Компьютеры и программы

23*2005 (приложение)
23/2005
5/2005
16/2005

32/2004

26/2004
18/2004
6/2004
35/2003

ПОИСК

ИНФОРМАЦИЯ

О нас
Контакты
Где купить?
Реклама на сайте
Подписка на новости
Карта сайта




  главная    содержание    форум    архив  

Тест

32/2004

Сетевые фильтры

Borus F-50e
Defender DFS-401
Defender DFS-605
Defender DFS-701
Defender DFS-801
Pilot GL
Pilot L
Pilot PRO
Pilot S
Pilot X-PRO
Power Cube SPG-B
PowerCom STP-15M
Silver Shield mini
Silver Shield SIS PRO-2
SVEN Gold
SVEN Optima
SVEN Platinum
SVEN Platinum PRO
Vektor MAX
Vektor SOLO


Для чего нужны фильтры? Вопрос одновременно сложный и простой. Казалось бы, все просто — хочешь пить чистую воду — покупай фильтр! Хочешь питаться «чистым» напряжением — покупай сетевой фильтр! Другими словами, фильтр — есть некое устройство, предназначенное для очистки чего-либо от нежелательных примесей. Идеология работы фильтра тоже несложна — он свободно (или почти свободно) пропускает через себя «чистый» продукт, но всякие примеси задерживает. Теперь перейдем непосредственно к сетевым фильтрам питания. Та же самая идеология работы. Основная задача – пропустить через себя переменный ток частотой 50 Гц (это рабочая частота сети питания), попутно отфильтровывая всякие выбросы напряжения и помехи. А их-то в сети великое множество. Как они получаются? Да очень просто: включился холодильник — сработало пусковое реле его компрессора, а в момент включения он потребляет ток, в десятки раз превышающий тот, что указан в паспорте. На этот миг в питающей сети возникает «просадка» напряжения с последующим всплеском — вот вам и помеха!

Рис. 1 Общий вид импульсной помехи в сети питания (провал-выброс напряжения)

Да даже включение обычной лампочки в люстре приводит к возникновению никем не заметной помехи такого же характера, поскольку она в момент включения потребляет ток примерно в 10 раз больший номинального (пока спираль холодная) — это, кстати, главная причина их довольно частого перегорания. Для предотвращения обычно ставят специальные устройства, позволяющие ей медленно (около 5 секунд) разгореться.

И еще, что является неприятным, так это то, что амплитуда (напряжение) выброса помехи может исчисляться сотнями, а то тысячами вольт — вполне хватит, чтобы «спалить» какое-либо чувствительное устройство. Это, что называется, импульсные (или быстрые) помехи. Кроме них бывают еще помехи, представляющие медленно меняющиеся напряжение, другими словами — это сравнительно медленное (как правило, секунды и доли секунды) изменение напряжения в сети.

Как же эту ситуацию предотвратить? Вот тут на арене и появляется сетевой фильтр питания! Он способен решить эту сложную проблему, «проглотив» все вредные выбросы питающего напряжения. Но справедливости ради надо отметить, что медленные провалы напряжения ни один фильтр питания скомпенсировать не способен (для этой цели гораздо лучше использовать стабилизаторы напряжения, которые обычно содержат и неплохой фильтр питания). Так как наиболее опасными для аппаратуры являются все же импульсные помехи, то продолжим рассказ именно в этом направлении и рассмотрим более подробно идеологию построения сетевых фильтров.

На рис. 2 приведена типовая схема сетевого фильтра питания. Промышленные устройства, рассмотренные в этом тесте, могут отличаться от нее и в сторону упрощения, и в сторону усложнения схемы (например, с включением в нее индикации различных режимов работы и т.д.).


Рис. 2 Типовая схема сетевого фильтра питания

Рассмотрим ее более подробно. Сразу оговоримся — во всех случаях будем иметь в виду трехпроводную (европейскую) сеть питания (фаза — ноль — земля). Итак по схеме: сразу на входе фильтра стоит устройство VDR1 — варистор. Его основная задача — подавить высоковольтные выбросы напряжения сети. При появлении такого выброса электрическое сопротивление варистора резко падает, и он «замыкает» на себя эту помеху, не позволяя ей пройти дальше. Но особенность в том, что варисторы, обычно устанавливаемые в промышленных фильтрах, начинают «работать» с напряжения 275–300 В (среднее значение), 350–385 В (максимальное напряжение срабатывания) (из паспортной характеристики варисторов). А как же быть с помехами, напряжение которых находится в пределах 230–300 В? А для фильтрации таких помех обычно используют LC-фильтры, то есть электрические цепи, состоящие из индуктивностей (L) и емкостей (C). На нашей схеме это специальный дроссель Tr1 и емкости С1, С2, С3. Это так называемые реактивные элементы, сопротивление их постоянному току (или току низкой частоты) одно, а току высокой частоты — совершенно другое (отличающееся на порядки). А так как частота импульсной помехи во много раз больше частоты сети питания (50 Гц), то становится ясно, что нужно сделать так, чтобы ток сети питания свободно прошел через фильтр, а вот все высокочастотные добавки (импульсные помехи) были задержаны. Именно так и сделано — сопротивление LC-фильтра резко возрастает с увеличением частоты тока, и таким образом происходит задержка помехи. На этом месте самое время вспомнить, что сеть питания у нас трехпроводная. А посему помехи могут возникать не только между сетевыми проводами («фазой» и «нулем») — их «фильтрует» емкость С3, но и между «фазой» и «землей», а также возможны помехи «ноль» — «земля». Для эффективного подавления таких помех и необходимо наличие физического заземления, а в фильтре — наличие фильтрующих емкостей С1 и С2. Они замыкают на себя высокочастотные помехи такого рода и не позволяют им пройти внутрь защищаемого аппарата.

