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.

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 энергосберегающейили 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 новыхисточников 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.

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.

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 программыбольше 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).

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 0,01до 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.

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.

Фото 6. Надпись на упаковочной коробке.

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 пороговоезначение промышленной сети.

Самодельная конструкция помехозащитного дросселя.

В качестве сердечника можно использовать ферритовое кольцо с проницаемостью400 – 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 шагво 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.

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.

Помехи радиоприёму от энергосберегающих ламп.

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.

Для защиты электрических приборов от скачков напряжения необходимо использовать специальные ограничители. Предлагаем рассмотреть, как работают сетевые фильтры, как сделать прибор своими руками, а также какое устройство лучше купить.

Что такое фильтр

Сетевой фильтр для компьютера, стиральной машины и прочих бытовых приборов – это устройство, которое защищает компьютер и прочую электронную аппаратуру от перепадов напряжения в сети электропитания.

Фото – Современные фильтры

Многие думают, что у сетевых преобразователей и удлинителей совсем несущественная разница: в то время, как удлинитель просто разбивает выходной сигнал на несколько портов, а фильтр предназначен для защиты компьютера, телевизоров и другой электроники от переменного напряжения, а также вмешательства в линию питания. Главной разницей является то, что фильтр может противостоять не только постоянным нагрузкам, но и резким замыканиям, ударам молнии и даже может работать для сохранения персональных данных при резких выключениях света.

Видео: обзор сетевых фильтров

Описание принципа работы

Стандартный сетевой фильтр пропускает электрический ток по кабелю от розетки к ряду электрических и электронных устройств, подключенных к устройству. Если напряжение от розетки поднимается выше допустимого уровня, то прибор бесперебойного питания отвлекает дополнительную электроэнергию от розетки в провод заземления.

Наиболее распространенный тип сетевого фильтра имеет компонент, называемый варистором, изготовленным из оксида металла, или MOV, который отводит дополнительное напряжение. MOV образует связь между фазовой линией электропередачи и линией заземления.

Непосредственно варистор состоит из трех частей: оксидо-металлическая деталь в середине кабеля подключения к линиям электропитания и заземления, которые изготовлены из двух полупроводников. Эти полупроводниковые приборы имеют переменное сопротивление, которое зависит от напряжения. Когда напряжение ниже определенного уровня, электроны в полупроводниках потока объединяются таким образом, чтобы создать очень высокое сопротивление. Если напряжение превышает этот уровень, электроны ведут себя иначе, создавая более низкое сопротивление. В том случае, если напряжение соответствует заданному разрешению, варистор ничего не делает.

Фото – Магистральный сетевой фильтр

Как только дополнительный ток отводится в фильтр и на заземление, напряжение в фазовой линии возвращается к нормальному уровню. Таким образом, сетевой фильтр Pilot (Пилот), Defender, прочие только отводят импульсный ток, позволяя при этом продолжать работать остальным устройствам, подключенным к проводнику в нормальном ритме. Другими словами, сетевые помехоподавляющие приспособления по принципу работы напоминают чувствительный к давлению клапан, который открывается только в том случае, когда поступает слишком много давления.

Фото – Профессиональная схема фильтра

Как выбрать сетевой фильтр

Выбирать сетевые стабилизаторы напряжения, фильтры и удлинители не так просто, как кажется. Специалисты выделяют несколько критерий , которым должен соответствовать прибор:

1. Продумайте сколько портов должен иметь сетевой удлинитель. Желательно, чтобы устройства имели как можно больше ответвлений, это значительно сэкономит Ваше время, уменьшит количество кабелей в квартире, увеличит безопасность;
2. У всех усилителей есть определенный предел подавления помех, защиты от скачков напряжений и допустимая нагрузка мощности. Особенно важно в этом плане рассчитывать межсетевые устройства и их характеристики. Также продумайте заранее, как Вы будете подключать разветвитель, нельзя одновременно включать несколько мощных приборов (стиральную машину, гидробокс, кондиционеры и плиту);
3. Проверьте наличие прокладки UL, убедитесь, что это «переходное импульсное напряжение супрессоров». Обязательно узнайте, сертифицирован ли прибор знаком отличия лаборатории качества UL 1449;
4. Уточните назначение устройства: это удлинитель для компа, стиральных машин с защитой от воды или аудио-техники;
5. Проверьте гарантию и сертификат на ремонт. Некоторые трансформаторные однофазные и трехфазные стабилизаторы напряжения могут загореться из-за перенапряжения, но если они сертифицированы, то этого не должно произойти.

