DIY zabezpieczenie przeciwprzepięciowe dla stacji radiowej. Filtry przeciwzakłóceniowe. Jak działa zabezpieczenie przeciwprzepięciowe?

Urządzenie elektroniczne lub elektryczne jest kompatybilne elektromagnetycznie, jeśli nie emituje zakłóceń, które mogłyby zakłócać pracę innych urządzeń znajdujących się w pobliżu, a jednocześnie musi być odporne na zakłócenia emitowane przez urządzenia sąsiednie. Jednym ze sposobów przedostania się zakłóceń jest przejście sieć elektryczna. Aby ograniczyć wyładowania różnicowe i ogólne, które mogą przedostać się do urządzenia z sieci, stosuje się filtry liniowe.

Zasada działania ogranicznika przepięć

Napięcie służy jako napięcie zasilania sieciowego AC, zmieniając się zgodnie z prawem sinusoidalnym. Jednak prawidłowy kształt sygnału ulega zniekształceniu pod wpływem prądów rozruchowych i przetworników impulsów. Pojawia się składnik harmoniczny. W rezultacie sygnał sinusoidalny składa się z nałożonych na niego sygnałów o różnej częstotliwości. Wpływ na to mogą mieć także zaburzenia równowagi fazowej, procesy przejściowe przed skokami napięcia i skokami prądu.

Takie zakłócenia mogą spowodować uszkodzenie wrażliwych komponentów. obwody elektroniczne, zakłócają odbiór sygnału.

Filtry sieciowe instalowane są pomiędzy siecią a odbiorem i zbudowane są z prawidłowo podłączonych elementów pasywnych – cewek i kondensatorów.

1. Reaktancja indukcyjna X (L) = 2 πf x L. Dlatego sygnał o wysokiej częstotliwości nie jest przepuszczany;
2. Pojemność X (L) = 1/2 πf x C. Wybierając odpowiednią pojemność, możesz odciąć niepożądane częstotliwości. Przy wysokich częstotliwościach kondensator praktycznie zwiera obwód i uniemożliwia dotarcie takiego sygnału do obciążenia.

Ważny! Moc wyjściową obwodu mierzy się za pomocą kondensatora. Przy niskiej częstotliwości będzie wysoka, a przy wysokiej częstotliwości będzie odwrotnie.

Aby rozładować kondensator po wyłączeniu napięcia, potrzebny jest aktywny opór w obwodzie.

Proste urządzenie przeciwprzepięciowe

Ochronniki przeciwprzepięciowe są dostępne w różnych wersjach. Część z nich to filtry gotowe do montażu płytka drukowana. Zaprojektowano je tak, aby zajmowały jak najwięcej miejsca mniej miejsca. Filtry te, zwykle w konfiguracji jednostopniowej, są umieszczone w zwartej obudowie i mają ograniczoną maksymalną wydajność.

W sprzedaży dostępne są listwy przeciwprzepięciowe, czyli przedłużacze posiadające kilka gniazd. Drogie urządzenia mają:

1. Filtr LC. „Zero” i „faza” 220 V są podłączone do dwóch dławików o indukcyjności od 50 do 200 μH, pomiędzy którymi podłączone są kondensatory o pojemności 0,22-1 μF;
2. Warystor. Część półprzewodnikowa o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej. Gdy napięcie wejściowe wzrasta, wzrasta jego opór;
3. Automatyczny przełącznik. Jeśli prąd nagle wzrośnie, zadziała jak bezpiecznik.

Tanie urządzenia sieciowe do tego celu w ogóle nie mają filtra LC. Producenci ograniczają się jedynie do warystora, który nie jest w stanie chronić przed zakłóceniami powodowanymi przez harmoniczne.

Niektóre urządzenia, na przykład zasilacze komputerowe, mają preinstalowane filtry, ale nie wszystkie. Niedrogie modele z reguły nie są wyposażone w filtry ze względów ekonomicznych.

Jak samodzielnie wykonać zabezpieczenie przeciwprzepięciowe

Aby zrobić zabezpieczenie przeciwprzepięciowe Własnymi rękami możesz użyć gotowego taniego filtra, po prostu dodając do jego obwodu.

