Для чего нужен сетевой фильтр?

Обзор производителей

Какой бы прибор ни был установлен, он защищает сеть от помех, которые создает бытовая техника, сглаживает скачки напряжения, чтобы микросхемы, сенсорные устройства не сгорели.

ФПС для стиральных машин Zanussi, Whirlpool, Atlant и других продаются в магазинах электроприборов, на специализированных рынках.

К недорогим моделям можно отнести продукцию марок Xiaomi (Китай), MOST и Pilot (Россия). Фильтр АПС (Америка) относится к продукции премиум класса. По соотношению цена/качество лидируют SVEN (Финляндия), ZIS Pilot (Россия). А самый доступный — ЭРА российского производства.

Промышленные и самодельные фильтры для трехпроводной системы питания

Среди серийно выпускаемых изделий имеются довольно полезные технические решения, на которые домашнему мастеру стоит обратить внимание

Краткий обзор полезных функций заводских моделей

Одной из популярных разработок, широко представленной в торговле, считается серия фильтров Pilot разных конструкций.

Принципиальная электрическая схема сетевого фильтра Пилот показана на картинке для облегчения понимания его возможностей.

Остановлюсь на задачах, которые призван решать Pilot XPro, специально созданный для комфортной работы, продления ресурса подключенных потребителей и снижения расхода электричества. Это:

Функция Master Control определяет одну розетку основной (как master-розетка). На нее подключают основной потребитель мощностью более 50ватт, например, системный блок компьютера.

При его включении автоматика одновременно запитывает три других розетки с периферийным оборудованием. Она же отключает их при снятии питания с основного блока.

На корпусе имеются розетки, не управляемые микропроцессорной автоматикой. Их используют для освещения, телефона, другого оборудования

Более подробные сведения об этом оборудовании можете узнать в коротком видеоролике владельца ZIS Company.

2 самодельные схемы, обеспечивающие качественную работу аудиоустройств

Сразу замечу, что нашел их я на просторах интернета и не проверял. Однако автор этих разработок sergeon вызвал доверие своими комментариями и объяснениями. Поэтому публикую их для повторения в порядке сложности.

Простой сетевой фильтр для аудио

Слева показан десятиомный резистор, подключенный параллельно с диодами, расположенными встречно между корпусом аудиоприбора и землей. Диоды устраняют токи утечек, которые могут возникнуть в этой цепочке. Резистор же пропускает их небольшую величину, ограничивая вероятность образования перенапряжение.

Синфазный трансформатор собран из двух одинаковых индуктивностей 4,7 mH, подключенных встречно. Он устраняет синфазные помехи, но хорошо пропускает основной сигнал.

Его работу дополняют два конденсатора по 1nF, соединенные средней точкой с контуром земли. По этому пути они отводят ослабленные трансформатором помехи, не пропускают их дальше в рабочую схему.

На конечном участке пути сигнала работает резистивно-емкостная цепочка Цобеля. Она предохраняет всю конструкцию от бросков ЭДС самоиндукции, которые появляются при отключениях питания.

Улучшенная конструкция сетевого фильтра для истинных меломанов

Ниже показываю вторую, более доработанную разработку этого же автора.

Принцип ее работы кратко поясню по маршруту прохождения основного сигнала: слева на право. Индексом PGND помечен защитный РЕ-проводник, а GND — это корпус устройства.

Сразу на входе две емкости по 1nF снижают электромагнитные синфазные шумы. Диоды и резистор работают, как и в предыдущем случае.

Сюда же добавлен предохранитель с плавкой вставкой на 1 ампер. Его вполне достаточно для защиты внутренней схемы.

Но, если ток потребления у вашей аудио системы большой и предохранитель выбивается от нагрузки, то всю схему этого девайса необходимо пересчитать под повышенную мощность и заново выполнить ее перемонтаж.

Роль варистора R2 уже описана выше. Терморезистор же R3 здесь добавлен для снижения величины бросков тока во время включения. Он сберегает ресурс оборудования, частично срезает частоту.

