) вполне можно питать от одного сетевого фильтра, а остальные компоненты с ИБП фильтровать отдельно.
Теперь, собственно, о конструкции фильтра. В упомянутой выше статье сетевой фильтр состоит из четырёх проходных конденсаторов и двух катушек. Мой вариант чуть сложнее, но гораздо эффективнее.
Итак, вот схема фильтра. На каждую линию питания ставится семь проходных конденсаторов емкостью 1 мкФ (таких же, как в статье за 2003 год), т.е. на две линии потребуется 14 конденсаторов. Но, как говорится, кашу маслом не испортишь — если размеры корпуса позволяют, можно ставить в каждую линию и больше конденсаторов. Их выводы лучше укоротить, чтобы уменьшить габариты, а провода припаивать как можно ближе к изоляторам.
Теперь самое главное: «земляные» выводы конденсаторов на каждой линии питания соединяются между собой, но не с корпусом устройства. Через резисторы сопротивлением 100 — 200 МОм и мощностью 1 — 2 Вт они подключаются к «земляному» проводу. Таким образом, токи утечки с конденсаторов, а с ними и помехи гасятся на этих резисторах, и УЗО в щитке не выбивает. В разрыв земляного провода также неплохо поставить мощную индуктивность. Например, на большом кольце из распыленного железа с максимально возможной проницаемостью проводом 1 — 2 мм намотать обмотку на все кольцо, при этом получится индуктивность 5 — 20 мГн. В таком случае помехи на питаемый компонент системы не смогут проникнуть и по земляному проводу.
Теперь о своей аудио системе. В её составе CD-плеер Linn Ikemi, предусилитель Linn Wakonda, дополнительный ЦАП Linn Numerik, усилитель мощности Linn Klout и колонки PMC OB1i.
Во всех компонентах Linn, кроме усилителя мощности, импульсные источники питания. В корпусе у них есть свободное место, которое было использовано для установки в разрыв цепи питания индуктивностей фирмы Epcos — по две штуки в каждый компонент. Получившаяся при этом общая индуктивность 200 мГн обеспечивает очень хорошую фильтрацию, и ни один компонент с ИБП не выдает помех в общую сеть. А вот усилитель мощности с линейным блоком питания подключен к фильтру, описанному выше.
Несмотря на распространённое скептическое отношение к подобным устройствам, могу сказать, что результат фильтрации очень хорошо слышен как явное улучшение звучания.
При том, что мои компоненты Linn имеют ширину 320 мм, а не стандартные 430 мм, на AliExpress без проблем удалось найти и такой корпус, в итоге фильтр по внешнему виду не сильно уступает заводским изделиям.
Комментарии [13]
Иван Мельников
Дорогие радиолюбители. В апреле постараюсь опубликовать новую схему фильтра для фильтрации компонентов имеющих импульсный блок питания. Там тоже много оригинальных и интересных решений которых как правило нет в покупных фильтрах и в том что опубликовано в интернете.
АБ
Отлично! Ждем с нетерпением. Тема чрезвычайной важности, в большинстве случаев решается формально. У вас же все основательно, при этом красиво и изящно. АБ.
АБ
Уважаемый автор! Разрешите мои возникшие сомнения . На схеме фильтра катушки L1 и L2 , если присмотреться, шунтированы последовательно соединенными емкостями слева и справа от катушек. Все вч помехи должны обогнуть катушки, кроме одной главной резонансной частоты этого контура.Либо я что-то упустил .
Иван Мельников
насчет комментария АБ в части шунтирования катушек. На самом деле никакого шунтирования нет, фильтр вообще можно собрать при таком большом количестве проходных конденсаторов и без катушек. Вообще если вы посмотрите документацию на проходные конденсаторы и схему их подключения вы увидите что катушки там не применяются. Катушки добавлены просто для увеличения эффективности фильтра. Но основную эффективность фильтра обеспечивает именно большое количество проходных конденсаторов которые за счет большой емкости осуществляют через заземляющий контакт «слив» помех в цепь заземления, которая в свою очередь вы видите фильтруется у меня на схеме дополнительной индуктивностью, а также резисторами которые гасят ток утечки в земляной провод и одновременно гасят помехи.
АБ
Уважаемый автор! Мне трудно представить себе НЧ фильтр второго порядка с резистором в 200 МОм в емкостной ветви , через который обеспечивается слив помех в земляной провод. Отсюда и вопрос.
Получается, что вч помехи сливаются на землю разве что через паразитную емкость высокоомного резистора. Другого пути у помех пока не вижу.
Иван Мельников
Речь идет не о фильтре НЧ второго порядка. Тут речь идет именно о фильтрации сетевых помех. Прочитайте пожалуйста даташит на проходные конденсаторы и как из включать в цепь. Там написано что проходные контакты конденсатора включатся в линию напряжения а земляной контакт конденсатора на землю. Из-за большого тока утечки на земляной контакт конденсатора срабатывает УЗО да и сам корпус аппарата может бить током. Мной предложено в данной статье решение что земляной контакт конденсаторов соединяется с землей не напрямую а через высокоомные резисторы благодаря чему ток утечки поглощается резисторами и одновременно помехи которые идут с током утечки тоже дополнительно гасятся. Т.е резисторы стоят в первую очередь именно для гашения тока утечки на земляной провод.
АБ
Рисую эквивалентную схему фильтра — сомнения остаются.
В разрыве сетевого провода имеется фильтр-пробка из индуктивности, пары емкостей вокруг и резистора в 200М в землю.
Ананим
Не в упрёк, но уже май, а фильтров импульсных БП для УНЧ всё нет.)
Никак не подружу китайцев 100 ваттных, по 200 рублей когда-то купленных…
Иван Мельников
Скоро все будет, не переживайте. 7-9 мая отправлю статью в редакцию, думаю после майских праздников статью опубликуют.
АБ
Добавлю пять баллов автору за оригинальное решение локальной схемной земли у фильтра каждого сетевого провода, не создающей емкостного тока со всеми неприятностями такого решения. А ведь все как один фильтры сделаны иначе, — просто и неправильно, из-за чего на корпусе устройства может сидеть потенциал в половину сетевого, опасный и для устройства и для его владельца.
Тот случай, когда простая схема вызывает удовольствие от просмотра, словно хорошая картина . Спасибо автору!
АБ
Понятная схема, конденсаторы на ней -так называемые проходные, один вывод насквозь, второй на корпусе .
Фильтр интересен индуктивностью в заземляющем проводе, что исключает пролезание помехи от самого заземления. Прекрасное решение!
Добавлю, что в моей домашней системе опробован другой вариант фильтра , очень благотворно влияющий на звучание , он на принципе индуктивности рассеивания первичной и вторичной обмоток , с полосой пропускания не выше 500Герц. Одно неважно, невысокая мощность , мягкая нагрузочная характеристика и сильное магнитное поле вокруг самого фильтра. Но звук окупает все недостатки.
Vitaly
Нарисуйте нормальную электрическую схему, пожалуйста, по этой не понятно куда идут вторые выводы конденсаторов. При этом в собранном устройстве подключение другое уже…
Иван Мельников
Виталий у проходного конденсатора (он поэтому так и называется) центральный вывод с двух сторон это вход и выход, а второй контакт это контакт самого корпуса который пускается на заземление в моем случае через резистор.