Uzupełniony obwód filtra sieciowego 220 V zakłada, że ​​warystor i wyłącznik automatyczny pozostają na miejscu, ale filtr jest prawie całkowicie zmontowany przy użyciu elementów RLC.

1. Dławiki wraz z kondensatorami są głównymi elementami obwodu filtra. W rzeczywistości nie ma znaczenia, gdzie C2 jest zainstalowany: przed czy za elementami stykowymi gniazd, ponieważ ich rezystancja jest wyjątkowo niska i prawie nie ma wpływu na sygnał wyjściowy. Ale w obudowie tuż za rzędem gniazd może być wolne miejsce. Możesz obejść się bez drugiego kondensatora, dostosowując parametry pierwszego;

Ważny! Pojemność kondensatorów mieści się w zakresie 0,22-1 µF przy napięciu 630 V, aby zapewnić ich stabilną pracę, gdy zakłócenia prowadzą do wzrostu napięcia.

1. Cewki są wybierane z otwartym rdzeniem ferrytowym. Parametry prądu nie powinny być mniejsze niż wartość jego obciążenia. Indukcyjność – 10 µH i więcej;
2. Pierwsze dwa rezystory podłącza się przed dławikami, aby ograniczyć zakłócenia pomiędzy warystorem i kondensatorami. Nagłe skoki napięcia do wysokich wartości są tłumione przez warystor. Jest ich niewiele, przykładem jest wyładowanie atmosferyczne. Jednak inne, mniej znaczące skoki sygnału mogą być nieco zmniejszone ze względu na spadek napięcia na rezystorach. Dobór rezystancji odbywa się w oparciu o zapewnienie równowagi;

Ważny! Z jednej strony dla lepszej filtracji potrzebny jest duży opór. Z drugiej strony zmniejsza to napięcie wyjściowe i zwiększa straty ciepła. Dlatego rezystancje dobiera się w zależności od podłączonej mocy (im większa, tym niższa rezystancja). Załóżmy, że przy mocy 500 W potrzebny jest rezystor 0,22 oma. Moc rezystorów należy ograniczyć do 5 W.

1. Rezystor R3 podłączony do rozładowywania kondensatorów musi mieć co najmniej 510 kOhm i moc 0,5 W.

Zmodyfikowany schemat

W przypadku stosowania dławików o innych parametrach obwód filtra sieciowego można zmienić poprzez wyłączenie z niego rezystorów. W tym celu stosuje się cewki o dużej indukcyjności (200 μH). Przy takich elementach rezystory nie będą potrzebne, ponieważ same cewki zapewnią dobrą filtrację. Kondensator można pobrać przy napięciu 280 V (podobne są instalowane w źródłach bezprzerwowe zasilanie).

Filtr przeciwprzepięciowy oparty na cewce dwuuzwojeniowej

Poniższy obwód montowany jest nie w oparciu o gotowy filtr sieciowy, ale osobno, na płytce drukowanej. Wystarczy kilka kondensatorów i dwuuzwojeniowa cewka indukcyjna.

Funkcjonowanie obwodu w dużej mierze zależy od jakości uzwojenia cewki, co wymaga przestrzegania pewnych zasad:

1. Do rdzenia należy wybrać pierścień z ferrytu NM o przenikalności magnetycznej 400-3000 i średnicy około 2 cm;
2. Jeśli pierścień nie jest izolowany, najpierw należy owinąć obwód magnetyczny tkaniną izolacyjną (tkaniną lakierowaną);
3. Nawiń dwoma drutami PEV w jednym rzędzie w różnych kierunkach, unikając nakładania się zwojów (w sumie około 7-15 zwojów). Pole przekroju poprzecznego drutu zależy od mocy obciążenia.

Kondensatory są instalowane na wejściu i wyjściu obwodu. Parametr napięcia nie jest niższy niż 400 V.

Zgodnie ze schematem uzwojenia cewki indukcyjnej są połączone szeregowo i pola magnetyczne znoszą się nawzajem. Kiedy przechodzi sygnał o wysokiej częstotliwości, reaktancja indukcyjna uzwojeń wzrasta. Kondensatory spełniają swoją funkcję poprzez zakłócenia zwarciowe.

