Ещё раз о сетевом фильтре

[OlegCH]

Не претендуя на что то новое, решил поделиться своим опытом по изготовлению устройства для защиты потребителей от сетевых помех.
Поскольку одним из основных условий было обеспечение гальваноразвязки с внешней сетью, то соответственно в схеме появился развязывающий трансформатор на 500 Вт. Имеющийся под руками корпус задал высото-габаритные ограничения . Поэтому разумным компромиссом получилось применение двух торов 500 Вт, 220/12 в. (см. схему). Всё остальное достаточно стандартно: коммутация входа сети через контактор Moeller Z-R230/SS, функции защиты возложены на автомат Legrand C6 и варисторы RU. Защита разделяющего трансформатора от постоянной составляющей сети осуществляется фильтром DC на D1...4 и C6, C7. Первичный фильтр ВЧ помех (установленный до развязывающего транса) работает (ориентировочно) в диапазоне от 100 кГц до 1 МГц. После транса применены четыре стандартных ВЧ фильтра Schaffner. Каждый на своего потребителя. Их эффективный диапазон работы от 1 МГц и выше. Все фильтры работают с "землёй", развязанной с "нулём" питания. К потребителям "земля" не идёт.

Результат, честно говоря, получился достаточно неожиданный. Основной значимый эффект - это то что "проявились" обертона нижней середины!!!
Т.е. звук стал более "сочный" и "значимый". Причем этот эффект проявляется именно на источнике (CD-проигрывателе), на усилителе просто "проявился" эффект "чернее черного", т.е. улучшилась микродинамика. А вот звук CD изменился кардинально в лучшую сторону, в женском голосе "проявились" "грудные" тембры, тарелочки стали обьемнее, струнные теплее...
Так что о сделаном не жалею и могу рекомендовать к повторению.
Для меня теперь сетевой фильтр - это весьма значимый элемент звукового тракта.

[igorus]

...если немного подумать и сделать по другому - то вполне.

...набором хороших, желательно двухзвенных и экранированных синфазных фильтров, отдельных для каждого устройства...

Было бы всем очень полезно глянуть примерную схему такого фильтра.

[В.М.Полесов]

Есть у меня такой. Запаянный! Двузвенный! Но, один.

[igorus]

Запаянный!

Возможно, всё дело в волшебных пузырьках в применяемых деталюшках и их номиналах.
Было бы круто глянуть правильную схему от Pest.

[В.М.Полесов]

Я вот только понять не могу: фильтр давит помехи, проникающие по проводам сети. Зачем ему экранировка? Экранировать фильтр от помех вая фая и микроволновок или наоборот, защитить аппаратуру от излучения фильтров?

[igorus]

Наверное, второй вариант - дроссельки в фильтре наверняка же излучают на частоте подавляемых помех... дело нехитрое - вырезать экранчик из оцинковки и накрыть им платку фильтра, заземлив на корпус самого фильтра.

Кстати, разговоры про синфазные помехи, в основном. Дифференциальные не так опасны и отдельно фильтровать их не надо?

[Pest]

Есть у меня такой. Запаянный! Двузвенный! Но, один.

Не плохой, для умзч пойдёт. Такие иногда можно встретить на барахолках. Хотя для звуковой техники индуктивность можно и побольше (во всяком случае для маломощных компонентов типа ЦАП или CD/Винила можно и 30мГн поставить). И нужно обязательно смотреть как подключены в них Y-конденсаторы, т.к. через них так же может попадать помеха из сети в землю устр-ва. В целом если источник питания трансформаторный, Y-конденсаторы скорее всего лучше отключить (можно корпус фильтра от корпуса устр-ва изолировать).