Два резистора R4 и R5 автоматически разряжают конденсатор C3 при отключении питания, а их последовательное включение повышает надежность системы за счет обеспечения запаса по величине напряжения.

Индуктивность первого синфазного трансформатора повышена до 25 миллигенри.

Емкости C4 и C5 дополнительно погашают синфазные шумы на землю. Но в двухпроводной схеме питания они просто затруднят работу трансформатора Т1, шунтируя его выход. Для такого случая предусмотрена перемычка на J7. Ее снятие обеспечивает подключение T1 в режим борьбы только с дифференциальными помехами.

Далее идут две индуктивности L1, L2 и емкость C6, создающие главное препятствие для диф помех.

Синфазный трансформатор T2 качественно завершает борьбу с посторонними электромагнитными сигналами.

Дополнительной задачей емкости С7 является снижения искрения в контактах выключателя. А последние элементы C8 и R6 подавляют образование резонансных явлений выключателем, исключают искрение.

Заканчивая статью хочется еще раз обратить внимание, что схемы сетевого фильтра устраняют помехи только в двух случаях, когда они приходят:

Если у вас есть что добавить к изложенному мной материалу, то воспользуйтесь разделом комментариев.

Источник

Устройство сетевого фильтра

В зависимости от комплектации и ценовой категории сетевого фильтра, в нем могут быть установлены различные компоненты, являющиеся элементами тех или иных видов защиты. На данном этапе познакомимся с максимальной комплектацией сетевого фильтра.

Итак, «правильный» сетевой фильтр должен содержать в своем составе следующие элементы.

Кнопка включения

Подает питающее напряжение на группу розеток. Функционал достаточно простой — банальное включение и отключение напряжения для всех устройств, подключенных к фильтру. Может совмещать в себе функции предохранителя, вызывая обесточивание розеток при необходимости.

С точки зрения безопасности наиболее правильными считаются широкие кнопки, одновременно размыкающие линейный и нейтральный проводники. Так фаза никогда не появится на контактах при отключенной кнопке.

Предохранитель

Основная задача предохранителя — защита питающей сети от коротких замыканий в цепях потребителей, а также отключение устройств при превышении расчетной мощности, на которую спроектирован сетевой фильтр. Значения мощности и допустимого тока указываются на информационной табличке, нанесенной на корпус устройства.

Предохранитель состоит из биметаллической пластинки, разрывающей цепь питания при превышении заданной температуры, обусловленной протеканием по цепям токов больших величин. Восстановить цепь можно спустя некоторое время, необходимое для отключения неисправного устройства и остывания биметаллической пластины, просто нажав на кнопку предохранителя.

Варистор

Варистор выполняет в устройстве функцию защиты от импульсного (кратковременного) перенапряжения, вызванного помехами или грозовыми разрядами.

Физически он представляет собой переменный резистор, сопротивление которого резко меняется при достижении определенного порогового значения напряжения. Причем чем выше напряжение порогового значения, тем меньше сопротивление элемента. Таким образом, при прохождении импульса высокого напряжения, варистор шунтирует цепь и вызывает срабатывание предохранителя. При этом, как правило, элемент приходит в негодность.

Конденсатор

Основная задача конденсатора — отсечь от нагрузки высокочастотную помеху, возникающую между фазным и нейтральным проводниками, и вернуть ее обратно в сеть, поскольку он является прекрасным проводником сигналов высокой частоты.

Как правило, для защиты используются конденсаторы, рассчитанные на работу с напряжением питающей сети до 250 В и способные «пережить» кратковременный его всплеск до 2,5 кВ. Обычно емкость используемых конденсаторов находится в диапазоне от 0,1 мкФ до 1 мкФ.

Дроссель

Из курса электротехники известно, что с ростом частоты растет и реактивное сопротивление катушки индуктивности. Она просто не способна пропустить через себя высокочастотные помехи, поскольку они в ней, что называется, «вязнут» и преобразовываются в тепло. Если катушка намотана на ферритовый сердечник, то ее способность противостоять высокочастотным помехам только усиливается.

