Как защиить домашнюю радиоаппаратуру от помех

Фильтры общего назначения серии B

Фильтры серии В (рисунок 1) — надежные и компактные фильтры по доступной цене. Большой диапазон рабочих токов, хорошая добротность и богатый выбор типов присоединения обеспечивают широкую область применения этих устройств.

Рис. 1. Внешний вид фильтров серии B

Серия B включает в себя две модификации — VB и EB, технические характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики сетевых фильтров серии B

Наименование Максимальный ток утечки, мА Рабочий диапазон частот, МГц Электрическая прочность изоляции (в течение 1 минуты), В Номинальное напряжение, В Номинальный ток, А
~120 В 60 Гц ~250 В 50 Гц «проводник-корпус» «проводник-проводник»
VB 0,4 0,7 0,1…30 2250 1450 ~250 1…30
EB 0,21 0,36

Электрическая схема фильтра приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Электрическая схема фильтра серии B

Ослабление сигнала помехи в дБ приведено на рисунке 3.

Рис. 3. Ослабление сигнала помехи фильтрами серии B

Предназначение фильтров ЭМС для частотных преобразователей

Частотный преобразователь создаёт сильные помехи, и их требуется свести к минимуму при комплектации монтаже, установке и эксплуатации электрического привода.

Преобразователи частоты неминуемо создают помехи, они являются основными источниками и виновниками больших скачков напряжения. Для нормальной работы приводной техники это оборачивается такими негативными явлениями, как:

  • избыточная энергия, передающаяся по проводу и называемая наведёнными помехами;
  • воздействие электромагнитных волн, то есть паразитное электромагнитное излучение.

Для всех этих негативных помех соответствует свой высокочастотный диапазон. Радиочастотные помехи также считаются частью электромагнитных помех, влияющих особенно на средства связи. Защитой от помех является фильтрация. ЭМС-фильтры обеспечивают соблюдение норм по электромагнитной совместимости и защищают от токов утечки, вызванных емкостью проводников. В совокупности с экранированным кабелем двигателя достигается нормальная работа техники.


Выходные ЭМС-фильтры для частотных преобразователей

ЭМС-фильтры делятся на активные и пассивные. И в тех и других присутствуют катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы. Отличие заключается в том, что в активных фильтрах применяются:

  • нелинейные элементы;
  • обратная отрицательная связь, то есть часть выходного сигнала подается на вход усилителя в противофазе.

Помимо этого, разумеется, активным фильтрам требуется питание. А, главное, они намного эффективнее, чем пассивные фильтрующие средства.

Разработка печатной платы

При разработке печатной платы необходимо учитывать как устойчивость устройства к проведенным или излученным электромагнитным помехам, так и работу аналоговой части устройства. К счастью, разработано много приемов конструирования печатных плат, эффективных с точки зрения аналоговой и аналого-цифровой производительности системы, а также способствующих улучшению помехоустойчивости устройства. Основная идея заключается в изоляции тех частей устройства, которые наиболее чувствительны к шумам и электромагнитным помехам. Так как все этапы преобразования сигнала и его цифровая обработка происходят в ИС AD7755, то надежность работы устройства определяется в первую очередь тем, как защищена микросхема AD7755.

Для того чтобы обеспечить точность в широком динамическом диапазоне, та часть платы, которая ответственна за обработку сигналов, должна находиться в условиях минимального электрического шума. Шум приводит к росту погрешности в процессе аналогово-цифрового преобразования, выполняемого ИС AD7755. Обычным источником шума в любом устройстве со смешанными сигналами является шум шины «земли», идущей к источнику питания. Здесь высокочастотный шум (возникающий из-за того, что цифровые сигналы имеют высокую скорость нарастания) может влиять на аналоговую часть устройства, так как шины «земли» аналоговой и цифровой частей имеют общий участок, идущий к источнику питания. Рис. 16 поясняет этот принцип.

