1.6.3. Помехоподавляющие фильтры

Они создают препятствие для проникновения помех из преобразователя в сеть, и если это необходимо, в нагрузку. Как правило, достаточно решить задачу подавления несимметричной помехи, так как симметричная помеха обычно много слабее и, кроме того, она подавляется тем же фильтром.

Наибольшее практическое применение получили Г - и П - образные фильтры, изображенные на рис. 1.6-3.

В Г - образном фильтре конденсаторы С1, обладающие малым сопротивлением на высоких частотах, пропускают ток помех мимо сети. Чтобы частьтока, ответвляющаяся в сеть, была возможно меньше, в проводники сети введены последовательные дроссели, обладающие большим сопротивлением на высоких частотах. При отсутствии фильтра в сети протекает ток, а при его наличии ток. Поэтому коэффициент ослабления помехГ - образным фильтром равен соотношению между токами и, которое, в свою очередь, равно соотношению проводимостей фильтра - полной и ветви с дросселем.

, (1.6.4)

где и- проводимость параллельного и последовательного звеньев фильтра; при определении последней величины можно пренебречь всеми сопротивлениями кроме сопротивления дросселя.

При использовании П - образного фильтра необходимо учесть дополнительное ослабление помехи, создаваемое конденсатором

, (1.6.5)

1.6.4. Расчет фильтра по заданному коэффициенту ослабления n

Расчет фильтра выполняют обычно по нижнему пределу защищаемого диапазона частот, поскольку низкие частоты труднее фильтруются и, кроме того, уровень помех преобразователя на нижнем пределе частот выше. На суммарную емкость могут накладываться ограничения по условиям техники безопасности, поясняемые на рис. 1.6-4,а. Если заземление средних точек конденсаторов производится через металлический корпус источника питания и далее через общий провод заземления, то, в случае обрыва последнего, человек, прикоснувшийся к корпусу, оказывается под током

, (1.6.6)

где - частота питающей сети (рис. 1.6-4,а). В выражении (1.6.6) не учтено сопротивление тела человека, которое может быть малым.

Например, при допустимом токе ,,получаем максимально допустимое. Задаваясь значением, равным допустимому, находим из (4) притребуемое. Если эта величина оказывается слишком большой, то целесообразно перейти кП - образному фильтру, принимая каждую из двух емкостей, равную половине допустимой. Тогда из (1.6.5) находятся и, а из (4) индуктивность.

Если заземление средних точек емкостей фильтра выполнено отдельным проводом (рис. 1.6-4,б), то ограничение на максимальные величины емкостей снимается.

5. Элементная база помехоподавляющих фильтров

Ее особенности вытекают из условий работы фильтров, прежде всего высокой частоты подавляемых сигналов. Поэтому конденсаторы фильтров должны обладать возможно меньшей собственной индуктивностью (рис. 1.6-5 ,а). Если это не так, то при высокой частоте сопротивление конденсатора определяется, в основном, индуктивной компонентой. Она может быть много больше емкостнойи тогда ток помехи не замыкается в конденсаторе, а проходит в защищаемый объект. Наиболее полно требованию минимизацииудовлетворяют четырехпроводные конденсаторы (например К73-21). Индуктивность выводов этих конденсаторов не входит в параллельное звено фильтра, а добавляется к индуктивности последовательного дросселя (рис. 1.6-5,б). По схеме рис. 1.6-5,б целесообразно выполнять монтаж и обычного двухпроводного конденсатора, не включая соединительные проводники в параллельное звено фильтра.

Специально для применения в фильтрах радиопомех выпускаются конденсаторные блоки К75-37 и К75-41, имеющие схему рис. 1.6-5,в. Две разделенные емкости со средней точкой служат для подавления несимметричной помехи и имеют величину от 2000 до 10000 пф, а неразделенная емкость (0.1 - 0.7) мкф служит для подавления симметричной помехи.

Дроссели фильтров должны обладать возможно меньшей собственной емкостью между выводами (рис.1.6-5,г), в противном случае через эту емкость высокочастотная помеха проходит дальше, минуя индуктивную компоненту схемы замещения. Кроме того, магнитопровод дросселя не должен насыщаться рабочим током преобразователя. Из выпускаемых промышленностью наиболее распространены сдвоенные дроссели типаД13, предназначенные для включения в двухпроводную сеть. Их индуктивность составляет от 0.005 до 5 мГн, а рабочий ток от 0.5 до 16 А. Нестандартные дроссели лучше всего изготовлять с магнитопроводами из высокочастотного магнитного материала с невысокой магнитной проницаемостью типа альсифера.

Более подробная информация о помехоподавляющих фильтрах содержится, например, в работе [ 8 ].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Какие схемы помехоподавляющих фильтров применяют в ИВЭП?

2.Разъсните механизм подавления несимметричной радиопомехи фильтрами.

3.Как определить коэффициент ослабления помехи?

4.Какие существуют ограничения по величине емкости помехоподавляющего фильтра, и почему?

5.Какие требования предъявляется к конденсаторам и дросселям помехоподавляющих фильтров?

6.Какие элементы и блоки выпускает промышленность для применения в помехоподавляющих фильтрах?

Список литературы

1. Букреев С.С., Головацкий В.А., Гулякович Г.Н. и др. Источники вторичного электропитания. - М.: Радио и связь, 1983. - 280 с.

2. Найвельт Г.С., Мазель К.Б., Хусаинов Ч.И. и др. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. - М.: Радио и связь, 1986. - 576 с.

3. Севернс Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания: Пер. с англ. под ред. Смольникова Л.Е. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 294 с.

4. Мкртчян Ж.А. Основы построения устройств электропитания ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1990. - 208 с.

5. Горский А.Н., Русин Ю.С., Иванов Н.Р., Сергеева Л.А. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. - М.: Радио и связь, 1988. - 176 с.

6. Бас А.А., Миловзоров В.П., Мусолин А.К. Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. - М.: Радио и связь, 1987. - 160 с.

7. Эраносян С.А. Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. - 176 с.

8. Векслер Г.С., Недочетов В.С., Пилинский В.В. и др. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. - К.: Техника. 1990. - 167 с.

9. Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 376 с.

52