Jeśli to możliwe, płytka drukowana jest umieszczona w metalowej obudowie lub ogrodzona cienką metalową ścianą. Odpowiednie przewody powinny być możliwie najkrótsze.

Przy prawidłowym montażu dowolnego zabezpieczenia przeciwprzepięciowego jakość sygnału zauważalnie wzrośnie.

Wideo

Dany schemat obwodu prosty filtr przeciwprzepięciowy, który pomoże chronić sprzęt radioelektroniczny zasilany z sieci prądu przemiennego przed zakłóceniami.

Filtr składa się z dwóch kondensatorów i dławika. Obwód jest bardzo prosty, ale mimo to jego działanie w dużej mierze zależy od prawidłowego wykonania przepustnicy 1-2-3-4.

Ryż. 1. Schemat prostego filtra sieciowego chroniącego przed zakłóceniami.

Ryż. 2. Pierścienie ferrytowe do wykonania dławika.

Uzwojenia 1-2, 3-4 dławików zawierają 15 zwojów drutu MGTF (drut w izolacji fluoroplastycznej). Można również użyć zwykłego drutu emaliowanego o średnicy 0,25 - 0,35 mm.

Ryż. 3. Jak nawinąć dławik na zabezpieczenie przeciwprzepięciowe.

Weźmy to pierścień ferrytowy pierścień o średnicy około 20 mm, nawijamy na niego dwa zwoje w różnych kierunkach i w różnych kierunkach, aż spotkają się na drugiej połowie pierścienia. Zasadę uzwojenia pokazano na rysunku 3. W ten sposób uzwojenia są nawinięte w różnych kierunkach i każde na własnej połówce pierścienia ferrytowego.

Kondensatory w obwodzie muszą być zaprojektowane na napięcie 400 V lub większe.

Bardziej zaawansowany obwód filtra sieciowego pokazano na rysunku 2; tutaj zakłada się, że wraz z zasilaniem 220V mamy również przewód uziemiający. Znajduje się tam również przełącznik S1 i bezpiecznik F1, które służą do włączania i wyłączania zasilania oraz zabezpieczają przed przetężeniem obciążenia.

Ryż. 2. Schemat bardziej zaawansowanego domowego zabezpieczenia przeciwprzepięciowego.

Dławik produkujemy według tej samej zasady co obwód z rysunku 1. Średnicę drutu dławika, prąd bezpiecznika i moc rozłącznika należy dobrać w oparciu o pobór mocy w dławiku obciążenie.

Wykonując prosty filtr oparty na dławiku i kondensatorach, możesz znacznie zmniejszyć ilość zakłóceń. Jeśli potrzebujesz lepszego filtrowania, będziesz musiał sięgnąć po więcej złożone schematy filtry z kilkoma jednostkami filtrującymi.

Aby podłączyć komputer i urządzenia peryferyjne do sieci energetycznej, zwykle będziesz potrzebować duża liczba gniazdka W tym przypadku praca zasilacza komputera, monitora, systemu audio i innych urządzeń ma charakter pulsacyjny. Tacy odbiorcy mogą zepsuć jakość sieci zasilającej, nasycając ją niepotrzebnymi harmonicznymi, które mogą zakłócać pracę innych podłączonych do niej urządzeń. Szczególnie wrażliwe na jakość zasilania są telewizory, monitory, ładowarki do telefonów i sprzęt komputerowy. Oprócz zakłóceń w sieci mogą wystąpić skoki napięcia i prądu, które mogą również uszkodzić drogi sprzęt. Aby rozwiązać wszystkie te problemy, zaleca się podłączenie urządzeń za pośrednictwem . Jednak jego koszt może poważnie uderzyć w twoją kieszeń, zwłaszcza jeśli musisz kupić kilka urządzeń do różnych miejsc, więc rzemieślnicy domowi są zainteresowani pytaniem, czy można go samemu złożyć. W tym artykule powiemy czytelnikom strony, jak zrobić zabezpieczenie przeciwprzepięciowe własnymi rękami i jakie materiały będą do tego potrzebne.