Как сделать фильтр дома

Сделать сетевой фильтр с выключателем своими руками не очень сложно, по своей эффективности это устройство не будет уступать Sven Optima Base 5 м Black, Power Cube, Belkin (Белкин), APC PF8VNT3-RS.

Рассмотрим пошаговую инструкцию :

Разные радиолюбительские схемы для сбора сетевого фильтра для техники:

Фото – Исходная схема удлинителя
Фото – Сетевой фильтр
Фото – Схема сетевого фильтра

При помощи этой информации Вы сможете своими руками сделать линейный автомат. Источники питания в таком случае могут иметь любую мощность и показания частоты, главное просчитать пропускную способность отдельных деталей.

Обзор цен на фильтры

Производство линейных стабилизаторов и ИБП сейчас очень развито, продажа осуществляется в любом крупном электрическом магазине. Очень хорошие отзывы про промышленные сетевые фильтры на 8 розеток, это лучший прибор, но и цена немного завышена. Зато такие приборы используются для мощностного оборудования.

Сколько стоит удлинитель с автоматом от производителя, с длиной до 2 метров и 5 розетками, в России и Украине:

Все более популярны становятся audioHigh-End, Hi-fi, MONSTER, BURO 600A-5m, FurutechE-TP80-E, APCEssentialSurgeArrest 5, SVENPlatinumProBlack, Saturn, UPS, Universal, VEKTOR, Xindak, ITPLEADER, СПУТНИК (3х0,75), MOST (МОСТ) а также отечественные фильтры ФПБМ-1, ФСП, ФСПК и ФП-2. Конечно, для определения эффективности Вам понадобится сравнение приборов, опытное исследование и четкий расчет регуляторов.

Фото – Сетевой фильтр

Чтобы сэкономить свои средства, форум электромехаников советует покупать приборы оптом или собирать своими силами.

Современную оргтехнику и отдельные виды электрических приборов невозможно представить без сетевых фильтров. Любая схема сетевого фильтра предназначена для защиты цепей питания от токов высокой частоты, перепадов напряжения, появляющихся при работе промышленного оборудования. Это является основной задачей данных приборов.

Особенности сетевых фильтров

Нередко на первое место выходят лишь внешние данные. Отдельные производители просто забывают об основных функциях сетевого фильтра. При неправильном выборе, вместо необходимого функционального прибора, вполне возможно заполучить обыкновенный красивый удлинитель для электрической сети. Поэтому, чтобы не стать жертвой недобросовестных производителей и надежно защитить дорогостоящее оборудование, необходимо хотя-бы в общих чертах иметь представление о правильной схеме сетевого фильтра.

Сетевой фильтр: типовая схема

Основой всех сетевых фильтров является типовая схема. В различных моделях они могут различаться, но принцип работы у всех один и тот же.

Классическая схема рассчитана для работы с так называемой европейской сетью питания, в которую входят земля, фаза и ноль. VDR1 устанавливается на входе и выполняет задачу подавления выбросов высокого напряжения цепи. При повышенном напряжении, происходит резкое падение электрического сопротивления варистора, который берет эту помеху на себя и не пропускает ее далее.

Для небольших значений напряжения дополнительно используется дроссель Tr1 совместно с емкостями С1, С2 и С3. Они представляют собой реактивные элементы с постоянно меняющимся . То есть, при постоянном токе, оно имеет одно значение, а при токах высокой частоты - совсем другое, отличающееся во много раз.

Таким образом, питающий ток нормального значения свободно проходит через прибор к потребителю, а помехи с высокой частотой задерживает схема сетевого фильтра. При увеличении частоты, сопротивление фильтра резко повышается, что и позволяет эффективно задерживать помехи.

