Мережевий фільтр: пристрій, принцип роботи, призначення

Якщо говорити зовсім простою мовою, то мережевий фільтр – це такий трійник з вимикачем, дуже часто застосовується для підключення комп’ютера до електромережі. Цей пристрій можна зустріти на прилавках магазинів електротоварів, а також вже підключеним до розетки в квартирах і будинках. Але для чого потрібний мережний фільтр і що в ньому особливого? Про це ми і поговоримо далі.

Призначення мережевого фільтра

Відомо, що у вас в розетці є мережа змінного струму напругою в 220 Вольт. «Змінна напруга (струм)» означає, що його величина і / або знак непостійні, а змінюються з плином часу за певним законом.

Природа генеруючих електричних машин (генераторів) така, що на вихідних клемах генерується ЕРС синусоїдальної форми. Однак все було б добре, якби всі пристрої мали резистивний характер, були відсутні пускові струми, і не мали в своєму складі імпульсних перетворювачів. На жаль, так не буває, тому що більшість пристроїв мають індуктивний, ємнісний характер, щіткові двигуна, імпульсні джерела вторинного живлення. Весь цей складний набір слів – це головні винуватці електромагнітних завад.

Ми почали статтю з мови про електромагнітні перешкоди не просто так. Ці перешкоди «псують» рівну форму синусоїди. Утворюються так звані гармоніки. Якщо розкласти реальний сигнал з розетки у вигляді ряду Фур’є ми побачимо, що синусоїда доповнилася різними функціями, різної частоти і амплітуди. Форма напруги в цій розетці стала далека від ідеальної.

Ну і що в результаті? Погане електроживлення – проблема для радіопередавальних пристроїв. Попросту ваш телевізор або радіоприймач буде працювати з перешкодами. Крім перешкод від споживачів в мережі присутні перешкоди випадкового походження, які ми не можемо передбачити. Це сплески, перепади напруги від перебоїв електропостачання, включення потужного навантаження і т.д.

Мережевий фільтр потрібен для того, щоб:

  1. Відфільтрувати перешкоди для чистого харчування пристроїв.
  2. Знизити перешкоди, які виходять від живлять приладів.

Як працює мережевий фільтр

Фільтрація непотрібних складових сигналу здійснюється, як це не дивно, спеціальними фільтрами, їх збирають з індуктивностей (L) і конденсаторів (С). Обмеження сплесків високої напруги – варисторами. Це працює завдяки таким електротехнічним поняттям – постійна часу і закони комутації, реактивний опір.

Постійна часу – це час, за яке заряджається конденсатор або накопичує енергію індуктивність. Залежить від елементів фільтра (R, L і C). Реактивний опір – це опір елементів, яке залежить від частоти сигналу, а також від їх номіналу. Присутній у индуктивностей і конденсаторів. Обумовлено тільки передачею енергії змінного струму електричного або магнітного поля.

Простими словами – за допомогою реактивного опору можна знизити, обмежити високочастотні гармоніки нашої синусоїди. Відомо, що в розетці частота харчування 50 Гц. Значить потрібно розраховувати фільтр на частоти на порядок вище і більш. У індуктивності опір зростає з ростом частоти, у конденсатора – падає. Тобто принцип роботи мережевого фільтра полягає в придушенні високочастотних складових мережевий синусоїди, при цьому надаючи мінімальний вплив на основну 50 Гц складову.

Дивимося що всередині

Ми розібралися, де застосовується мережевий фільтр, тому тепер давайте розберемося, з чого складається реальний мережевий фільтр, абстрагуємося від теорії.

  1. Фільтр перешкод.
  2. Кнопка або тумблер.
  3. Варистор.
  4. Розеткова група.
  5. Мережевий шнур.

Нутрощі дорогого і якісного фільтра, зверніть увагу на батарею конденсаторів справа і розміри дроселя по центру:

Підемо по порядку – фільтр. Конструкція такого елемента представляє собою LC-фільтр. Нульовий і фазні дроти з розетки підключаться до котушки індуктивності (кожен до своєї), а між ними 1 і більше конденсаторів. Типові номінали деталей:

  • індуктивність кожної котушки – 50-200 мкГн;
  • конденсатори 0,22-1 мкФ.

Варистор – це напівпровідниковий елемент з нелінійної ВАХ. При досягненні певної напруги, прикладеного до нього, захищає навантаження короткочасним замиканням вхідних ланцюгів харчування, приймаючи «удар» на себе. Потрібен для того, щоб зберегти вашу техніку від «поганого харчування». Найчастіше застосовується варістор на 470 Вольт. Принцип дії такого захисту очевидний – при скачках напруги ланцюга харчування захищається навантаження шунтуються варистором.

Вміст дешевого фільтра, тут взагалі немає дроселя – його ефективність мінімальна, але все ще є варістор (блакитний в центрі кадру), і він врятує від стрибків напруги:

Для чого потрібен тумблер, якщо все може працювати і без нього? Просто щоб ви не смикали кожен раз вилку з розетки, адже, найчастіше через мережевий фільтр підключається стаціонарне обладнання. Це знизить знос контактних пластин розетки.

Принципова схема мережевого фільтра:

Де застосовується фільтр і що робити, якщо його немає

Справа в тому, що в якісних блоках харчування він повинен бути встановлений, прям на платі і тим більше на БП обладнанням, наприклад комп’ютерних. Але, на жаль, ваші зарядні пристрої для смартфона, БП від ноутбука, ЕПРА люмінесцентних та світлодіодних ламп найчастіше не мають їх у своєму складі. Це пов’язано з тим, що китайські виробники спрощують схеми своїх пристроїв для зниження їх собівартості. Часто буває, що на платі є місця для деталей, призначення яких фільтрувати перешкоди, але вони просто не розпаяні і замість них стоять перемички. Комп’ютерні блоки – це окрема тема, схема практично у всіх одна, але виконання різний, і в найдешевших моделях фільтр відсутній.

Ви можете знизити перешкоди вашого телевізора або іншого пристрою, який хочете захистити і поліпшити властивості його електроживлення доповнивши звичайний подовжувач таким фільтром. Його можна зібрати самому або витягти з хорошого, але непотрібного або несправного БП.

Наостанок рекомендуємо переглянути корисне відео по темі:

Мережевий фільтр – це просте, але корисний пристрій, яке покращить якість електроживлення ваших приладів і знизить шкоду, що наноситься його частоті роботою імпульсних БП, а область застосування досить широка – використовуйте його для будь-якої сучасної апаратури. Його пристрій дозволяє повторити схему навіть початківцю радіоаматорові, а ремонт не складе труднощів. Використання мережевого фільтра вкрай бажано для споживачів будь-якого роду.

Ссылка на основную публикацию