Projekt

W najprostszym ochronniku przeciwprzepięciowym jest tylko . Jest to urządzenie półprzewodnikowe, które po przekroczeniu określonego napięcia zamienia się w rezystor i ulega zwarciu. W rezultacie może nastąpić zadziałanie wyłącznika automatycznego zainstalowanego w domu lub, jeśli impuls będzie krótki, jego energia zostanie rozproszona przez warystor w postaci ciepła. Element ten stosowany jest w ogranicznikach przepięć i zasilaczach w celu ochrony przed przepięciami wysokiego napięcia. W zależności od rodzaju warystora może on tłumić impulsy o różnej wielkości.

Ta wersja warystora jest najtańsza, ale poza przepięciami niczego nie chroni i nie filtruje. Zakłócenia w dalszym ciągu przedostają się do sieci i zakłócają pracę otaczającego i zasilanego sprzętu.

Do filtrowania harmonicznych o wysokiej częstotliwości powszechnie stosuje się filtry L, LC i RLC, które można również zainstalować w filtrze sieciowym.

Oprócz takich opcji istnieją również modele, w których przewód zasilający przechodzi przez pierścień ferrytowy lub wykonuje wokół niego kilka zwojów. W rzeczywistości jest to kolejny element L (indukcyjny), który jest potrzebny do filtrowania składnika szumu o wysokiej częstotliwości.

Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe DIY

Najprostszy obwód filtra składa się z przełącznika i warystora, tak to wygląda:

V1 to warystor, jego oznaczenie „471” oznacza, że ​​jego napięcie robocze wynosi 470 V, a im większa jest jego średnica, tym więcej energii może pochłonąć bez eksplozji. Zatem niż duże rozmiary Jeśli zainstalujesz warystor, tym lepiej, o ile będzie pasować do rozmiaru. Oto przykład ogranicznika przepięć zmontowanego według tego schematu, ale w wersji fabrycznej. To tanie urządzenie, które tłumi jedynie impulsy wysokiego napięcia. Może jednak zawieść nieodwracalnie przy szczególnie silnym przypływie.

Aby Twój ogranicznik przepięć rzeczywiście był filtrem przeciwzakłóceniowym, musisz dodać kolejny element filtrujący - dławik.

Schematy są oczywiście dobre, ale jak zrobić filtr przeciwprzepięciowy z improwizowanych środków? Dość proste! Prawie zawsze jak ktoś lubi coś majstrować, to trafi na stary, niepotrzebny lub niedziałający zasilacz, on ma taki filtr na wejściu. Pozostaje tylko go wylutować. Na zdjęciu stoi w najbliższym nam rogu tablicy. Ta część składa się z rdzenia ferrytowego i owiniętego wokół niego lakierowanego drutu miedzianego.

Jest to dławik z dwoma uzwojeniami, przez jedno z nich przechodzi faza, a przez drugie zero, więc indukcyjność jest częścią filtra sieciowego i zmniejsza poziom zakłóceń.

Swoją drogą zasilacz da radę bez niego, wielu Chińczyków tak robi swoje produkty, często można to spotkać w tanich zasilaczach do komputerów i nie tylko. Z tego powodu w sieci występuje tak duża ilość niepożądanych zakłóceń.

Jeśli nie znalazłeś takiego elementu w swoich zapasach, możesz poszukać pierścienia ferrytowego o przenikalności magnetycznej 400-2000 nm i owinąć go lakierowanym drutem miedzianym PEV-2 (można zastosować uzwojenie pierwotne od 50 Hz transformator sieciowy) o średnicy 0,5 mm, zależy to od mocy obciążenia, które chcesz podłączyć. Owiń go wokół pierścienia jak pokazano na rysunku, uprzednio owinąwszy go kilkoma warstwami dielektryka, na przykład: taśmą izolacyjną, tkaniną lakierowaną, taśmą Kapton.

Należy używać drutu z wysokiej jakości, nieuszkodzoną powłoką lakierniczą. A po nawinięciu, dla niezawodności, przykryj część kilkoma warstwami lakieru. Pętlę na końcu należy przeciąć, najlepiej nawinąć dwoma równoległymi drutami jednocześnie.

Dobry schemat, który można łatwo wykonać własnymi rękami, wygląda następująco:

A oto konkretna wersja jego implementacji „sprzętowo”. Podstawą jest para filtrów z zasilacza.