Свойства дросселя и конденсатора нашли широкое применение в борьбе с помехами высокой частоты, а именно в LC-фильтрах, являющихся недорогим и достаточно эффективным способом противостояния паразитным возмущениям.

Катушка за счет своего индуктивного сопротивления не пропускает к розеткам фильтра высокочастотные помехи, зато их хорошо проводит конденсатор, возвращая их обратно в сеть.

Кнопка сетевого фильтра — обзор и ремонт

Сетевой фильтр — полезное устройство, защищающее чувствительные электроприборы от скачков напряжения и импульсных помех.

Внешне бытовой фильтр напоминает обычный удлинитель, однако он дополнительно оборудован встроенным блоком, который поглощает все частотные колебания.

Для защиты от больших скачков устройство оснащено предохранителем, который в случае критических перегрузок моментально отключает электроприборы от сети.

Как и любые другие устройства, сетевые фильтры в процессе интенсивной эксплуатации могут ломаться.

Сначала при включении она начинает искрить, греться и издавать посторонние звуки, а со временем и вовсе перестает работать. При частом использовании фильтра кнопка может износиться физически или получить механические повреждения.

Внимание! Если кнопка сетевого фильтра стала искрить, нагреваться и/или потрескивать, дальнейшая эксплуатация устройства небезопасна! Следует незамедлительно отключить фильтр от сети во избежание пожара! Для безопасной работы фильтра нужно проверить состояние контактов выключателя и в случае необходимости очистить их от нагара. Рассмотрим схему кнопки типового сетевого фильтра:

Рассмотрим схему кнопки типового сетевого фильтра:

Как видно из этой схемы, ничего сложного в устройстве кнопки включения сетевого фильтра нет, поэтому отремонтировать ее или заменить на новую можно своими руками.

Ремонт — что делать, если кнопка сетевого фильтра сломалась

Если при включении кнопки сетевого фильтра начинают раздаваться посторонние звуки, которые сопровождаются запахом плавящейся пластмассы, устройство следует сразу же обесточить. Далее нужно разобрать сетевой фильтр и проверить состояние контактов на выключателе.

Для этого понадобятся следующие инструменты:

• паяльник,
• крестовая отвертка,
• тестер,
• наждачка-нулевка.

Если контакты прогорели, то показания тестера это подтвердят (в данном случае напряжения на выходе с кнопки в положении «Вкл.» не будет). Чтобы почистить контакты, выключатель нужно:

1. Разобрать корпус сетевого фильтра, открутив монтажные винты;
2. Выпаять кнопку и извлечь из корпуса фильтра. Кнопку удерживают в корпусе пластмассовые зажимы, которые следует аккуратно отжать.
3. Разобрать. Для этого нужно отсоединить клавишу, подцепив ее плоской отверткой.
4. Достать контакты и очистить от черного нагара.
5. Собрать кнопку. После этого кнопку собираем в обратной последовательности, устанавливаем на место и припаиваем.

Если контакты прогорели очень сильно и расплавили пластмассу корпуса выключателя, его следует полностью заменить.

Для этого нужно:

1. Разобрать фильтр;
2. Выпаять кнопку;
3. Извлечь из корпуса выключатель;
4. Установить на его место новый (продается в магазинах радиодеталей, стоит порядка 30 рублей);
5. Припаять кнопку, собрать корпус фильтра.

Нередко кнопка на сетевом фильтре не работает по причине механических повреждений. Самый распространенный случай — поломка фиксаторов, которые удерживают клавишу выключателя в корпусе. В этом случае не обязательно покупать новую кнопку — фиксаторы можно восстановить.

Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:

• шуруповерт (или дрель) и сверло диаметром 3,5 мм;
• зубочистка;
• ватная палочка;
• бокорезы.