Общепринятый метод преодоления такого рода неприятностей заключается в использовании отдельных цепей заземления, идущих к источнику питания, для аналоговой и цифровой частей схемы. Кроме того, необходимо приложить все усилия для того, чтобы импеданс этих цепей был по возможности низким. При разработке печатной платы для ИС AD7755 были предусмотрены отдельные заземляющие поверхности для того, чтобы изолировать друг от друга цепи заземления, идущие к источнику питания. Использование заземляющих поверхностей также гарантирует, что будет обеспечен очень низкий импеданс заземления.

Микросхема AD7755 и чувствительные к помехам сигнальные пути расположены в «тихой» части платы, которая изолирована от шумных компонентов устройства, таких, как источник питания, мигающий светодиод и т. д. Так как в устройстве используется источник питания с гасящим конденсатором, значительный ток (приблизительно 32 мА при напряжении сети 220 В) будет возвращаться по заземлению в фазный провод (точку заземления устройства). Эта проблема проиллюстрирована на рис. 17. При размещении источника питания на цифровой части печатной платы обеспечивается удаленность пути этого обратного тока от ИС AD7755 и аналоговых входных сигналов. Этот ток имеет ту же частоту, что и измеряемые сигналы и может отрицательно повлиять на точность прибора (в результате влияния помех от источника питания на аналоговые входы), если не будут приняты должные меры при разводке печатной платы. Кроме того, частично схема делителя для канала V2 (канала напряжения) находится на цифровой части платы. Это помогает избежать возможного влияния на канал V1 за счет того, что обеспечивается насколько возможно малая амплитуда аналогового сигнала на аналоговой («тихой») части платы. Напоминаем, что при сопротивлении шунта 350 мкОм диапазон напряжения на входе канала V1 изменяется в пределах от 35 мкВ до 14 мВ (от 2 до 800%·Ib). На рис. 17 показан предварительный эскиз размещения компонентов на печатной плате счетчика электроэнергии.

Разделение поверхностей на печатной плате, как показано на рис. 17, также позволяет нам применить метод «крепостного рва» с целью повысить устойчивость системы к электромагнитным помехам. Цифровая часть печатной платы — это место, куда подключаются линии фазы и нейтрали. Эта часть платы содержит схему подавления импульсных помех (варистор, ферритовый дроссель и т. д.) и схему источника питания. Поверхности «земли» соединены посредством ферритовой бусины, которая способствует изоляции аналоговой «земли» от высокочастотных помех.

Стабилизаторы напряжения

Если подаваемое напряжение в сети не соответствует заданным нормам, стабилизатор нормализует его. К тому же стабилизатор повторяет функции хорошего сетевого фильтра: защита от короткого замыкания, от перенапряжения и высоковольтных импульсов, а также фильтрация помех. Маломощные стабилизаторы можно устанавливать для отдельного электроприбора, например, для холодильника, так как этот прибор наиболее болезненно реагирует на скачки напряжения. Супермощные стабилизаторы устанавливаются для всей сети, такие модели наиболее полезны для загородных домов или в районах, где с напряжением постоянные проблемы.

В сетях 220 Вольт используются однофазные стабилизаторы, в сетях 380 Вольт — три однофазных либо один трехфазный. Хороший стабилизатор хоть и стоит в разы дороже сетевого фильтра, однако он реально защищает технику от серьезных перепадов напряжения и обеспечивает стабильную работу.

Реле напряжения

Реле напряжения, также называемые реле-прерывателями, производят размыкание электрических цепей при перепадах напряжения. После отключения питания реле через небольшие временные интервалы проверяет состояние напряжения, и при нормальных значениях возобновляет подачу тока.

Некоторые модели оснащения регуляторами, позволяющие настраивать реле под разные приборы, устанавливая верхний и нижний предел перепадов для отключения, а также время последующей активации. Существуют модели реле-прерывателей как для монтирования в электрощиток, так и для отдельной установки в розетку.