Lepiej jest używać ceramiki lub folii. Można je również wyjąć z zasilacza; często znajdują się tam w pobliżu złącza sieciowego w prostokątnej obudowie w kształcie równoległościanu.

Jeśli dysponujesz niepotrzebnym zasilaczem możesz po prostu odciąć część płytki z filtrem i wykorzystać go. Oto przykład na zdjęciu wskazujący, co należy odciąć, aby w ciągu kilku minut uzyskać zabezpieczenie przeciwprzepięciowe. Należy tylko uważać, aby nie zmostkować warstw płytki metalowymi opiłkami, gdyż może to doprowadzić do zwarcia. I pamiętaj, aby ze względów bezpieczeństwa umieścić gotowe urządzenie w nieprzewodzącej obudowie.

A oto kolejna wersja schematu do powtórzenia. To jest to, co jest używane w wielu zasilaczach ATX:

Ochronnik przeciwprzepięciowy to przydatne i proste urządzenie, które nie jest trudne do wykonania samodzielnie w domu. A jeśli wziąć pod uwagę, że wiele osób ma kilka niepotrzebnych, niesprawnych urządzeń, okazuje się, że części zamienne dosłownie leżą nam pod nogami. Dlatego wyprodukowanie urządzenia, które może przedłużyć lub nawet uratować życie drogiego sprzętu, jest przedsięwzięciem bardzo opłacalnym. Na koniec zalecamy obejrzenie kilku ciekawych instrukcji wideo dotyczących montażu domowego urządzenia przeciwprzepięciowego:

Przybory

Dla ochrony urządzenia elektryczne przed skokami napięcia należy zastosować specjalne ograniczniki. Sugerujemy, aby zastanowić się, jak działają zabezpieczenia przeciwprzepięciowe, jak samodzielnie wykonać urządzenie, a także jakie urządzenie lepiej kupić.

Co to jest filtr

Filtr przeciwprzepięciowy do komputera, pralka i inny sprzęt AGD - jest to urządzenie chroniące komputer i inny sprzęt elektroniczny przed skokami napięcia w sieci energetycznej.

Zdjęcie – Nowoczesne filtry

Wiele osób uważa, że ​​konwertery sieciowe i przedłużacze sieciowe to zupełnie nieistotna różnica: podczas gdy przedłużacz po prostu dzieli sygnał wyjściowy na kilka portów, filtr ma za zadanie chronić komputery, telewizory i inną elektronikę przed Napięcie prądu przemiennego, a także zakłócenia w linii zasilającej. Główna różnica polega na tym, że filtr wytrzymuje nie tylko stałe obciążenia, ale także nagłe przepięcia, uderzenia pioruna, a nawet może chronić dane osobowe podczas nagłego wyłączenia światła.

Wideo: przegląd filtrów sieciowych

Opis zasady działania

Umożliwia to standardowy filtr przeciwprzepięciowy prąd elektryczny wzdłuż kabla od gniazdka do szeregu instalacji elektrycznych i urządzenia elektroniczne podłączony do urządzenia. Jeżeli napięcie w gniazdku wzrośnie powyżej dopuszczalnego poziomu, urządzenie zasilacza awaryjnego przekieruje dodatkową energię elektryczną z gniazdka do przewodu uziemiającego.

Najpopularniejszy typ zabezpieczenia przeciwprzepięciowego zawiera element zwany warystorem z tlenku metalu (MOV), który usuwa dodatkowe napięcie. MOV tworzy połączenie między fazową linią energetyczną a linią uziemiającą.

Sam warystor składa się z trzech części: części tlenkowo-metalowej znajdującej się pośrodku kabla łączącego przewody zasilające i uziemiające, które wykonane są z dwóch półprzewodników. Te urządzenia półprzewodnikowe mają zmienną rezystancję, która zmienia się wraz z napięciem. Kiedy napięcie spada poniżej pewnego poziomu, elektrony w półprzewodnikach strumieniowych łączą się w taki sposób, że tworzą bardzo wysoką rezystancję. Jeśli napięcie przekroczy ten poziom, elektrony zachowują się inaczej, tworząc niższy opór. Jeśli napięcie odpowiada określonej rozdzielczości, warystor nie robi nic.