При трех проводной сети питания, возникновение помех происходит не только между нулем и фазой. Могут возникать помехи на участках земля-фаза или земля-ноль. Для того, чтобы более эффективно подавлять такие помехи, устраивается нормальное стандартное заземление. Все эти меры, особенно правильный выбор, обеспечивают надежную защиту электрической техники от пагубного влияния нестандартных электрических токов.

Ремонт сетевого фильтра

"Кондиционирование" сетевого питания давно уже стало традицией при прослушивании аудиозаписей на аппаратуре высокого класса. Влияние качества сетевого напряжения на качество звуковоспроизведения способен заметить даже неискушенный слушатель, не обладающий музыкальным слухом. Наличие огромного количества помех в современных электросетях нетрудно объяснить - с каждым годом увеличивается количество различной электронной аппаратуры и различного электроинструмента, которые собственно и вносят искажения в бытовые сети электропитания. К сетевым помехам, вызванным нарушением параметров сети относятся: помехи низких и высоких частот - некоторые из них не слышны на слух, но вносят заметные искажения при питании звуковоспроизводящего тракта в целом, например щелчки при включении холодильника; искажение формы переменного напряжения; фазовые сдвиги (перекос фаз) и т.д. Избавиться от таких неприятных моментов в достижении цели достоверного воспроизведения помогает использование сетевых фильтров питания. Типичный представитель данного вида аппаратуры-сетевой фильтр Light Speed Audio. Но не каждый аудиофил позволит себе иметь такой агрегат в составе своего аудиокомплекса, что уж говорить о тех, кто занимается конструированием и сборкой самодельных ламповых усилителей низкой частоты. Но выход есть! Предлагаемый к сборке фильтр не содержит дефицитных и дорогих деталей, схема его на столько проста, что изготовление такого устройства по плечу даже начинающему электронщику.

Итак, рассмотрим принципиальную схему первого каскада фильтра питания и займемся подбором деталей. Прежде всего нам понадобится варистор (нелинейное сопротивление) на максимальное напряжение 300-600вольт.

Обычно варисторы маркируются цифрами,которые и обозначают максимальное напряжение. Далее следует подобрать элементы для RLC фильтра. Резисторы керамические с мощностью рассеивания не менее 5Вт подбирают по наименее меньшему разбросу сопротивления (чтобы в обоих плечах схемы не было перекоса).

Дроссели фильтра могут быть на тороидальном каркасе - ферритовом кольце, где взаимная компенсация магнитных потоков уравновешивается

или на ферритовых каркасах типа ""гантель"" которые тоже работают неплохо и продаются в виде уже готового изделия-дросселя (нужно только подобрать по индуктивности и толщине намотанного проводника-для тока не менее 1А).

Конденсатор фильтра можно взять керамический или пленочный (на нужное напряжение), хотя лучше всего работают специализированные помехоподавляющие конденсаторы, желательно с пометкой X1 на корпусе (применяются для фильтрации в промышленной аппаратуре специального назначения).

Токовый размыкатель Sc (пробка-автомат) можно взять от китайского сетевого фильтра, хотя я в большей степени склоняюсь к применению старых добрых предохранителей. Работает данный каскад схемы следующим образом: варистор блокирует импульсные высоковольтные броски напряжения,остальная RLC цепочка подавляет оставшиеся НЧ и ВЧ помехи с частотой среза около 50Hz. Рассмотрим принципиальную схему второго каскада фильтра питания аппаратуры.

Его основная задача - устранение (задержка) постоянной составляющей тока, что является причиной сильного гудения сетевого трансформатора (из-за насыщения магнитопровода) и слышимого фона переменного тока при прослушивании музыкальных произведений. Схема этого каскада фильтра заимствована из американского усилителя Lamm M1.1 и разработана В.Шушуриным. Данная схема расчитана на применение сетевого трансформатора мощностью 300Вт, если блок питания вашего изделия имеет большую мощность, то придется подобрать большую емкость электролитических конденсаторов.

Диоды КД226Д для этой части схемы следует подбирать исходя из одинакового сопротивления перехода (хотя такие мелочи можно и не учитывать). На сетевой шнур фильтра питания желательно закрепить ферритовый фильтр-защелку для устранения мелких ВЧ помех.