Сам процесс очень прост:

1. В клавише просверливается сквозное отверстие, в которое вставляется ватная палочка (она будет выполнять роль фиксатора).
2. Внутрь ватной палочки для большей жесткости вставляется зубочистка. С двух сторон импровизированный фиксатор подрезается бокорезами таким образом, чтобы с каждой стороны он выступал приблизительно на 3-4 мм.
3. Теперь остается вставить клавишу в корпус — для этого достаточно слегка отогнуть бортики посадочного места отверткой.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ » alt=»»>

Как сделать сетевой фильтр напрямую, без кнопки

Если старая кнопка окончательно вышла из строя, а новой под рукой нет, можно подключить сетевой фильтр напрямую, превратив его в обычный удлинитель.

Для этого нужно сделать следующее:

1. Вскрыть корпус фильтра сетевого напряжения, открутив монтажные винты отверткой;
2. Отпаять от кнопки провода и спаять их по цвету, минуя кнопку;
3. Заизолировать место соединения изоляционной лентой или при помощи термоусадки;
4. Собрать удлинитель, протестировать его работоспособность.

Чтобы избежать описанных в данной статье проблем с выключателем сетевого фильтра, при выборе устройства следует учитывать максимально допустимую мощность подключенной нагрузки и максимальный ток нагрузки.

ВИДЕО ОБЗОР » alt=»»> Если суммарная мощность техники превышает максимально допустимую мощности фильтра, то следует остановить свой выбор на более мощной модели.

Лучшие сетевые фильтры на 3 розетки

Для того чтобы определить лучшие сетевые фильтры на 3 розетки, было проанализировано несколько десятков таких устройств, которые пользуются значительной популярностью на рынке. Предложенные модели были выбраны вследствие их технических характеристик, надежности эксплуатации и функциональных возможностей.

Sven SF-03L

Сетевой фильтр Sven SF-03L имеет классический дизайн. Устройство выполнено в черном цвете. На корпусе присутствует один включатель красного цвета. Прибор рассчитан на максимальную нагрузку в 2000 Вт. Производитель предусмотрел на нем 3 розетки. Длина кабеля сетевого фильтра достигает 3 метров, в конструкции имеется заземление. Отличительной особенностью устройства является наличие световой индикации работы. Функционирует от электросети напряжением до 250 В, а номинальная сила тока составляет 10 А. Габариты следующие: 175х52х40 мм.

Достоинства:

• Классический привлекательный дизайн;
• Наличие световой индикации работы;
• Простота использования;
• Доступная стоимость;
• Надежность работы;
• Функция заземления.

Недостатки:

• Недостаточная в некоторых случаях длина кабеля;
• Весьма массивный корпус.

Все отзывы от пользователей об этом устройстве являются положительными. Прибор не обладает какими-то явными достоинствами, которые бы его выделяли среди ряда других.

IEK WFP10-16-03-01-N

Сетевой фильтр IEK WFP10-16-03-01-N рассчитан на три розетки. Это устройство предназначено для максимальной нагрузки до 3500 Вт при напряжении сети до 250 В и номинальной силе тока 16 А. Длина кабеля составляет всего 1,5 метра. Производитель предусмотрел заземление и кнопку выключателя, также дополнительно сетевой фильтр имеет световую индикацию. В устройстве использован провод ВПС, состоящий из 3 жил, его сечение составляет 1 мм, а степень защиты прибора – IP20. Модель выполнена в белом цвете. Она имеет классический минималистический дизайн, который хорошо подходит к современному дизайну интерьера.

Достоинства:

• Высокий уровень максимальной нагрузки;
• Наличие кнопки индикации и системы заземления;
• Надежный провод ВПС;
• Привлекательный внешний вид.

Недостатки:

• Короткая длина кабеля;
• Не самая низкая стоимость.

Вследствие того, что сетевой фильтр выполнен в белом цвете, он плохо подходит классическим интерьерам. В плане функциональности устройство не вызывает никаких проблем у пользователей.

