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 [42]
Иван Мельников
Дополнительно пишу исходя из комментариев. Итак так называемые проходные конденсаторы были изначально придуманы и разработаны еще в советское время, и их в основном ставили даже не на ввод проводки в квартиру на ввод проводки например в подьезд или на ввод проводки к станку или иному оборудованию на заводе. Если посмотреть на характеристики этих конденсаторов то суть такая — конденсатор может пропускать через себя большие токи и следовательно большую мощность, что актуально для промышленного оборудования. Если бы вместо конденсатора ставить дроссель для подавления помех, то по габаритам и стоимости это было бы гораздо больше и дороже чем проходной конденсатор. Но минус проходного конденсатора в том, что для того чтобы хорошо фильтровать помеху нужно чтобы емкость этого конденсатора была как можно большей, а соответственно чем больше емкость, чем с более низкой частоты можно срезать помеху, но и тем больше будет ток утечки. А теперь как это должно работать — такой фильтр нужно ставить с хорошим заземлением именно на ввод линии на объект до (это главное!) автоматов УЗО и поэтому весь ток утечки будет «стекать» в землю и таким образом ток утечки не будет приводить к срабатыванию УЗО, и «бить» током людей, поскольку этот ток будет «стекать» в «землю» до точки контакта заземления в розетке за которую может дотронуться человек. Если например ставить такой фильтр из конденсаторов на линию после УЗО, то следовательно чтобы не срабатывало УЗО и «било» током от контакта заземления, необходимо увеличить сопротивление заземления, чтобы ток гасился на резисторах, и соответственно вместе с током гасится также и помеха. Как раз в описываемой статье я и показал как сделать такой фильтр.
АБ
Как сказала мышка из мультика- Всё ясно.Но ничего не понятно.
Александр_S
АБ прав. В схеме работает только L3 по заземлению. Всё остальное изза мегаомных резисторов превращается в проводник и как фильтр не работает.
Автор просто не понимает что собрал.
SysF
Добавлю…
Фото схемы. Это с чего у нас провод проходит СКВОЗЬ конденсаторы?
И да, почитав комменты понял, что схема схемой, а по факту собрано без индуктивностей. И толку от этой схемы и всей болтовни? Ничего там не отфильтрует особо без катушек, весь смысл априори теряется.
По корпусу. Такого плана корпуса на Али стоят конских денег. Фильтр можно собрать в любом жоступном корпусе и убрать с глаз долой.
АБ
меня другое вгоняет в когнитивный диссонанс. Вот, сетевой ток, забежал по обоим проводам, весь в помехах, уперся в индуктивности, задумался. Потом осмотрелся- ба! Через емкости С 1-С3 и С8-10 помехи попадают на общие шины этих кондеров, оттуда через емкости С4-С7 и С11-С14 прямиком в обход катушек летят дальше.
Такой забавный фильтр-пробка на одну единственную резонансную частоту. остальные проходят насквозь . Слиться в землю помехам не позволяют мегаомные номиналы R1-R2 . Загадочная схема.
SysF
Что-то смотрю я на это всё и не понимаю… Неужели чуть подробней нельзя расписать и показать?
Конденсаторы ок, а индуктивности какие? Параметры не указаны не в схеме не в тексте. Догадывайся сам…
На фото вижу только 2 ряда конденсаторов и резисторы в термоусадке, а где индуктивности? О_о
Предположу, что или под конденсаторами, но вроде места там нет, или фото еще недоделаного фильтра, хотя места там явно уже нет и сверху.
Странная, странная статья…
Андрей А.Б.
Иван, начинаю тревожиться затянувшимся молчанием, конструирование «новой версии суппер фильтра» не привело ли к трагическим последствиям…?! (( Мы (это макс. два человека )), сдаётся мне, народ этот сайт не посещает, может стОит куда-то в «более людное» место (форум) данную тему переместить?!) так ждали НГ 2024 года! ))
Хочется надеяться, что Вы живы — здоровы и попросту написать не о чем ..?! 😉
Антон
Купи pilot pro и не майся
Андрей А.Б.
Антон, а ты Иван?! Так какого тебе дела?!
Иван
Здравствуйте уважаемые читатели, спасибо за беспокойство у меня все нормально. Просто много работы и дел, а радиолюбительство это как хобби. Поэтому прошу не обижаться что выкладываю статьи с задержкой. Думаю что в течение одного-двух месяцев интересующая вас статья появится
Андрей А.Б.
