Audio schemos leopard
     
 



Audio by Minde

 
Linkiu gerai praleisti laiką mano asmeninėje svetainėje


Tinklo filtras "Sleek"
trečia (paskutinė) dalis
 

   Klausimas kuris iki šiol neatsakytas ir neiškeltas. Tai ar galima tokį filtrą naudoti patalpose kuriose nėra tikrojo įžeminimo? Atsakymas - galima. Tačiau tokį filtrą naudojant be įžeminimo jis nebus pilnai išnaudojamas. Dalis triukšmų nebegalės grįžti žemės laidu. Taip pat ne visai malonu žinoti (galbūt ir nežinojot anksčiau) kad pusė maitinimo įtampos bus korpuse.

   Atlikit eksperimentą. Jeigu Jūsų bute nėra įžeminimo, bet naudojatės asmeniniu stacionariu kompiuteriu (kurio maitinimas, beja yra panašaus principo - jam reikalingas įžeminimas) atlikite įtampos matavimą. Nustatykite multimetro rankenėlę ant padalos matuoti 230V kintamą įtampą. Vieną jo laidą prilieskite prie kompiuterio galinės sienelės (prie nedažytos skardos), o kitą prie pavyzdžiui televizijos antenos šarvo. Multimetras rodys pusę tinklo įtampos - 110V. Toks įtampos potencialas bus ir tarp aparatūros korpusų. Ir taip - pakratys palietus du skirtingus aparatus. Iš kitos pusės tai nereikia ant jų lipti ir apskritai nieko junginėti esant įjungtiems prietaisams.

   Taip yra dėl tokių detalių, kaip ir šiame filtre - dėl Y2 tipo kondensatorių, arba dviejų papildomų į žemę pajungtų varistorių. Toks jungimas dalina įtampą pusiau ir žemės laidas tampa po įtampa. Kaip ir kompiuterį, taip ir tokį filtrą galima tiesiog palikti ramybėje nieko nedarant, arba šiek tiek modifikuoti. Jeigu neplanuojate filtro kilnoti ar nešiotis pas draugus tas detales galima pašalinti visam laikui jų paprasčiausiai neįlituojant. Tai būtų du varistoriai įjungti į žemę (tiedu be šiluminio saugiklio), ir Y2 tipo kondensatoriai turintys 4n7 talpumą. Po tokios operacijos, o ir apskritai neturint patalpoj įžeminimo tinklo EMI filtravimas stipriai suprastės, bet DC offset'o numėmimas ir šuolių apsauga veiks.

   Žemės sujungimas su nuliu rozetėje yra draudžiama!

   Taigi dar kartą tinklo filtro schema:  