Еще один важный момент. В случае отсутствия заземляющего контакта (или плохого контакта) помехи типа «фаза» — «земля» и «ноль» — «земля» физически задерживаться не могут — это одна сторона медали. А другая — при отсутствии земли общая точка емкостей С1 и С2 «висит» в воздухе, что приводит к созданию ими и дросселем Tr1 паразитного колебательного контура, который начинает излучать высокочастотное электромагнитное поле, становясь источником потенциальной опасности для расположенной рядом радиоаппаратуры, ну и пользователя. Поэтому применение практически любых сетевых фильтров в таких случаях нецелесообразно — тут нужен фильтр попроще!

Ну вот, уважаемый потребитель, мы познакомились с принципом работы и внутренним содержанием типовых сетевых фильтров, и самое время перейти к тестированию, но прежде — методика.

Как выяснилось при более «близком» знакомстве с промышленными образцами, они все более чем разные и по функциональному назначению, и по электрическим схемам.

Посему принимаем решение более подробно описать схемы этих устройств.

Рис. 3
Рис. 4

А поскольку, как уже говорилось выше, все импульсные помехи в сети питания, представляющие максимальную опасность, носят высокочастотный характер, то для оценки подавляющей способности фильтра построена его амплитудно-частотная характеристика. Из этого графика хорошо видно, насколько подавляются различные частоты. Помехи длительностью 1—10 микросекунд (10 -6с) — типичные коммутационные импульсные помехи, лежат в частотной области около 1 мегагерца (106 Гц) и выше. Таким образом, если исследуемый фильтр задерживает частоты свыше 100 килогерц, то он не пропустит и короткие импульсные помехи. Примерный вид графика частотной характеристики «хорошего» фильтра приведен ниже.

Хорошо видно, что чем выше частота помехи, тем эффективнее она подавляется. В реальных фильтрах — тот же процесс, только где-то лучше, где-то хуже. Естественно, если «фильтр-удлинитель» как такового электрического фильтра не имеет, то никакие частоты не подавляются, и получается такая картина.

Незначительное подавление высокочастотных составляющих происходит эа счет образования «естественного» фильтра, образованного индуктивностью кабеля питания и емкостью монтажа, то есть схема такого «фильтра» выглядит так.


Рис. 5

Здесь L0, Lф, Lз — соответственно индуктивности проводов «нуля», «фазы» и «земли», а С ф-з, С0-з, Сф-0 — емкости монтажа (блока розеток).

Еще в заключение хочется более подробно рассказать еще об одной особенности конструкций фильтров питания. Речь пойдет все о той же «земле». Существует целый класс сетевых фильтров (и они присутствуют в нашем тесте!), у которых заземляющий провод не имеет никаких контактов с внутренней схемой, кроме самих евророзеток. Этим достигается очень важное преимущество — при работе от сети с заземлением все розетки фильтра заземлены — все как и положено! Но и в случае отсутствия «земли» в розетке (типичный случай советской сети питания) все розетки фильтра объединены между собой по заземляющему контакту (естественно, сам фильтр при этом не заземлен!). Почему это очень важно представлять? Чтобы разобраться в этом вопросе, представим схему подключения различной периферии к компьютеру — типичный случай для подключения принтера, сканера, внешнего звукового усилителя или телевизора для просмотра видео на большом экране. Итак, схема выглядит следующим образом.


Рис. 6

Это «идеальная» схема подключения периферии — здесь все подключено к заземленной сети питания, потенциалы (напряжения) корпусов устройств одинаковые — они равны 0, поскольку подключены к «земле». Даже в случае возникновения пробоя или повреждения изоляции любого из устройств (да даже при обычной работе потенциалы внешних устройств могут и, как правило, существенно отличаются от нуля!) «лишнее» напряжение уйдет на землю, и все будет ОК! А теперь представим схему соединений в случае использования сети без заземления. Она будет намного проще.