Если времени в новогодние праздники не нашлось, то и впредь не найдётся, не так ли..?! Ну да ладно, с интересом ждал, тщетно (( Желаю разгрести дела и работу уменьшить )), всего доброго.
Иван
Уважаемые господа любители! Я тут недавно разжился большим количеством конденсаторов КБП и как у меня будет время на новогодних праздниках хочу попробовать сделать фильтр такой же как в этой статье но чтобы на каждый питающий провод приходилось много конденсаторов например 20-30 конденсаторов. Будет интересно посмотреть какой будет эффект от применения очень большого числа фильтрующих конденсаторов. Результаты разумеется опубликую здесь.
АБ
Уважаемый автор! В статье Игоря Гусева о простом сетевом фильтре, на которую вы даете ссылку, указывается затухание от частоты, приведена цифра этого затухания. На 600 кГц затухание составляет 40 дБ. То есть, можно на что-то опираться при оценке эффективности фильтра. Скажите, вы проводили подобные измерения ваших изделий?
Иван
Насчёт ссылки и частот затухания в комментариях все не опишешь так чтобы всем было понятно. Поэтому как соберу конструкцию и опубликую результаты испытаний там будет все описано: где, что, когда, для чего и как….
Андрей А.Б.
С Наступившим Новым Годом, Иван! )) Новогодние праздники пролетели,
задумку «с большим кол-вом КБП» удалось осуществить?! 😉
Александр Стецура
Иван, скажите, пожалуйста, какая частота среза у данного фильтра при применении 7 конденсаторов в линию? И какое подавление помех в дБ? Подойдет ли этот фильтр для усилителя мощности 2кВа? Спасибо вам за ваши идеи и разработки!
владимир
ОДНАКО
Андрей А.Б.
Здравствуйте, Иван! По резисторам «слива помех» : какое сопротивление всё ж таки лучше для эффективности работы фильтра, чем меньше или чем больше?!
И ещё вопрос: Вами сравнивалось напряжение на выходе Вашего фильтра и ранее опубликованного неким Гусевым, как самодельный? (на деле описан промышленный «Помехоподавляющий сетевой фильтр ФП-6М (6Ма) 40А, производимые и по сей день (и др. модели серии ФП (опционально снабжаются виброопорами!), а так же серии ФСПК, ФПС, ЛФС) Благодарю за ответ, с уважением!
Иван
Андрей резистор «слива» помех желательно брать побольше сопротивлением. Ориентировочно лучше брать от 10 мегаом и выше. Не думаю что например 10 и 100 мегаом будут иметь какое то огромное различие в данном случае поскольку даже 10 мегаом как правило все помехи и ток утечки с конденсаторов срезает как говориться в ноль. Напряжение на выходе фильтра не мерил да и зачем? Оно напряжение там не проседает никак а если напряжение не проседает то зачем его мерить? Промышленные фильтры марок ФСПК ФПС ЛФС применять разумеется можно только если их брать в магазине они весьма дорогие нужно искать на авито там их можно дешево найти. Ну собственно главное отличие моего фильтра что там больше проходных конденсаторов которые соответственно убирают помехи а кроме того земля с конденсаторов дополнительно фильтруется и убирается ток утечки. Насколько мне известно в вышеуказанных промышленных фильтрах таких опций нет.
Андрей А.Б.
Иван, за ответ спасибо, но ещё больше запутали ))) с номиналами тех самых резисторов!(( Изначально Вы указали «100 — 200 мОм», а сейчас уже и про совсем небольшие 10 мОм речь повели… хммм… Наверное, всё-таки, сотни мегаОм более уместны… ?!