   Pirmiausiai saugikliai. Bet kokio tipo, ne daugiau kaip 6A vardinės srovės. Aš gavau 4A automatinius atsistatančius saugiklius montuojamus ant bėgelio. Manau toks variantas bus praktiškesnis nei keisti sudegusius. Su 4A saugikliais filtro galingumas apribojamas apie 900W.
   Naudojami varistoriai Epcos B72225T4271K101 arba tiesiog 25K275. Su šiluminiu saugikliu.Varistoriams panaudota LED indikacija apie jų (arba šiluminio saugiklio) darbinę padėtį. Jeigu LED nešviečia - varistoriaus saugiklis perdegė. Greičiausiai pats varistorius irgi. Jis keičiamas nauju. Diodai D1, D2 - 1N4004. Jie formuoja įtampos kritimą LED'ui. Šviesos diodas taip pat pagal salvą ir norą (na suprantama ne koks power LED). Du rezistoriai po 82K, arba panašaus dydžio, Jis riboja srovę LED'ams. Jeigu ryškumas netenkina galima rezistoriaus varža sumažinti. Mano atveju ryškumo pakanka. Rezistoriai sklaidys apie 0,5W, tad patariu rinktis varžą kokius 4 kartus galingesnę. Ne mažiau 2W.
   Nedidelio induktyvumo orinės ritės suvyniotos ant 15mm skersmens vamzdelio. Vyniojama 5-6 vijos 1,45mm lakuotu (izoliuotu) laidu. Tiek ritės diametras tiek plius minus vijų skaičius nėra kritiški. Svarbu parinkti ne per ploną vielą, kad laikytų apkrovos srovę.
   Du nedideli varistoriai pajungti į žemės laidą. B72210-S 271-K101. Jau minėjau dėl jų naudojimo. Iš šių keturių varistorių ir dviejų droseliukų susideda įtampos šuolių apsauga. Toliau elektromagnetinės spinduliuotės filtras:
   Du nuosekliai sujungti 220K rezistoriai skirti iškrauti kondensatoriams, kuomet atjungiama apkrova. Naudojami du rezistoriai, nes vienam perdegus yra didelė tikimybė sukelti trumpą jungimą. Tuomet sekantis rezistorius nuo to apsaugos.
   Du kondensatoriai šalia droselio. Būtinai X2 tipo. Šio tipo, kaip ir Y2 tipo kondensatoriai specialiai skirti tinklo įtampai, sukonstruoti taip, kad nelaimės atveju jie niekada nesukels trumpo jungimo, neužsilipesnos ir pan. Tad reikia naudoti tik šio tipo. Tas pats galioja ir Y2 tipo į žemę pajungtiems kondensatoriukams. Kitas svarbus dalykas tarp X2 ir Y2 kondensatorių yra jų talpos parinkimas. Optimaliausiam triukšmų slopinimui jų santykis turi būti apie 100 kartų. Jeigu X2 tipo kondensatoriai 100nF, tai Y2 kondensatoriai 100 kartų mažesnės talpos ir atvikščiai.
   Brangi ir svarbi dalis yra droselis. Jų fiziniai gabaritai greitai auga norint išlaikyti tinkamą induktyvumą bei didelę srovę. Aš naudoju jau paskaičiuotą EMI filtrą, ir žinau, kad reikalingas induktyvumas prie 470nF kondensatorių yra 3,9mH. Belieka išsirinkti reikiamą srovę. Naudoju Schaffner droselį RN152-6-02. Jis laiko 6A esant 40 laipsnių temperatūrai. Nepaisant to droselio srovę reikėtų rinktis su 20 procentų atsarga, nes arti jo maksimalių parametrų jo šerdis gali pradėti sotintis. Rinkitės žinomų firmų ir kokybiškus droselius. Šis yra užlietas kažkokia derva. Neardomas. 20 procentų nuo 6 A yra minus 1,2A. Tiek be baimės galiu naudoti. 4 amperų saugikliai priekyje filtro parinkti neatsitiktinai. Mėgstu gerus rezervus. Štai ir visa EMI triukšmų filtracija. Naudojant tokį EMI filtrą po Surge filtro, įtampos šuolių filtracija yra dar labiau pagerinama.
   DC apsaugos dalis reikalauja truputį paskaičiavimo. Įdomu tai, kad DC blokuoja ne diodai, bet kondensatorius. Diodai tik sukuria įtampos kritimą kondensatoriams. Keturi vienetai diodų parenkami su kuo didesne pikine srove. 6A40 kuo puikiausiai tinka. Yra pakankamai kompaktiški. Iš dviejų elektrolitinių kondensatorių sukuriamas vienas bipolis, kurio talpa tampa lygi pusei elektrolitinio kondensatoriaus. Abu kondensatoriai vienodi su taip pat kiek įmanoma didesne pikine srove. Paprastai tokie būna pramoniniai, bet atitinkamai ir didelių gabaritų. Aš išsirinkau Epcos B41231 serijos C4229M Snap-In, 16V ir 22mF (22000uF) talpos. AC Ripple Current at 120Hz - 5.39A. Kondensatorių darbinė įtampa ne mažiau 16V net jei kritimas ties diodais vos voltas. Geriau ir dar aukštesnė kondensatorių įtampa. Kuo aukštesnė kondenstaorių įtampa, tuo paprastai didesnę pikinę srovę laiko kondensatorius. Kuo didesni kondensatoriaus gabaritai, tuo geriau jis aušinsis. Taip pat ilgesnis jo ilgaamžiškumas. Jeigu yra galimybė ir vietos korpuse, rinkitės gabaritiškai didelius kondensatorius.

Šiek tiek paskaičiavimų kaip parinkti tinkamos talpos kondensatorių:

   Įtampos kritimas diodui yra teorinis - 0,7V. Du diodai nuosekliai - dvigubai daugiau. Rod Elliot rekomenduojama skaičiavimus atlikti esant 1V dydžiui. Veiks, žinoma ir ties kitokim vertėm. Svarbu neviršyti 1,4V. Saugią ribą aš laikysiu kaip 1V. Skaičiuojant kondensatoriaus talpą, f - tinklo dažnis, PI - 3,14. Rezultatas gaunamas faradais.

   Taigi ties saugiu režimu tinklo filtro pastovus galingumas bus 3,46*230=796W. Maksimalus galingumas - 4,844*230=1114W. Taip daugmaž teoriškai, o praktiškai viską apvalinam atitinkamai 800W ir 1000W. Atlikus paskaičiavimus filtro konstravimas beveik ir baigiasi. Ties kiekviena rozete montuojamas 100nF-470nF kondensatorius. Prie pat gnybtų. Tinkamai ekranuojamas visas filtras. Visi įrengimai audio grandinėje turi būti pajungti į filtrą norint pasiekti geriausią rezultatą.