Zdjęcie – Filtr linii miejskiej

Gdy tylko dodatkowy prąd zostanie skierowany do filtra i do masy, napięcie w linii fazowej powraca do normalnego poziomu. Zatem zabezpieczenie przeciwprzepięciowe Pilot (Pilot), Defender, inne tylko odwracają prąd impulsowy, pozwalając jednocześnie innym urządzeniom podłączonym do przewodu kontynuować pracę w normalnym tempie. Innymi słowy, sieciowe tłumiki hałasu działają jak zawór wrażliwy na ciśnienie, który otwiera się tylko wtedy, gdy zostanie zastosowane zbyt duże ciśnienie.

Zdjęcie – Profesjonalny obwód filtra

Jak wybrać zabezpieczenie przeciwprzepięciowe

Wybór stabilizatorów napięcia sieciowego, filtrów i przedłużaczy nie jest tak prosty, jak się wydaje. Eksperci podkreślają kilka kryteriów, które urządzenie musi spełniać:

1. Zastanów się, ile portów powinien mieć wzmacniacz sieciowy. Wskazane jest, aby urządzenia miały jak najwięcej odgałęzień, znacznie zaoszczędzi to Twój czas, zmniejszy liczbę kabli w mieszkaniu i zwiększy bezpieczeństwo;
2. Wszystkie wzmacniacze mają określoną granicę tłumienia szumów, ochrony przeciwprzepięciowej i obciążalności mocy. Szczególnie ważne jest w tym względzie obliczenie urządzeń bramowych i ich charakterystyk. Zastanów się także z wyprzedzeniem, jak podłączyć rozdzielacz; nie możesz włączyć kilku wydajnych urządzeń jednocześnie (pralka, hydrobox, klimatyzatory i kuchenka);
3. Sprawdź uszczelkę UL, upewnij się, że jest to „tłumik przejściowego napięcia”. Koniecznie sprawdź, czy urządzenie posiada certyfikat laboratorium jakości UL 1449;
4. Określ przeznaczenie urządzenia: jest to przedłużacz do komputera, pralki z zabezpieczeniem przed wodą lub sprzętu audio;
5. Sprawdź gwarancję i kartę naprawy. Niektóre transformatorowe jednofazowe i trójfazowe stabilizatory napięcia mogą zapalić się z powodu przepięcia, ale jeśli są certyfikowane, nie powinno się to zdarzyć.

Jak zrobić filtr w domu

Samo wykonanie listwy przeciwprzepięciowej z wyłącznikiem nie jest bardzo trudne, pod względem wydajności urządzenie to nie ustąpi Svenowi Optima Base 5 m Black, Power Cube, Belkin (Belkin), APC PF8VNT3-RS.

Rozważmy instrukcje krok po kroku:

Różny amatorskie obwody radiowe do montażu zabezpieczenia przeciwprzepięciowego dla sprzętu:

Zdjęcie - Początkowy obwód przedłużacza
Zdjęcie – Filtr przeciwprzepięciowy
Zdjęcie – Obwód filtra przeciwprzepięciowego

Korzystając z tych informacji, możesz zrobić maszynę liniową własnymi rękami. W takim przypadku zasilacze mogą mieć dowolne odczyty mocy i częstotliwości; najważniejsze jest obliczenie przepustowości poszczególnych części.

Przegląd cen filtrów

Produkcja stabilizatorów liniowych i zasilaczy UPS jest obecnie bardzo rozwinięta; sprzedaż odbywa się w każdym dużym sklepie elektrycznym. Bardzo dobre recenzje jeśli chodzi o przemysłowe ochronniki przeciwprzepięciowe na 8 gniazdek, to jest to najlepsze urządzenie, jednak cena jest trochę za wysoka. Ale takie urządzenia są używane w sprzęcie zasilającym.