Цифровые беспроводные телефоны

Многие имеющиеся на современном рынке цифровые беспроводные телефоны работают в частотном диапазоне 2,4 ГГц или 5,8 ГГц, который также используется каналами или частотами беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. Проблема заключается в том, что это две совершенно разные системы, которые не понимают друг друга. В результате радиосигналы от двух разных систем будут передаваться одновременно, оказывая взаимные радиочастотные помехи. В большей степени это относится к случаю, когда используются цифровые беспроводные телефоны диапазона 2,4 ГГц с технологией FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum – Псевдослучайная перестройка рабочей частоты). При использовании модуляции FHSS радиочастотные сигналы этих телефонов перескакивают с одной частоты на другую во всем частотном диапазоне 2,4 ГГц. Такое скачкообразное «поведение» будет оказывать стойкие радиочастотные помехи расположенной в непосредственной близости беспроводной локальной сети стандарта 802.11. Подобные источники помех могут вызвать существенные сбои в работе беспроводных локальных сетей и снижать их пропускную способность.

Характеристика радиочастотного спектра

На протяжении долгих лет было выпущено огромное количество цифровых беспроводных телефонов. Они широко используются в домах и офисах, и также являются источником радиочастотных помех, влияющих на работу беспроводных локальных сетей стандарта 802.11.

На рисунках ниже показаны характеристики радиочастотного спектра для цифровых беспроводных телефонов 2,4 ГГц DSS, 2,4 ГГц FHSS, 5,8 ГГц DSS, и 5,8 ГГц FHSS, соответственно.

Характеристика радиочастотного спектра беспроводного телефона 2,4 ГГц DSS

(Power (dBm) = Мощность (дБм), Channel = Канал, Max-Hold = Максимальный уровень с удержанием, Max = Максимальный уровень, Avg = Средний уровень)

Характеристика радиочастотного спектра беспроводного телефона 2,4 ГГц FHSS

(Power (dBm) = Мощность (дБм), Channel = Канал, Max-Hold = Максимальный уровень с удержанием, Max = Максимальный уровень, Avg = Средний уровень)

Характеристика радиочастотного спектра беспроводного телефона 5,8 ГГц DSS

(Power (dBm) = Мощность (дБм), Channel = Канал, Max-Hold = Максимальный уровень с удержанием, Max = Максимальный уровень, Avg = Средний уровень)

Характеристика радиочастотного спектра беспроводного телефона 5,8 ГГц FHSS

(Power (dBm) = Мощность (дБм), Frequency (GHz) = Частота (ГГц), Max-Hold = Максимальный уровень с удержанием, Max = Максимальный уровень, Avg = Средний уровень)

Воздействие на сеть WLAN 802.11

Существует множество цифровых беспроводных телефонов диапазонов 2,4/5 ГГц, которые выпускаются разными производителями. Они широко используется в домах и офисах, где развернуты беспроводные локальные сети стандарта 802.11. Чтобы решить проблему с помехами от беспроводных телефонов диапазона 2,4/5 ГГц, необходимо сначала идентифицировать и определить их местонахождение в своей беспроводной сети.

Рекомендуемые действия

После успешного определения местоположения оказывающих помехи беспроводных телефонов для сведения к минимуму или устранения их радиочастотных помех сети WLAN стандарта 802.11 можно предпринять следующие действия:

  • Если цифровой телефон использует технологию FHSS, не тратьте время на переключение каналов точки доступа, так как радиочастотные сигналы от цифровых беспроводных телефонов будут передаваться по всем каналам или на всех частотах их рабочей полосы. Простая настройка канала точки доступа не является решением проблемы.
  • Если у вас беспроводная локальная сеть стандарта 802.11, избегайте или прекратите использование беспроводных телефонов в тех диапазонах, в которых работает сеть 802.11. Вместо этого, замените их телефонами DECT нового поколения, которые не используют частотные диапазоны 2,4 ГГц или 5 ГГц.
  • Если оптимальная пропускная способность сети WLAN не страдает, можно продолжать использовать свои беспроводные телефоны 2,4/5 ГГц вместе с беспроводной локальной сетью 802.11. Но постарайтесь при этом обеспечить максимальное расстояние между устройствами беспроводной локальной сети и базами беспроводных телефонов. Это позволит свести к минимуму оказываемые ими друг на друга радиочастотные помехи.

Высокочастотные помехи

Сетевые фильтры, обеспечивают сохранность вашей техники. Они включают в себя фильтр высокочастотных помех, защищающий электроприборы от различных сбоев в работе. А также в них есть и фильтр импульсных помех (защита от импульсных помех): таким образом, решаются сразу две проблемы.