Что касаемо «сравнить напряжения на выходе обоих фильтров», имел виду не номинал (RMS) мультиметром измерить )), а качество очистки от помех, т.е. это осциллографом делается, а то и приборами посерьёзнее! Стало быть, исключительно «на слух» ..?! 😉
p.s. Пром.фильтром, описанным И.Гусевым в статьях под названием «Электрический триллер» (почему на этом сайте куцая (лаконичная) статья?!, в их же журнале «Салон АВ» четверть века назад были 3 статьи и в них много полезного написано!) пользовался в др. квартире, в электрощит и по розеткам приходила «настоящая земля». Переехав в квартиру «без земли», решил фильтром озадачиться и нагуглил Вашу статью «с новой идеей»! )) Вот и задумал сделать (да своими руками, пром варианта же нет! ;-)), только «в моём чулане» проходные кон-ры КБП-Ф размерами больше Вами применённых КБП-С, да и катушки индуктивности имеются от пром.фильтров, т.е. моя конструкция габаритами существенно массивней получается. Ну а коль к минимализму не стремлюсь ;-), присмотрел резисторы КЭВ-5, да высоковольтные и габаритами НЕ малыми )), но стоимость их не позволяет «набрать кучку разных номиналов и сравнивать «какой же лучше оставить…?» 😉 Долго мысль излагал, не обессудьте, но зато понятно, надеюсь, зачем вопрос задавал про номинал?! 😉
С уважением!
Иван
Пишу ответ насчёт резисторов. Разницы особой нет что брать. По крайней мере моя личная практика это показывает. Берите от 10 мегаом и выше и мощность 1-2 Вт.
Андрей
День добрый. Подскажите пожалуйста каково может быть решение если в домашней сети нет заземления.
Иван
Андрей отвечаю на ваш вопрос: если нет заземления то фильтр изготовить точно так же как на схеме в статье но земляной провод просто не будет использоваться. В данном случае это не особо страшно поскольку сигнал помехи с конденсаторов через резисторы успешно гасится и даже без заземления этот фильтр хорошо работает. Кстати я забыл указать в статье что у меня как раз дома тоже сеть без заземления и тем не менее фильтр очень положительно влияет на звук
владимир
ВСЕ ФИЛЬТРЫ ЛЮБЫЕ -ДА ЛЮБЫЕ ДОЛЖНЫ ИМЕТЬ ХОРОШЕЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ — ИНАЧЕ ОНИ НЕ РАБОТАЮТ.
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.
АБ
Как говорила пани Кретя Патачкувна, персонаж журнала Пшекруй, -никогда не спорь. Просто повторяй свои доводы.
Так и мне не дает покоя схема фильтра и мыслями я возвращаюсь к ней. Сигнал ВЧ помехи упрется в дроссель, не побежит дальше, не побежит он и в землю, сопротивление резисторов равно обрыву . Но есть путь в обход дросселей, через фактически висящие в воздухе соединенные последовательно наружными стаканами проходные емкости . Эти стаканы тоже не заземлены. Резисторы на сотни МОм не в счет. Поэтому земляная шина -сама по себе, помехи -сами по себе, обогнув преграду, побежали дальше. Или я чего-то в упор не понимаю.
Samuil
Расскажите, пожалуйста, какие именно катушки L1, L2, L3 нужно установить в фильтр. Есть ли они в продаже в готовом виде, или их придётся именно мотать самостоятельно?
Иван+Мельников
Самуил если вы не хотите изготовить катушки самостоятельно то:
1. Можно вообще обойтись без проходных катушек как у меня на фото фильтра. Несколько проходных конденсаторов как у меня на схеме и без катушек очень хорошо срезают помехи.
2. если хотите купить катушки то нужно покупать их без сердечника и чтобы они были намотаны проводом диаметром не менее 1,5мм. Например в аудиомании можно купить такие готовые катушки фирмы Jantzen. С индуктивностью можно сильно не заморачиваться достаточно если индуктивность будет в диапазоне 0,2-1 мгн, главное чтобы катушки как показывает практика были максимально разнесены друг от друга а еще лучше будет если каждая катушка будет находиться в отдельной экранированной секции, чтобы катушки друг на друга не взаимодействовали своим магнитным полем при работе устройства
Samuil
Большое спасибо за ответ! Извините, пожалуйста, за глупые вопросы, но умоляю ответить! А если самому намотать, то какой провод взять и какой внутренний диаметр должен быть и сколько витков? Руки есть, а вот знаний не хватает! Конденсаторы уже закупил, а вот по катушкам понимания нет.. Очень хочется сделать фильтр по всем правилам! Заранее спасибо!
Val
К сожалению для ВЧ помех цепь заземления не является той «канализацией» через которую можно было бы их «слить». Энергия ВЧ сигнала проходит по пути наименьшего импеданса, который находится отнюдь не в проводнике. Всё решает топология )
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.