Ile kosztuje przedłużacz z maszyną od producenta o długości do 2 metrów i 5 gniazd w Rosji i na Ukrainie:

audioHigh-End, Hi-fi, MONSTER, BURO 600A-5m, FurutechE-TP80-E, APCESsentialSurgeArrest 5, SVENplatinumProBlack, Saturn, UPS, Universal, VEKTOR, Xindak, ITPLEADER, SATELLITE (3x0,75), MOST stają się coraz bardziej popularne (MOST) oraz filtry domowe FPBM-1, FSP, FSPK i FP-2. Oczywiście do określenia wydajności potrzebne będzie porównanie urządzeń, badania eksperymentalne i jasne obliczenia regulatorów.

Zdjęcie – Filtr przeciwprzepięciowy

Aby zaoszczędzić pieniądze, forum elektromechaniki zaleca kupowanie urządzeń hurtowo lub samodzielne ich składanie.

Mówiąc prościej w prostym języku wówczas zabezpieczenie przeciwprzepięciowe to trójnik z wyłącznikiem, bardzo często używany do podłączenia komputera do sieci elektrycznej. Urządzenie to można znaleźć na półkach sklepów z artykułami elektrycznymi, a także już podłączone do gniazdka w mieszkaniach i domach. Ale dlaczego potrzebujesz listwy przeciwprzepięciowej i co jest w niej wyjątkowego? Porozmawiamy o tym dalej.

Cel zabezpieczenia przeciwprzepięciowego

Wiadomo, że w gniazdku znajduje się zasilacz prądu przemiennego o napięciu 220 woltów. „Zmienna ()” oznacza, że ​​jej wartość i/lub znak nie są stałe, lecz zmieniają się w czasie zgodnie z pewnym prawem.

Charakter generowania maszyny elektryczne(generatory) jest taki, że na zaciskach wyjściowych generowany jest sinusoidalny EMF. Jednak wszystko byłoby dobrze, gdyby wszystkie urządzenia miały charakter rezystancyjny, nie występowały prądy rozruchowe i nie zawierały przetworników impulsów. Niestety tak się nie dzieje, bo... Większość urządzeń ma silnik indukcyjny, pojemnościowy, szczotkowany, źródła impulsowe moc wtórna. Cały ten skomplikowany zestaw słów jest głównym winowajcą zakłóceń elektromagnetycznych.

Nie bez powodu zaczęliśmy ten artykuł od rozmowy o zakłóceniach elektromagnetycznych. Zakłócenia te „psują” równy kształt sinusoidy. Tworzą się tak zwane harmoniczne. Jeśli rozwiniesz prawdziwy sygnał z wyjścia w postaci szeregu Fouriera zobaczymy, że sinusoida została uzupełniona o różne funkcje, o różnych częstotliwościach i amplitudach. Kształt fali napięcia w prawdziwym gniazdku jest daleki od ideału.

Jaki jest więc efekt końcowy? Problemem urządzeń nadawczych radiowych jest słabe zasilanie. Po prostu Twój telewizor lub radio będą doświadczać zakłóceń. Oprócz zakłóceń ze strony konsumentów, w sieci występują zakłócenia pochodzenia losowego, których nie jesteśmy w stanie przewidzieć. Są to przepięcia, spadki napięcia spowodowane przerwami w dostawie prądu, włączeniem dużego obciążenia itp.

Przeczytaj także: Zasada działania pralki - czyli jak ją wynaleziono

Ochronnik przeciwprzepięciowy jest potrzebny, aby:

1. Odfiltruj zakłócenia, aby zapewnić czyste zasilanie urządzeń.
2. Zmniejsz zakłócenia pochodzące od zasilaczy.

Jak działa zabezpieczenie przeciwprzepięciowe?

Co dziwne, filtrowanie niepotrzebnych składników sygnału odbywa się za pomocą specjalnych filtrów; są one montowane z cewek indukcyjnych (L) i kondensatorów (C). Ograniczanie przepięć wysokiego napięcia – warystory. Dzieje się tak dzięki takim pojęciom elektrycznym, jak stała czasowa, prawa komutacji, reaktancja.

Stała czasowa to czas potrzebny na naładowanie kondensatora lub indukcyjność na magazynowanie energii. Zależy od elementów filtrujących (R, L i C). Reaktancja to rezystancja elementów, która zależy od częstotliwości sygnału, a także od ich wartości. Występuje w cewkach indukcyjnych i kondensatorach. Jest to spowodowane jedynie przeniesieniem energii prądu przemiennego do pola elektrycznego lub magnetycznego.