Желательно следить за тем, что включено в соседние розетки (в ту же ветвь проводки помещения, что и аудиоаппаратура). Например практически любой современный источник питания системного блока ATX с активным PFC является сильным источником помех в диапазоне от десятков кГц до сотен МГц. У меня в системе есть такой, но он включен в отдельную линию которая идет на счётчик (и конечно на выходе кабеля из БП ПК добавлен фильтр типа как на вашем фото - без него помеху можно принять в соседней комнате на проводок торчащий из входа звуковой карты), а вся чувствиетльная аппаратура включена через другую линию. Они соединяются только на счётчике (метров 15-20 проводки в одну сторону), и в "чистой" линии ВЧ помех от компа уже практически нет. Ноутбучные БП в этом плане на много тише (если оригинал а не китайский), но тоже могут подгадить. БП в современных телевизорах (во всяком случае в дорогих и брендовых) как правило фонят не сильно, т.к. там приняты меры. Но в других вариантах ТВ/мониторов может быть рандом по этому вопросу, в зависимости от степени древности, дешевизны и китайскости. Ну и все уже знают, что даже некоторые типы диодных осветительных приборов фонят на ВЧ достаточно ощутимо - всё это в идеале не нужно держать в той же линии сети питания, в которую включено чувствительно оборудование.

Было бы всем очень полезно глянуть примерную схему такого фильтра.

Конкретика зависит от устройства и системы в целом. Но вообще - нужно два звена. Первое (со стороны сети) звено должно иметь дроссель с высокой резонансной частотой, то есть с небольшой индуктивностью и малым количеством витков. Такой дроссель хорошо работает на ВЧ. Следующий (и желательно экранированный от первого) уже взять с существенной индуктивностью в десятки мГн, такой дроссель хуже работает на ВЧ, зато на НЧ/ЗЧ/УЗ хорошо.
А так же нужно работать с конструктивными паразитными ёмкостями незафильтрованных проводов сети 220 внутри устр-ва. Например ошибочно будет, если с разъема ввода сети пустить через всё устройство провода сначала на выключатель питания, а потом с него на фильтр. Разумеется лучше делать фильтр сразу у разъема питания, а лучше использовать интегрированный с разъемом вариант, а после него можно уже и на выключатель (я такие соединения всё равно выполняю экранированным проводом).

---------- Сообщение добавлено 21:46 ---------- Предыдущее сообщение было 21:39 ----------

Я вот только понять не могу: фильтр давит помехи, проникающие по проводам сети. Зачем ему экранировка? Экранировать фильтр от помех вая фая и микроволновок или наоборот, защитить аппаратуру от излучения фильтров?

Потому что у любого дросселя есть такая неидеальность, как поле рассеяния. И помехи которые он фильтрует - частично преобразуются в это магнитное поле. Не экранированный фильтр будет работать электрически, но гадить магнитным полем с формой и частотами этих самых помех. Обратная ситуация в принципе тоже возможна - когда на неэкранированный фильтр что-то может навестись извне.

Дифференциальные не так опасны и отдельно фильтровать их не надо?

Дифференциальные для типичной звуковой техники на мой взгляд не так опасны, хотя тоже имеют свои механизмы проникновения. Если поблизости есть сильный источник таких помех (типа БП ПК например) - то лучше и их фильтровать, причем со стороны ПК (у меня блок питания ПК модифицирован добавлением дифференциального LC звена на входе APFC)

[В.М.Полесов]

Спасибо за уточнения. Я примерно так же представляю.

[igorus]

нужно обязательно смотреть как подключены в них Y-конденсаторы, т.к. через них так же может попадать помеха из сети в землю устр-ва. В целом если источник питания трансформаторный, Y-конденсаторы скорее всего лучше отключить

А если их поставить самыми первыми, их соединение на землю и больше внешняя земля (из розетки) нигде не фигурирует, будет же от них польза? Я обычно ставлю...

нужно два звена. Первое (со стороны сети) звено должно иметь дроссель с высокой резонансной частотой, то есть с небольшой индуктивностью и малым количеством витков. Такой дроссель хорошо работает на ВЧ. Следующий (и желательно экранированный от первого) уже взять с существенной индуктивностью в десятки мГн, такой дроссель хуже работает на ВЧ, зато на НЧ/ЗЧ/УЗ хорошо.