Классические сетевые фильтры состоят из блока защиты, содержащего варисторы, а их вторая составляющая — емкостной или индуктивно-емкостной фильтр. Конденсатор совместно с катушкой индуктивности — это фильтр высокочастотных помех. А варисторы создают самый надежный из всех существующих на сегодняшний день фильтр импульсных помех.

Варисторы (полупроводниковое сопротивление) играют роль «ножниц», которые «обрезают» высокочастотные помехи, напряжение на уровне 800-1200 вольт и тем самым сохраняют технику, подключенную в розетки фильтра. Их целью является защита от импульсных помех. Когда импульс очень мощный, варисторы могут разрушиться, но техника не пострадает. Импульсные помехи не будут представлять угрозу для ваших электроприборов, если те подключены в сеть через сетевой фильтр.

Емкостной или индуктивно-емкостной фильтр, состоящий из конденсатора (емкостной фильтр) или конденсатора и катушки индуктивности (индуктивно-емкостной фильтр) защищают от высокочастотных помех, уменьшая их вредное воздействие. Степень уменьшения зависит от величины емкости конденсатора и индуктивности катушки.

Причины появления кондуктивных помех

Нарушения функционирования технических средств, как и помехи, непредсказуемы. Объяснением тому служат как множество различных механизмов возникновения помех, так и статистический характер помехоустойчивости у преобладающего числа средств автоматизации.

К причинам появления в системе кондуктивных ЭМП, то есть взаимного влияния приборов либо кондуктивных элементов, относятся:

  • напряжение питания с частотой 50 Гц;
  • ВЧ и НЧ тактовые сигналы;
  • сигналы в проводах управления либо линиях передачи (ЛП) данных;
  • коммутационные процессы в индуктивностях;
  • искровые разряды в момент замыкания и размыкания контактов.

При данных причинах появления кондуктивных ЭМП они могут иметь различные значения.

В следующей статье мы рассмотрим способы защиты от электромагнитных, в том числе кондуктивных, помех.

Виды тока

По способу генерации и свойствам электроток бывает постоянным и переменным. Постоянный – это такой, что не меняет своего направления. Он течёт всегда в одну сторону. Переменный ток периодически меняет направление. Под переменным понимают любой ток, кроме постоянного. Если мгновенные значения повторяются в неизменной последовательности через равные промежутки времени, то такой электроток называют периодическим.

Классификация переменного тока

Классифицировать изменяющиеся во времени токи можно следующим образом:

  1. Синусоидальный, подчиняющийся синусоидальной функции во времени.
  2. квазистационарный – переменный, медленно изменяющийся во времени. Обычные промышленные токи являются квазистационарными.
  3. Высокочастотный – частота которого превышает десятки кГц.
  4. Пульсирующий – импульс которого периодически изменяется.

Классификация помех

Все сетевые отклонения можно классифицировать по двум признакам: происхождению шумов и виду электромагнитной аномалии.

Причиной возникновения сетевых искажений являются:

  • природные явления (гроза, ионизация воздуха сияниями и т.п.);
  • техногенные влияния (аварии на линиях, коммутация мощных устройств и т. д.);
  • электромагнитные волны природного и техногенного происхождения.

Перечисленные причины могут вызвать серию импульсных помех или волны гармонических искажений, наложенные поверх синусоидального тока.

Наличие импульсных токов в сети очень вредно сказывается на работе современных бытовых приборов, часто насыщенных электроникой. Если не применять приборы защиты, электронные устройства могут выйти из строя, не говоря уже о качестве их работы. Разумеется, чувствительное оборудование разработчики защищают внедрёнными схемами подавления помех, но нередко требуются дополнительные внешние приборы, например, бесперебойные источники питания, сетевые фильтры (рис. 1) и другие.


Рис. 1. Защитные импульсные фильтры

При радиочастотных помехах большинство бытовых приборов могут нормально работать. Но к ним чувствительны радиоприёмники, телевизоры и некоторые медицинские приборы. Впрочем, современная цифровая радиоэлектроника довольно хорошо защищена от таких искажений.

Понимание причин искажений в электрической сети помогает решать проблемы защиты оборудования, осознанно подходить к выбору оптимальных схем подавления шумов.