Krótko mówiąc, za pomocą reaktancji można zredukować i ograniczyć harmoniczne wysokiej częstotliwości naszej sinusoidy. Wiadomo, że częstotliwość zasilania w gniazdku wynosi 50 Hz. Oznacza to, że należy obliczyć filtr dla częstotliwości o rząd wielkości wyższych lub większych. Rezystancja cewki indukcyjnej rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości, podczas gdy rezystancja kondensatora maleje. Oznacza to, że zasada działania filtra sieciowego polega na tłumieniu składowych sinusoidy sieci o wysokiej częstotliwości, przy minimalnym wpływie na główną składową 50 Hz.

Zobaczmy, co jest w środku

Ustaliliśmy, gdzie używany jest filtr sieciowy, więc teraz zastanówmy się, z czego składa się prawdziwy filtr sieciowy, abstrahując od teorii.

1. Filtr zakłóceń.
2. Przycisk lub przełącznik.
3. Warystor.
4. Grupa Rozeta.
5. Przewód zasilający.

Wewnątrz drogiego i wysokiej jakości filtra zwróć uwagę na baterię kondensatorów po prawej stronie i wymiary cewki indukcyjnej pośrodku:

Przejdźmy do porządku - filtr. Konstrukcja takiego elementu to filtr LC. Przewody neutralny i fazowy z gniazdka zostaną podłączone do cewki indukcyjnej (każdy do własnej), a pomiędzy nimi będzie 1 lub więcej kondensatorów. Typowe oceny części:

• indukcyjność każdej cewki wynosi 50-200 μH;
• kondensatory 0,22-1 µF.

Przeczytaj także: Sterowanie żyrandolem za pomocą dwóch przewodów | Elektryka i mały prąd

Warystor jest elementem półprzewodnikowym o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej. Po osiągnięciu określonego napięcia chroni obciążenie poprzez zwarcie wejściowych obwodów mocy, przejmując na siebie „uderzenie”. Potrzebne do ochrony sprzętu przed „złym odżywianiem”. Najczęściej stosowanym warystorem jest napięcie 470 V. Zasada działania takiego zabezpieczenia jest oczywista – podczas skoków napięcia obwody zasilające zabezpieczane obciążenie są zbocznikowane przez warystor.

Zawartość taniego filtra, w ogóle nie ma dławika - jego wydajność jest minimalna, ale wciąż jest warystor (niebieski na środku ramki), który uratuje Cię przed skokami napięcia:

Po co ci przełącznik dwustabilny, skoro wszystko może działać bez niego? Tylko po to, żeby nie wyciągać za każdym razem wtyczki z gniazdka, bo najczęściej sprzęt stacjonarny podłączany jest poprzez zabezpieczenie przeciwprzepięciowe. Zmniejszy to zużycie płytek stykowych gniazda.

Schemat ideowy filtra sieciowego:

Gdzie stosuje się filtr i co zrobić, jeśli go nie ma?

Faktem jest, że w zasilaczach wysokiej jakości trzeba go montować bezpośrednio na płytce, a tym bardziej w zasilaczach dużej mocy, np. komputerowych. Ale niestety Twoje ładowarki do smartfona, zasilacz z laptopa, fluorescencyjny i Lampy LED najczęściej nie mają ich w swoim składzie. Wynika to z faktu, że chińscy producenci upraszczają obwody swoich urządzeń, aby obniżyć ich koszt. Często zdarza się, że na płytce są miejsca na części, które mają za zadanie filtrować zakłócenia, ale po prostu nie są one przylutowane i zamiast nich są zworki. Bloki komputerowe- to osobny temat, prawie każdy ma ten sam obwód, ale wykonanie jest inne, a najtańsze modele nie mają filtra.

Możesz zredukować zakłócenia pochodzące od telewizora lub innego urządzenia, które chcesz chronić i poprawić właściwości jego zasilacza dodając taki filtr do zwykłej listwy zasilającej. Można go samemu zmontować lub wydobyć z dobrego, ale niepotrzebnego lub wadliwego zasilacza.