Напоследок остается добавить, что данный простейший фильтр сетевых помех может быть как встроенным в самодельный усилитель, так и использоваться в качестве выносного стационарного агрегата. Можно например собрать в одном корпусе три канала фильтров и вывести их на раздельные качественные розетки на задней панели корпуса - для питания предусилителя, оконечного усилителя,и собственно воспроизводящего устройства (CD транспорта или проигрывателя виниловых дисков).

Корпус можно оформить в общей (с остальными компонентами системы) стилистике, а на переднюю панель установить старинный вольтметр для контроля входного напряжения. Удачных вам конструкций!

Представляем очень простой фильтр подавления помех электросети 220 В. Фильтр состоит из основного фильтрующего конденсатора 470nF, разрядного резистора 560K, двух фильтрующих катушек с сердечником, двух конденсаторов Cy 4.7nF и конденсатора на выходе Cx 100nF. Сетевой фильтр имеет защиту от перегрузки по току в виде предохранителя на выходе.

Схема фильтра защиты от сетевых помех

Этот фильтр — очень простая и аккуратная конструкция. В плане усовершенствования конструкции он может включать в себя дроссель на тороидальном сердечнике, защиту от перенапряжения на термисторах и варисторах.

Дроссели здесь использованы от фильтра EMI / RFI от импульсного источника питания, естественно дросселя с обмотками, намотанными на одно ядро, конечно будут в приоритете для такого фильтра, но не у каждого они есть (и есть желание грамотно намотать их), поэтому выбран упрощенный вариант — все равно будет отличная фильтрация.

Резистор немного нагревается, так что желательно заменить его более мощным, потому что с некоторым увеличением напряжения сети выше 250 В он может нагреться уже значительно.

Плавкий предохранитель лучше чтоб находился за розеткой, чтобы конденсаторы не вызывали пожар при коротком замыкании в случае сильного перенапряжения. По возможности добавьте варисторы высокой энергии для защиты от перенапряжения. Что касается резистора, это должен быть металлизированный резистор из высоковольтной серии. Вот пример промышленного фильтра:

Использование небольших расстояний между дорожками платы также оправдано, особенно когда речь идет о защите от перенапряжения. На приведенном ниже рисунке показано установленное на заводе решение по защите от перенапряжения, конечно же это не заменяет искровой разрядник, но как отсутствие какой-либо защиты вообще обеспечит большие потери в случае возможной проблемы.

Этот высокоэнергетический искровой промежуток, так называемая молниезащита. Его задача — взять на себя и уничтожить большую часть энергии в случае повреждения варистора. Предполагается, что в случае разряда высокой энергии между электродами искрового промежутка возникает дуга, вызывающая не только потерю большей части энергии, но и распыление медных дорожек, вызывающих металлизацию зазора и, следовательно, короткое замыкание на землю. Условием правильной работы является требование подключения физического заземления, а также автоматических предохранителей и выключателей остаточного тока. Такие фильтры и подобные схемы искрового разрядника находятся практически на любом оборудовании, таком как сетевые фильтры, источники питания, инверторы, как правило имеющие физическое соединение с землей.

К сожалению, когда кажущееся заземление построено с использованием конденсаторов и варисторов, которые дополнительно подключены к выходной массе источника питания, это обычно приводит к повреждению питаемого оборудования. В общем это соответствует условиям противопожарной защиты, предотвращая воспламенение низкотемпературных компонентов, что может вызвать пожар.

Пути улучшения схемы фильтра

Итого, если вы планируете повторить данную схему, вот несколько дополнений:

1. Разрядный резистор взять на более высокую мощность.
2. Предохранитель лучше должен находиться перед схемой, а не за ней.
3. Интервалы изоляции между дорожками слишком маленькие, надо увеличить.
4. Дроссель следует использовать один — с обмотками, намотанными на общий сердечник в двух направлениях.

Плата имеет размеры 80 x 50 мм, ширина соответствует электрической розетке IEC C14. Все сделано из легкодоступных и имеющихся у многих радиоэлементов, поэтому стоимость строительства составила 0 руб.