Электричество. Основные понятия

2013-05-13

Теория 3 комментария

В этой статье предлагаю вам вспомнить базовые понятия в электрике, без которых любая работа, связанная с электричеством становится проблематичной.

Итак, любая электрическая цепь представляет собой совокупность различных устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Простейшая электрическая цепь может состоять из источника энергии, нагрузки и проводников.

Проводники — вещества, проводящие электрический ток. Они обладают малым удельным сопротивлением( т.е оказывают наименьшее сопротивление прохождению тока) и способны проводить электрический ток практически без потерь. Лучшими проводниками являются золото, серебро, медь и алюминий. Наибольшее распространение, вследствии дороговизны золота и серебра, получили медь и алюминий. Медь наиболее часто встречающийся проводник, в отличии от алюминия, обладающий большей устойчивостью к окислению и физическим воздействиям: изгибу, скручеванию. Недостатком меди, по сравнению с алюминием, является более высокая стоимость.

Помимо проводников существуют также диэлектрики — вещества которые обладают большим удельным сопротивлением электрическому току (т.е являются непроводящими электрический ток). К ним относятся пластмассы, дерево, текстолит и т.д

Также надо отметить и еще один тип — полупроводники. По своему удельному сопротивлению они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Проводимость этих материалов существенно меняется под влиянием внешних факторов. К числу полупроводников относятся многие химические элементы, но наибольшее распространение получили кремний и германий.

Источник энергии — это устройство, преобразующее механическую, химическую, тепловую и другие виды энергии в электрическую.

Нагрузка — потребитель электрической энергии, т.е любой электроприбор, который преобразовывает электрическую энергию в механическую, тепловую, химическую и т.д

Электрическим током в электротехнике называют направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля, создаваемого источником питания. Величина, характеризующая ток называется сила тока. Сила тока измеряется в Амперах и обозначается буквой А. Различают постоянный и переменный токи.

Постоянный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это ток, свойства которого и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current) — это ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах обозначается отрезком синусоиды «

». Основными параметрами переменного тока являются период, амплитуда и частота.

Период — промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.

Частота — величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).

Ток и напряжение в нагрузке увеличиваются и уменьшаются, а разница между минимальным и максимальным их значением называется амплитудой.

Измерение тока проводится амперметром, который подключается последовательно нагрузке.

Любой проводник в цепи, в зависимости от сечения, длины, материала, оказывает сопротивление прохождению электрического тока. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называют сопротивлением. Сопротивление измеряется в Омах (Ом).

Разность потенциалов на концах источника питания называется напряжением. Напряжение измеряют в Вольтах и обозначают буквой В (V). В трехфазной электрической сети различают такие понятия, как линейное и фазное напряжения. Линейное напряжение ( или иначе межфазное) — это напряжение между двумя фазными проводами (380V). Фазное напряжение — это напряжение между нулевым проводом и одним из фазных (220V). Измеряется напряжение вольтметром, который подключается параллельно нагрузке.

Еще одним важным понятием в электротехнике является понятие мощности. Мощность источника характеризует скорость передачи или преобразования электроэнергии. Мощность измеряется в Ваттах (Вт, W).

Суммарная мощность всех подключенных потребителей равна сумме потребляемых мощностей каждым потребителем. Робщ = Р1+Р2+. Рn

Различают понятия активной и реактивной мощности. P – активная мощность (эффективная), связана с той электрической энергией, которая может быть преобразована в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и др., измеряется в ваттах (Вт), представляет собой полезную мощность, которую можно использовать для выполнения работы.

