Фільтр придушення високочастотних імпульсних електромагнітних завад, випромінювання

Фільтри імпульсних перешкод потрібні для того, щоб забезпечити безпечну і комфортну експлуатацію радіоелектронних пристроїв, перш за все імпульсних, так як саме вони найчастіше є джерелами електромагнітного випромінювання. Паразитне електромагнітне випромінювання викликає нестабільну роботу оточуючих приладів, наприклад, телевізорів, магнітофонів, радіоприймачів. Вимірювальна апаратура божеволіє. Наприклад, виміряти електронним тестером вихідна напруга імпульсного джерела живлення без фільтра неможливо. Дія такого випромінювання на людину мало вивчено, але навряд чи воно корисне.

Причини виникнення високочастотних імпульсних перешкод

Причина виникнення високочастотних імпульсних перешкод банальна. Швидкість світла не нескінченна, і електромагнітне поле поширюється зі швидкістю світла. Коли у нас є пристрій, як-то перетворює мережеве напруга шляхом частих перемикань, ми очікуємо, що в проводах живлення, що йдуть до мережі, будуть виникати пульсації струмів, спрямованих назустріч один одному. По одному дроту струм втікає в прилад, по іншому - випливає. Але все зовсім не так. За рахунок кінцівки швидкості поширення поля імпульс впадає струму зрушать по фазі щодо випливає. Таким чином, на деякій частоті високочастотні струми в мережевих проводах течуть сонаправленнимі, синфазно.

Вашій увазі добірки матеріалів:

З малюнка видно, що ми отримали класичну штирові антену. Мережеві проводи з точки зору високочастотних сигналів пов'язані з землею. Один з них (нуль) - насправді заземлений, а між другим (фаза) і нулем величезна паразитная ємність, що забезпечує вільне проходження високих частот.

Ця антена випромінює наші перешкоди.

Усунення високочастотного випромінювання

Щоб усунути перешкоди, потрібно розірвати ланцюг, що зв'язує джерело живлення з Землею. Але розірвати так, щоб розрив був проходимо для напруги 50 або 60 Гц, але не проходимо для перешкод. Для цього логічно застосувати котушку індуктивності. При цьому намотаємо її так, щоб магнітне поле, створюване годує струмом від мережі, що йде по проводах в протифазі, компенсувалося, а магнітне поле синфазного струму перешкод посилювалося. Це дозволить нам уникнути насичення сердечника, адже поле від яке живить струму не буде його намагнічувати.

параметри фільтра

У літературі є формули для розрахунку таких фільтрів. Я пробував ними користуватися, але вони часто не потрапляють навіть в порядок. Тому фільтри доводиться робити експериментально або купувати з уже заданими характеристиками. При покупці, перш за все, треба звернути увагу на допустимий струм. Я для всіх своїх приладів виготовляю однаковий фільтр, з однаковим числом витків, але з проводом різного діаметру в залежності від потужності.

При виготовленні фільтра дуже важливо забезпечити мінімальну паразитне ємність між початком і кінцем кожної обмотки. Саме ця ємність сильно псує фільтри, так як шунтирует індуктивність. Краще зробити фільтр з меншою індуктивністю, але з мінімальною паразитного ємністю, ніж навпаки. Так що я використовую таку конструкцію. Беру ферритові кільце (як визначити його розмір, трохи нижче). Намотую на нього виток до витка дріт потрібного діаметру так, щоб між початком і кінцем обмотки залишилося 10 мм відстані, що не заповненого проводом. Ізолюю обмотку. Намотую поверх тим же проводом, в ту ж сторону, з тією ж кількістю витків ще одну обмотку. Намотувати легко. З внутрішньої сторони кільця витки лягають в поглиблення, утворені витками першої обмотки. Із зовнішнього боку витки другої обмотки поміщаються між витками першої.

Два дроти з одного боку (від першої і другої обмоток) підключаю до мережі, два дроти з іншого боку - до свого виробу.

Розрахунок роблю так: 1 квадратний міліметр перетину дроту - на 5 ампер струму навантаження. Далі вважаю діаметр проводу, виходячи з потрібного перетину. Обмотку завжди мотаю 50 витків. Це з сильним запасом. Обираю кільце, щоб помістилося 50 витків потрібного дроти в один шар, плюс залишився просвіт 10 мм між початком і кінцем.

[Довжина внутрішнього кола кільця, мм] = [50] * [Діаметр проводу, мм] + [10, мм]

[Внутрішній діаметр кільця, мм] = [Довжина внутрішнього кола кільця, мм] / [ПІ]

Зовнішній діаметр і товщина кільця особливого значення не мають, так як навіть найменші типорозміри з відповідним внутрішнім діаметром підходять. Параметри фериту теж не важливі, так як 50 витків вистачає зазвичай на будь-якому феррите.

До речі, такий фільтр захищає і сам пристрій від електромагнітних завад з мережі, так як він їх теж не пропускає.