Рис. 7

Как видно, тут все то же самое, за исключением провода заземления. В этом случае при разности потенциалов компьютера и внешнего устройства (а такое наблюдается сплошь и рядом) единственной связью потенциалов корпусов устройств является слаботочный интерфейсный кабель (а точнее его экранирующая оплетка). Это опасная ситуация, поскольку сквозные токи, текущие от большего потенциала к меньшему, могут «легко» выжечь входные и выходные порты соединенных устройств. Таких случаев на самом деле имеется великое множество: самый распространенный — это выгорание входа или выхода звуковой карты, например в случае подключения ее к внешнему источнику или усилителю звука. Вполне резонно задать вопрос: а есть ли пути решения в такой сложной ситуации? Оказывается есть! И притом весьма несложные. Взгляните на схему подключения этих устройств к «европейскому» фильтру-удлинителю, не подключенному (за неимением) к внешней «земле».


Рис. 8

Даже при отсутствии связи с реальной «землей» электрические потенциалы всех устройств выровнены, поскольку их корпуса надежно соединены между собой. В этом случае сквозные токи выберут себе более легкий путь через заземляющие контакты евророзеток, и ничего страшного не произойдет. Обращали ли вы внимание на то, что во всех лабораториях, имеющих кучу электрических приборов, все они надежно связаны толстым проводом (как правило, без изоляции). Так вот, делалось это именно по описанной причине.

Теперь, когда все вопросы остались позади, начинаем наш тест-обзор.



Константин БОГАЧЕВ.
Благодарим за предоставленные на тест модели компании С-Trade,
ZIS-Company, «ТОР», «Бюрократ».






Мнения пользователей

Осокина Н.А.  (2013-05-12)
Очень полезная статья для конструктора РЭС. Спасибо большое.


Виталий  (2012-05-26)
Цитата: "В случае отсутствия заземляющего контакта (или плохого контакта) помехи типа «фаза» — «земля» и «ноль» — «земля» физически задерживаться не могут". В случае отсутствия заземляющего контакта помехи типа «фаза» — «земля» и «ноль» — «земля» будут отсутствовать, как таковые.


борис  (2012-02-18)
Всё это ерунда.


Костя  (2011-12-10)
Цитата: "Существует целый класс сетевых фильтров (и они присутствуют в нашем тесте!), у которых заземляющий провод не имеет никаких контактов с внутренней схемой, кроме самих евророзеток. Этим достигается очень важное преимущество..." прочитал тест, так и не понял где фильтры, принадлежащие к этому классу, по простому сказать нельзя было? Этот, этот и этот?


pc-man  (2011-03-30)
Примитивный фильтр, ничего необычного, разве что теория расписана доходчиво для рядового человека, не владеющего познаниями в электротехнике.


Кирилл  (2011-03-14) 
Если честно, никогда не думал о том, что фильтры - настолько необходимые приборы. Так получилось, что я всегда пользовался фильтрами, правда первое время использовал их как улучшенные удлинители. Потом, когда купил Defender и разобрался во всем, что он может, понял, что не все так просто. Не зря же там и стабилизатор стоит и есть возможность подключения антенн, а вы так полно рассказали обо всех тонкостях. Еще раз спасибо.


Антон  (2010-11-27)
Спасибо, час ковырялся искал и кроме ерунды и рекламы ничего нормального, а тут всё грамотно и доходчиво.


Юрий  (2010-06-30) 
Большое спасибо за статью. Все изложено просто и доходчиво.



Оставить мнение

Имя

E-mail (не обязательно)

Мнение


Введите код

другие товары рубрики

Лазерные принтеры
Цифровые фотоаппараты
MP3-плееры
TFT-LCD мониторы
Видеопроекторы
TFT-LCD мониторы 19"
Акустические системы 5.1
Термосублимационные принтеры
Катриджи для струйных принтеров
Устройства беспроводного доступа



Classified

Новая жизнь журнала Фото&Техника: Галерея, Выставки, Конкурсы, Техногид


 
  все статьи    все тесты    экспертная оценка    школа потребителя  




Яндекс цитирования Яндекс.Метрика
Rambler's Top100
Система Orphus


Нашли ошибку на сайте? Выделите ее мышью и нажмите Ctrl+Enter.

Copyright © "Потребитель".
Использование материалов сервера в on-line изданиях разрешается при наличии гиппертекстовой ссылки на comp.potrebitel.ru.
Ссылка должна содержать слова: "Журнал ПОТРЕБИТЕЛЬ. Компьютеры и программы".
Использование материалов в off-line изданиях возможно лишь с письменного разрешения редакции.
По вопросам размещения рекламы, ошибкам на сайте, предложениям по работе сайта -


Место для рекламы:

сетевые фильтры power cube оптом