Понятно, спасибо!

Дифференциальные для типичной звуковой техники на мой взгляд не так опасны, хотя тоже имеют свои механизмы проникновения. Если поблизости есть сильный источник таких помех (типа БП ПК например) - то лучше и их фильтровать, причем со стороны ПК (у меня блок питания ПК модифицирован добавлением дифференциального LC звена на входе APFC)

У мурраты есть серия дросселей подавления EMI (по-моему, серия PLY) в которую встроены небольшой индуктивности дроссели анти-дифференциальные. А можно, наверное, и просто дроссельки мелкие на кольцевом магнитопроводе поставить, по одному на каждый провод L/N?

[dortonyan]

Alex, Станислафф, понятно.
Но с учетом, что транс будет использоваться в бытовой высококонцовой аппаратуре (т.е. на реактивной нагрузке) я бы не стал ожидать рекордных КПД.

Ну, вот, приехали
Идея в том, чтобы сделать максимально изолированный от квартирной сети 230В "островок" для аудио-оборудования (транспорт/ЦАП/усилитель). Какой-то эффект то должен быть от гальваноразвязки, что-то да осядет из помех...

Скажем так, этот способ имеет право на существование, но он нерационален. Дорого, громоздко, а толку мало.
Гораздо лучше развязка делается схемотехнически:
1. Использование симметричных интерфейсов.
2. Использование интегральных решений (УМЗЧ с USB входом).
Причина проникновения помех в сигнал - паразитные токовые петли через питание и сигнальные кабели. Вот эту проблему и надо решать в первую очередь.
А именно на шине питания отфильтровать любую помеху не проблема.

[Pest]

А если их поставить самыми первыми, их соединение на землю и больше внешняя земля (из розетки) нигде не фигурирует, будет же от них польза? Я обычно ставлю...

Не много не понял, первыми с какой стороны? Если со стороны сети Y-конденсаторы включить на землю (устройства) - помеха пройдёт в обход синфазного дросселя и никак не отфильтруется. Если после дросселя - тоже не очень понятно, тогда Y-конденсаторы будут включены параллельно с паразитной межобмоточной ёмкостью тр-ра, вроде и не зачем. Но на всякий случай уточним - Y это два конденсатора с каждого провода сети на землю. Есть ещё X конденсаторы - включаются между проводами сети для дифф. фильтрации. Если землю сборки из двух Y-конденсаторов никуда не подключать, то получится X конденсатор (правда, смешной для такого применения ёмкости).
В импульсных источниках другая ситуация - там и сам ИП является источником синфазных и дифференциальных помех, в таких случаях я оставляю Y конденсаторы только между двумя звеньями фильтра, но это чисто мой эмпирический подход (хотя например в упомянутых выше дорогих телевизорах не редко делают так же, если не предусмотрен PE).

У мурраты есть серия дросселей подавления EMI (по-моему, серия PLY) в которую встроены небольшой ёмкости дроссели анти-дифференциальные.

Большинство готовых синфазных дросселей имеют и дифференциальную индуктивность (правда, как правило небольшую). Для этого две обмотки наматывают на разных половинках кольца (кстати для ВЧ фильтрации такой половинчатый лучше не использовать, а ставить с намоткой обеих обмоток сдвоенным проводом, у таких меньше поле рассеяния и на сколько знаю выше резонансная частота по синфазной "составляющей" индуктивности).

А можно, наверное, и просто дроссельки на кольцевом магнитопроводе поставить, по одному на каждый провод L/N?

Можно, так иногда делают, но чаще из экономических соображений используют синфазно-дифференциальные.

---------- Сообщение добавлено 22:11 ---------- Предыдущее сообщение было 22:07 ----------

Причина проникновения помех в сигнал - паразитные токовые петли через питание и сигнальные кабели. Вот эту проблему и надо решать в первую очередь.