Рекомендации по уменьшению электромагнитных помех в кабельных соединениях

Приведем несколько общих рекомендаций по увеличению устойчивости сервосистемы к электромагнитным шумам:

  1. Кабели, особенно в контурах обратной связи, не должны быть слишком короткими во избежание сильных изгибов и слишком длинными, так как это приведет к повышению уровня шума, искажающего сигнал. Если кабели двигателей и приводов длиннее, чем необходимо, они излучают больше помех. Кабели должны быть короткими насколько это возможно.
  2. Использование отдельных силовых кабелей и кабелей обратной связи снижает перекрестный шум между соединяющими двигатели с приводами сильноточными линиями, цепями с низковольтными сигналами обратной связи и другими аналоговыми и цифровыми линиями. Силовые и сигнальные кабели должны прокладываться, если это возможно, в разных каналах или находиться на расстоянии как минимум 10 см для токов до 20 А, 15 см для токов до 40 А и 20 см для токов до 80 А. Если силовые и сигнальные кабели скрещиваются, их нужно расположить строго перпендикулярно друг к другу.
  3. Композитные кабели (силовые линии/обратная связь) позволяют сэкономить место и упростить разводку, но существенно увеличивают вероятность влияния электромагнитных помех от силовых линий на цепь обратной связи. Сигнальные линии качественных композитных кабелей объединены в витые пары с двойной экранировкой.
  4. Многие производители серводвигателей поставляют готовые кабели вместе с системой. Эти кабели позволяют сэкономить время и обычно дают гораздо лучший результат по сравнению с кабелями собственного изготовления.
  5. При длине кабелей более 25 метров рекомендуется использование общих фильтров на двигателях.
  6. Когда применяются фильтры переменного тока питания, входы и выходы должны располагаться отдельно.
  7. В аналоговых цепях дифференциальные входы гораздо менее восприимчивы к шуму по сравнению с одноконтактными. Сигналы должны передаваться по экранированным кабелям с заземленной на обоих концах оплеткой. Экраны силовых кабелей также должны быть заземлены со стороны двигателя и привода, чтобы не допустить проникновения помех от обмоток двигателя в цепи.
  8. Экранировка кабелей в местах соединения должна быть полной. Не стоит оставлять «хвосты» оплетки для заземления, так как часть проводника остается открытой для электромагнитных помех. Не следует разделять кабели перед колодкой с терминалами. Все металлические части корпусов должны соединяться проводящими шнурами. Чтобы обеспечить хороший контакт, в местах крепления привода на панели следует удалить краску.

Оплетка

обычно состоит из сплетенных в сеть медных нитей, покрывающих отдельные проводники, витые пары или все жилы в кабеле одновременно. Доля покрытия определяется плотностью расположения нитей в оплетке и обычно составляет 60-95%. Больший процент покрытия означает лучшую защиту от электромагнитных помех и пониженное радиоизлучение. От диаметра нитей, обычно равного 32 и 40 AWG (прим.: American Wire Gauge (AWG) — используемая в США система стандартов маркировки толщины провода. Чем меньше номер AWG, тем толще провод и ниже его сопротивление), напрямую зависит гибкость оплетки, срок службы при изгибе и степень покрытия. Луженые нити более устойчивы к коррозии, обеспечивают лучший электрический контакт и удобнее при пайке, но не столь гибки, как неизолированные нити того же размера. Гибкие кабели для сервосистем обычно имеют оплетку из очень качественных неизолированных нитей. Сигнальные кабели должны состоять из заключенных в экран из фольги витых пар в общей оплетке.

Спиральная обмотка

обеспечивает большую гибкость и время жизни при изгибе, чем оплетка. Она состоит из оголенной или луженой проволоки, закрученной по спирали вокруг проводника.

Способы защиты

К сожалению, мы не можем управлять качеством электросети, но защитить бытовую технику вполне реально. В зависимости от того к каким искажениям чувствителен конкретный электрический прибор, выбирают соответствующий способ защиты. Снизить уровни помех помогают различные внешние устройства, встроенные электрические схемы, а также экранирование элементов конструкций и заземления.

Пример подавления помех показан на рисунке 3.


Рис. 3. График, иллюстрирующий фильтрацию тока

Эффективными являются следующие внешние устройства:

  • стабилизаторы напряжения;
  • ИПБ;
  • преобразователи частоты;
  • регулируемые трансформаторы;
  • сетевые фильтры и фильтрующие каскады (принципиальная схема простого фильтра изображена на рисунке 4).


Схема сетевого фильтра Особую трудность вызывает подавление высокочастотных импульсных искажений в диапазоне нескольких десятков МГц. Часто для этих целей используют защиту, применяемую непосредственно к источнику помехи.