ExeGate SP-3-1.8W

Сетевой фильтр совершенно никак не отличается своим дизайном от многих остальных. Он рассчитан на три розетки. Модель ExeGate SP-3-1.8W выполнена в белом цвете, имея на корпусе 1 красный выключатель с функцией индикации работы. Производитель предусмотрел систему заземление и кабель длиной 1,8 метра, плюс максимальная нагрузка, на которую рассчитан сетевой фильтр, составляет 2200 Вт

Дополнительно также стоит обратить внимание на то, что устройство имеет функцию защиты электрических приборов от короткого замыкания и перегрева, предотвращает неблагоприятное воздействие на бытовые устройства высоковольтных разрядов и импульсных помех

Достоинства:

• Классический внешний вид;
• Надежная защита бытовых приборов;
• Функция индикации работы;
• Наличие заземления.

Недостатки:

• Совершенно заурядный дизайн;
• Не очень большая длина кабеля.

Несмотря на то, что данная модель практически не отличается от многих других по своим техническим параметрам, она пользуется популярностью. Отзывы в сети говорят о том, что это обусловлено, прежде всего, доступной стоимостью сетевого фильтра.

Как работает защита

Устройство сетевого фильтра обязательно включает несколько ключевых блоков.

1. Контуры с катушками индуктивности и конденсаторами.
2. Варистор, один или несколько. Они могут замыкаться по цепи фаза-ноль или работать с отводом заземления.
3. Контур многоразового предохранителя с отдельной лампой, свидетельствующей о его срабатывании (или выполненный как кнопка на сетевом фильтре).
4. Надежный двухконтактный выключатель, прерывающий оба проводника, фазу и ноль питающей сети.
5. Хорошие модели оснащаются термическим предохранителем, защищающим устройство от перегрева.

Сегодня можно купить электрический фильтр для аудиотехники или телевизора с выключателями на каждую розетку. Это очень удобно, позволяет вывести отдельного потребителя из сети без броска напряжения и других нежелательных электрических явлений.

Принцип работы защиты следующий.

1. Гармонические помехи, меняющие кривую синусоиды напряжения, демпфирует электрический фильтр, построенный на катушках индуктивности и конденсаторах.
2. Броски напряжения свыше верхней планки рабочего диапазона гасятся варистором. Этот элемент резко меняет сопротивление на очень маленькое при превышении нормированного показателя. Грубо говоря, варистор создает короткое замыкание, преобразуя возникающие токи в тепло. На корпусе прибора указывается значение энергии в Джоулях, которое он способен рассеивать.
3. При превышении максимального уровня рабочего тока срабатывает многоразовый предохранитель. Он скрыт за небольшой круглой кнопкой на корпусе. В сетевых фильтрах используются быстродействующие предохранители, поэтому подключенная техника выживает при аварийных ситуациях с большой вероятностью.

Устройство сетевого фильтра

В конструкции сетевого фильтра предусмотрено два «фильтрующих» блока. В первом находятся так называемые варисторы – это полупроводниковые приборы, активное сопротивление которых напрямую зависит от напряжения. Чем выше на входе напряжение, тем меньше сопротивление варистора.

Предположим, в электрической сети 220В возник резкий скачок напряжения вверх, оно стало больше 220В. В этом случае варисторы автоматически уменьшают собственное сопротивление, поэтому они берут на себя часть «лишней» энергии, часть «лишнего» электрического тока, преобразуя все это «лишнее» в тепло. Это позволяет уберечь компьютер от повышения напряжения в электрической сети.

Второй фильтрующий блок представляет собой фильтр емкостного типа, состоит он из так называемых конденсаторов. Конденсаторы забирают в себя излишнюю энергию, которая выделяется при скачках напряжения вверх, и отдают эту энергию обратно при скачках напряжения вниз.

Таким образом, они как бы сглаживают скачки напряжения, делая их меньше и, что важнее, намного спокойнее. Вверх – медленнее, вниз тоже медленнее. Получается, что вместо резких скачков получаем плавное «качание», как на волнах, что гораздо менее вредно для компьютеров.

Вывод:

Как говорится, что и требовалось доказать!

При медленных перепадах напряжения

Если напряжение в  сети повышается или понижается медленно, то сетевой фильтр этого, как бы, не замечает. Он не сглаживает и не фильтрует такие медленные перепады. Для этого сетевой фильтр не годится. Тут уже нужен стабилизатор напряжения.