Techniniai filtro duomenys:

Tinklo įtampa: 220-240V
Tinklo dažnis: 50-60Hz
Maksimali srovė į apkrovą: 4A
Galingumas: 880W
Triukšmų slopinimas be ekranavimo
Common mode triukšmų slopinimas : 47-50dB
(-3dB ties 18KHz)
Differential-mode triukšmų slopinimas: 47-50dB
(-3dB ties 35KHz)
DC offset nuėmimas testuotas su: 0,27V RMS
Two-way Medium Voltage viršįtampių ir šuolių apsauga su indikacija: taip
Varistorių slopinimo įtampa: 710V
Ypač aukšta pikinė slopinimo srovė: 2x20kA (20000A)
Išėjimo lizdai: European Shuko 4 vnt.

   Bandymai ir perklausos:

   Pirmasis bandymas truko maždaug dvi valandas su nuo EMI neekranuotu filtru prisuktu prie aliuminio pado. Truko pakankamai trumpai, bet bent jau tuo metu jokių pokšėjimų kolonėlėse nebuvo. Laukėm kol šaldytuvas priterš į tinklą, patys teršėm junginėdami elektrinę viryklę (kuri tikriausiai turi įžeminimą), laukėm kol kaimynai pradės plakti baltymų kokteilius su savo viską tarkuojančiais mikseriais, bet nesulaukėm. Aparatūra dirbo tvarkingai.

Vieta būsimų bandymų aprašymams.

   Užtruks šiek tiek laiko, kol pilnai baigsiu filtro korpusą, pagaminsiu tinkamą ekraną (pražiopsojau internetinam aukcione lieto aliuminio dėžutę), bet informuosiu apie naujienas.

Vieta korpuso gamybos nuotraukoms.

   Daugiau informacijos ir medžiagos kitomis kalbomis galima rasti pavyzdžiui paieškojus JAV patentuose. Sakykim apie Gas Discharge Tube (kas būtų irgi labai geras pasirinkimas konstruojant dar sudėtingesnį ir dar labiau nuo įtampos šuolių saugantį filtrą), MOV panaudojimus ir pan. Deja, iš daug skaitymo atsirenakama labai maža realiai panaudojama dalelė. O ir visokių vingrybių nauda be platesnės informacijos neaiški.

Lietuvišką trumpą straipsnelį "Apie iš elektros tinklo ateinančius trikdžius" galite paskaityti adresu:

http://audio.ring.lt/buzz/trikdz.html

   Esu šiek tiek atsargus ir be mėgstamų pakankamai didelių rezervų konstruojant su elektrine įranga elgiuosi atsargiai. Stipriai rekomenduoju nepalikti tiklo filtro stand-by režime. Tai yra įjungto į tinklą esant atjungtoms apkrovoms. Tinklo filtras taip pat turi būti išjungiamas išjungus visą aparatūra. Metaliniame korpuse sumontuotas tinklo filtras yra saugesnis daugeliu atvejų negu mediniame ar plastmasiniame korpuse.

Konstruodamas esi PATS ATSAKINGAS už savo ir kitų saugumą.  

Naudota literatūra:

http://www.audio-hi-fi.ru/workshop/filtr.htm
http://cxem.net/house/1-189.php
http://www.east-trading-ltd.com/pdf/app001b.pdf
http://www.compliance-club.com/currentissue/print_article.asp?artid=500
http://www.freewebs.com/acselectronics/mainsfilter.html
http://www.ofcom.org.uk/static/archive/ra/topics/research/RAwebPages/Radiocomms/pages/mittech/design/filtering.htm
http://www.soundstage.com/maxdb/maxdb071998.htm
http://www.tapemakersupply.info/efinet/pdfs/mov_ppr.pdf
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_varistor.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Surge_Protector
http://www.littelfuse.com/products/gas-discharge-tubes.aspx
http://www.nepsi.com/mvtvss.htm
http://devicemusic.ucoz.ru
Example of Noise Suppressions in AC Power Supplies
Elector Electronics 8-4
/98
Elektuur 1998.7/8
Panasonic EMI filters
ep2000 technical note
Erico technical note TN CR 0016
Jensen Transformers Inc., Bill Whitlock Understanding Ground Loops
Įvairūs JAV patentai AC Mains Filters
Materials for Electromagnetic Interference Shielding., D.D.L.Chung., ASM International
Design Techniques for EMC
Application manual for Power Supply Noise Suppression and Decoupling., muRata.
http://audio.ring.lt/buzz/trikdz.html
http://www.compliance-club.com
http://wings.buffalo.edu/academic/department/eng/mae/cmrl/Materials%20for%20electromagnetic%20interference%20shielding.pdf
http://wiki.answers.com/Q/How_does_the_coil_of_wire_wrap_around_the_iron_core_works_as_a_surge_suppressor
http://science.howstuffworks.com/voltage-surges-spikes-different.htm
http://www.westernextralite.com/resources.asp?key=64
http://www.sweetwater.com/insync/power-spike-versus-power-surge/
http://sound.westhost.com/articles/xfmr-dc.htm
ir kita...

2013.11.01

 

Copyright © 2006-2015
Leopard