Высоким уровнем защиты компьютеров и другой чувствительной электроники обладают бесперебойники. На рисунке 5 показано фото источника бесперебойного питания для защиты компьютера.


Рисунок 5. ИБП

В этих устройствах реализовано несколько защитных функций, но главная из них – снабжение питанием приборов в течение нескольких минут, с последующим корректным их отключением. С целью достижения максимального уровня защиты логично отдать предпочтение бесперебойному блоку питания.

Базовый ток (Ib) — стандарт IEC1036

Базовый ток (Ib) — это величина тока, относительно которой нормируется рабочий диапазон счетчика. В стандарте IEC1036 определяется класс точности прибора в динамическом диапазоне 0,05·Ib ≤ I ≤ IMAX. Эта величина тока также используется при тестировании счетчика на максимально допустимые величины различных параметров, таких, как диапазон рабочего напряжения или частоты сети. Наиболее близкий эквивалент в стандарте ANSI С12.16 — это тестовый ток. Значения тестового тока для счетчиков различного класса (с различным максимальным током) приведены ниже:

  • Class 10 — 2.5 A;
  • Class 20 — 2.5 A;
  • Class 100 — 15 A;
  • Class 200 — 30 A;
  • Class 320 — 50 A.

Литература

1.

2. Corcom Product Guide, General purpose RFI filters for high impedance loads at low current B Series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 15

3. Corcom Product Guide, PC board mountable general purpose RFI filters EBP, EDP & EOP series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 21

4. Corcom Product Guide, Compact and cost-effective dual stage RFI power line filters EMC Series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 24

5. Corcom Product Guide, Single phase power line filter for frequency converters FC Series, 1654001, 06/2011, p. 30

6. Corcom Product Guide, General purpose RFI power line filters — ideal for high-impedance loads K Series, 1654001, 06/2011, p. 49

7. Corcom Product Guide, High performance RFI power line filters for switching power supplies T Series, 1654001, 06/2011, p. 80

8. Corcom Product Guide, Compact low-current 3-phase WYE RFI filters AYO Series, 1654001, 06/2011, p. 111.

Сетевые и сигнальные EMI/RFI-фильтры от TE Connectivity. От платы до промышленной установки

Компания TE Connectivity занимает лидирующие позиции в мире по разработке и производству сетевых фильтров для эффективного подавления электромагнитных и радиочастотных помех в электронике и промышленности. Модельный ряд включает в себя более 70 серий устройств для фильтрации как цепей питания от внешних и внутренних источников, так и сигнальных цепей в широчайшей сфере применений.

Фильтры имеют следующие варианты конструктивного исполнения: миниатюрные для установки на печатную плату; корпусные различных размеров и типов присоединения питающих линий и линий нагрузки; в виде готовых разъемов питания и коммуникационных разъемов сетевого и телефонного оборудования; индустриальные, выполненные в виде готовых промышленных шкафов.

Сетевые фильтры выпускаются для AC и DC приложений, одно- и трехфазных сетей, перекрывают диапазон рабочих токов 1…1200 А и напряжений 120/250/480 VAC, 48…130 VDC. Все устройства характеризуются низким падением напряжения — не более 1% от рабочего. Ток утечки, в зависимости от мощности и конструкции фильтра, составляет 0,2…8,0 мА. Усредненный частотный диапазон по сериям — 10 кГц…30 МГц. Серия AQ рассчитана на более широкий диапазон частот: 10 кГц…1 ГГц. Расширяя области применения своих устройств, TE Connectivity выпускает фильтры для цепей нагрузки с низким и высоким импедансом. Например, высокоимпедансные фильтры серий EP, H, Q, R и V для низкоимпедансных нагрузок и низкоимпедансные серии B, EC, ED, EF, G, K, N, Q, S, SK, T, W, X, Y и Z для высокоимпедансных нагрузок.

Коммуникационные разъемы со встроенными сигнальными фильтрами выпускаются в экранированном, спаренном и низкопрофильном исполнении.

Каждый фильтр производства TE Connectivity подвергается двойному тестированию: на этапе сборки и уже в виде готового изделия. Вся продукция соответствуют международным стандартам качества и безопасности.