Функцию стабилизатора напряжения, как правило, выполняют так называемые источники бесперебойного питания (ИБП). Это тяжелые устройства, которые продаются в магазинах по продаже компьютеров. Они действительно тяжелые по весу, потому что в их состав входит мощная аккумуляторная батарея, способная достаточно длительное время автономно поддерживать электропитание 220В при полностью отключенной электрической сети 220В.

При повышении внешнего напряжения источник  бесперебойного питания автоматически снижает его уровень до приемлемого. При очень сильном повышении внешнего напряжения он автоматически отключается от сети 220В и переходит на работу от аккумуляторной батареи. Аналогично ИБП «борется» с понижением напряжения, вплоть до его полного отключения. Он повышает его до требуемого уровня за счет энергии аккумуляторной батареи.

Сетевой фильтр не умеет этого делать, он для этого не предназначен. Но некоторые сетевые фильтры умеют автоматически отключаться от сети 220В, если напряжение в этой сети опустится ниже или поднимется выше определенного порога. Как правило, вверх – это свыше 250 вольт, вниз – ниже 180 вольт. И это тоже определенная защита компьютеров от поломок из-за проблем с электрической сетью 220В. Спасибо сетевому фильтру для компьютера!

Защита от помех

Кроме перепадов напряжения, в бытовой электрической сети полно помех. Они бывают импульсные, очень резкие и короткие, с амплитудой, доходящей до 6000 вольт! Такие мощные импульсы могут вывести из строя очень чувствительные микросхемы компьютеров.

А бывают не сильные, но очень высокочастотные. Настолько высокочастотные, что эти помехи могут оказывать прямое воздействие на работу компьютерного оборудования. Компьютер может воспринимать эти помехи как внутренние сигналы, может начать реагировать на них, что приводит к зависаниям, остановкам в работе и другим подобным сбоям.

Сетевой фильтр успешно борется и с импульсными помехами, и с высокочастотными помехами, сглаживая их и превращая в совершенно безопасные для компьютера перепады напряжения.

Зачем нужен сетевой фильтр: краткое пояснение

Само название этой электронной схемы объясняет ее назначение. Слово «фильтр» указывает на отсеивание вредных помех, а «сетевой» — определяет их источник.

Другими словами, весь электрический мусор, поступающий из сети питания, отсеивается на входе нашего устройства и не влияет на качество работы бытового прибора. Основной же сигнал сети 220 вольт с частотой 50 герц беспрепятственно проходит через фильтр.

Электромагнитные помехи в сети появляются спонтанно, предугадать их появление невозможно. Даже простое включение лампы накаливания формирует начальный бросок тока, создающий зону переходных процессов.

Подключение электродвигателей холодильника, стиральной или посудомоечной машины связано с изменением индуктивного сопротивления. Ток такого включения может превышать в десятки и более раз номинальную величину нагрузки.

При этом в сети создается значительная «просадка» напряжения. А далее следует его всплеск, формирующий высоковольтные помехи.

Эти процессы протекают кратковременно. Во времена пользования аналоговой бытовой техникой они особого вреда не причиняли, а в аудио и видео аппаратуру встраивали простейшие фильтры, отлично выполняющие свои функции.

Они надежно сглаживали все эти быстрые провалы и пики напряжения своей конструкцией, предотвращая их попадание к чувствительной электронной схеме.

Какой вред наносят электромагнитные помехи

1. Напряжение кратковременных импульсов накладывается на основной сигнал питания сети 220. При этом в точке амплитуды может возникнуть перенапряжение, способное прожечь рабочий слой изоляции или повредить электронный компонент.
2. Проникающие внутрь слаботочных цепей посторонние сигналы искажают работу звукозаписывающих или звуковоспроизводящих устройств, видеотехники, телеприемников, дорогой цифровой аппаратуры.
3. Специальная техника позволяет через электромагнитные шумы, передающиеся по нулевому проводнику, проложенному вне квартиры, получать доступ к конфиденциальной информации.

Чтобы надежно бороться с помехами необходимо знать особенности своей бытовой сети.