А так же наводки магнитных полей на эти петли...

2. Использование интегральных решений (УМЗЧ с USB входом).
Причина проникновения помех в сигнал - паразитные токовые петли через питание и сигнальные кабели. Вот эту проблему и надо решать в первую очередь.

100% !!! Но кажется это до сих пор слишком рвёт шаблоны у большинства, кто заинтересован в постройке и использовании такого класса аппаратуры.

[igorus]

Если со стороны сети Y-конденсаторы включить на землю (устройства) - помеха пройдёт в обход синфазного дросселя и никак не отфильтруется.

Да, со стороны сети, только подключать их не к земле устройства, а к внешней земле из розетки.

Y это два конденсатора с каждого провода сети на землю.

Да. Из розетки приходят L, N и G(ext) - вот на G(ext) и сливать помехи Y-конденсаторами. И больше эта G(ext) никуда не подключается.

Можно, так иногда делают, но чаще из экономических соображений используют синфазно-дифференциальные.

Понятно, спасибо!

---------- Сообщение добавлено 22:22 ---------- Предыдущее сообщение было 22:16 ----------

Гораздо лучше развязка делается схемотехнически:
1. Использование симметричных интерфейсов.
2. Использование интегральных решений (УМЗЧ с USB входом).

Первый вариант доступен не всегда - например, не больно то уж распространены ламповые усилители с такими входами.
А вот второй понятен и даже доступен - у меня до сих пор в ходу мой самый первый девайс, комбайн транспорта/цапа на малинке и сразу же ушного усилка (всё в одном корпусе), поёт весьма неплохо.

[Pest]

Да. Из розетки приходят L, N и G(ext) - вот на G(ext) и сливать помехи Y-конденсаторами. И больше эта G(ext) никуда не подключается.

Если эти конденсаторы есть - да, часть ВЧ помех будет проходить через них в PE, устройство от этой точки будет отделено импедансом последующего дросселя. Если этих конденсаторов нет - ток помех не будет проходить на PE, а дроссель всё так же будет отделять эту точку от цепей устр-ва своим импедансом. Вроде как, для самого устройства разницы никакой.

[sergey3145]

Ну, вот, приехали
Идея в том, чтобы сделать максимально изолированный от квартирной сети 230В "островок" для аудио-оборудования (транспорт/ЦАП/усилитель). Какой-то эффект то должен быть от гальваноразвязки, что-то да осядет из помех...

Как это организовать в квартирных мегаполисных условиях?
Или вообще не стОит заморачиваться?

Offтопик:
Вспомнилось в одной конторке постоянно глючила связь в шлюзах GSM. Сеть просаживалась до 180в, то подскакивала до 240в. И горели релюхи в ИБП, которые постоянно пищали. Поставил Штиль ИнСтаб IS1000, все как рукой сняло. Они кстати позиционируются под аудиоаппаратуру.

[igorus]

Offтопик:
Сеть просаживалась до 180в, то подскакивала до 240в. И горели релюхи в ИБП, которые постоянно пищали.

Offтопик:
У нас напряжение 227-230В всегда, когда только не измерял. Но чтобы не поймать FM-радио на осциллограф - это надо постараться
Ну и традиционно много импульсных ИП вокруг.

[sergey3145]

Там много разных автомастерских со сваркой рядом. Но удивительно что шлюзы не перезагружались, а просто теряли регистрацию в сети. А со стабилизатором все ОК.
А у Вас есть фильтр постоянки на аппаратуре? Я все проблемы со помехами им решил, и трансы гудеть перестали в том числе в ресивере не тор. Раньше выключатели освещения давали помехи

[igorus]

А у Вас есть фильтр постоянки на аппаратуре?

Да, на усилители обычно ставлю и EMI-фильтр на входе, и фильтр постоянки тоже (отключаемый). Разницы у себя не заметил, но пусть будет, т.к. эпизодически даю девайсы погонять друзьям, а какая там сеть - неизвестно.