•••

Типы электромагнитных помех

Чтобы понять принципы экранирования, необходимо сначала понять принципы передачи электромагнитных помех через соединения, так как экранировка, предназначенная для одних типов соединений, может оказаться совершенно неэффективной для других. Более того, неправильная привязка (заземление) экрана может привести даже к худшим результатам, чем отсутствие самой экранировки. Четыре типа помех в цепях могут привести к ухудшению качества сигнала:

  • емкостные помехи;
  • индуктивные (магнитные) помехи;
  • внутренние помехи;
  • излучательные помехи.

Емкостные помехи

обычно доставляют меньше всего проблем и легче всего подавляются. Тем не менее, они могут приводить к искажению высокочастотных сигналов в проводниках с большим выходным сопротивлением. Характеристики: высокочастотные флуктуации напряжения, не связанные с изменением тока. Их можно заметить на осциллографе с обыкновенным заземлением. С точки зрения математических формул эти помехи можно отделить от излучательных помех. Способы подавления: использовать кабели с заземленной экранировкой

Заземление особенно важно, поскольку кабель находится в емкостной связи с экраном

Индуктивные (магнитные) помехи

возникают в результате воздействия сильного магнитного поля, действующего по принципу генератора. Это может привести к возникновению тока в проводнике с относительно низким импедансом и нарушить процесс передачи сигнала. Электромагнитные помехи данного типа и вызванные ими реакции в системе могут оказаться достаточно мощными для включения или отключения приборов. Характеристики: в индуктивных (магнитных) помехах отсутствует постоянная составляющая, частоты могут варьироваться от самых низких до самых высоких в пределах измерения (> 500 МГц). С математической точки зрения индукционные помехи описываются так же, как и емкостные. Способы подавления: как правило, эффективной оказывается витая пара с заземленной экранирующей оплеткой. Экранировка такого типа подавляет помехи от источников и приемников, снижая как излучение, так и поглощение индуктивных помех благодаря непосредственной близости проводников к заземленной оплетке. Индуктивные помехи пойдут по пути наименьшего индуктивного сопротивления, так что оплетка поглотит их до того, как они смогут достигнуть кабелей. Экранировка фольгой не столь эффективна из-за магнитных вихревых токов.

Внутренние помехи

— помехи, возникающие при непосредственном подключении источника шума к системе, например, когда источник питания создает импульсные помехи на линии переменного тока. Характеристики: внутренние помехи могут иметь ненулевую постоянную составляющую. Сдвиг постоянной составляющей — один из признаков типа соединения. Помехи могут оказаться низкочастотным (например, шум 50 Гц) и не будут описываться законами импеданса (кроме ограничения по мощности). Способы подавления: от внутренних помех нужно избавляться при помощи изоляции, фильтрации или других методов согласования импедансов. Экранировка неэффективна при подавлении, но, по крайней мере, поможет не допустить выход помехи за пределы системы. Сильные внутренние импульсные помехи в неэкранированной системе могут стать индуктивными.

Заключение

Напряжение и ток, хоть они и связаны между собой, определяются разными компонентами системы электропитания: напряжение – источником, а ток – потребителем электрической энергии. Эти параметры ни в коем случае нельзя путать. По отдельности ни напряжение, ни ток не выполняют никакой полезной функции. Согласно формуле (1), даже если у нас будет миллиард миллиардов вольт, но ток будет равен нулю, толку от такой системы не будет никакого, потому что энергия потребляется электроприбором только в случае одновременного присутствия на его выводах питания и напряжения, и тока. Только в этом случае оборудованием будет выполняться полезная работа, и его использование будет иметь практический смысл.

А вот конкретные значения напряжения и тока уже определяются здравым смыслом и опытом, накопленным за два века коммерческого использования электричества. И хоть в наших розетках и присутствует опасное для жизни напряжение, его величина является технически и экономически обоснованной и ее изменение повлечет за собой изменение качества нашей жизни. Поэтому с высоким напряжением придется смириться. Но самое главное – с ним нужно научиться правильно «дружить», поскольку безопасным электричество будет только при обязательном соблюдении всех правил обращения с электропроводкой и электрическими приборами.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Профессионал и Ко
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector