Ставьте фильтры!
Фильтр сетевых помех,
предназначен для встраивания в готовую аудио-аппаратуру (апгрейд), а так же послужит надёжной защитой от помех любого вновь создаваемого DIY прибора.
Данный компактный дизайн открывает новую веху в развитии MyElectrons.ru и MyElectrons.com - от единичных изделий и заказов мы переходим к серийному выпуску наборов для самостоятельной сборки.
Уже давно так повелось, что во все свои готовые изделия я ставлю фильтр сетевого напряжения. Такая практика позволяет мне добиваться качественных, и что самое приятное - повторяемых результатов. Если же заглянуть внутрь промышленных аппаратов, то например в компьютерах мы тоже можем увидеть фильтр электро-помех в блоке питания, но фильтровать он будет только начиная с существенно более высоких частот, потому что ставят их туда лишь с целью пройти сертификацию по электро-магнитной совместимости. В аудио технике, увы, ситуация ещё печальней. Далеко не каждый производитель аудио аппаратуры вообще утруждает себя такой мелочью, как защита своих изделий от электромагнитных помех, а в современном загаженном электромагнитными излучениями мире это крайне пагубно сказывается уже на конечном пользователе, т.е. на нас с вами.
Давайте только не будем ругать старые аппараты, произведённые ещё в прошлом веке - в те времена уровень электромагнитной зашумлённости в домах был в разы, если не на порядки меньше, нежели мы наблюдаем сегодня. Но живём-то мы здесь и сейчас, и слушать музыку с высоким качеством хотим как никогда раньше
К счастью и новым аппаратам-недоделкам (без фильтров, или с крайне урезанной версией оных), и старой доброй аудио-технике можно помочь, встроив сей несложный блок. Собрав за последнее время уже пожалуй несколько дюжин всевозможных вариантов фильтров питания, я наконец-таки “дозрел” до осознания целесообразности поставить сей простенький но столь необходимый модуль на поток. Удачно, что конструкция фильтра не зависит от того, в какой аппарат он предназначен: будь то ЦАП, фонокорректор или усилитель, полупроводниковый или ламповый - фильтр нужен в каждом из них, лишь бы фильтровал хорошо и справлялся с током потребления защищаемого аппарата.
Подробно принципы, положенные в основу работы данного фильтра, рассмотрены в статье “Сетевой фильтр для аудио - своими руками”. Здесь упомяну лишь кратко, какие компоненты за что отвечают.
Схема сетевого фильтра
C1 и C2 - первая линия обороны от ВЧ помех. Они расположены по возможности близко ко входным клеммам фильтра. Дополнительная пара таких же конденсаторов прилагается в наборе с расчётом на то, что пользователь установит их непосредственно на сетевой разъём, заводящий питание в корпус аппарата.
F1 - обычный плавкий предохранитель. В комплекте идёт предохранитель на 1A (T1A 250V). Категорически не рекомендуется закорачивать его либо устанавливать предохранитель на ток больше 2A. И даже если в аппарате уже предусмотрен сетевой предохранитель - предохранитель в фильтре лучше оставить как есть. Если же Ваш аппарат потребляет больший средний ток (номинальная потребляемая мощность более 400 Ватт) - то Вам нужен и более мощный фильтр.
R2 - варистор - эффективная защита самого фильтра и всего аппарата от кратковременных высоковольтных всплесков напряжения в сети. Всплески эти появляются например при коммутации индуктивной нагрузки (у вас есть в доме холодильник? а у соседа - электродрель?) и могут достигать напряжений во многие сотни вольт. Что в свою очередь, не поставь мы здесь варистор - приводило бы к нефатальным микропробоям фильтрующих конденсаторов и катастрофически ускоряло их деградацию. Кроме того, варистор может спасти аппарат в грозу, но при подобных инцидентах обычно уже и сам варистор и предохранитель погибают на поле брани.
R3 - терморезистор, снижающий первоначальный бросок тока при включении аппарата в сеть. В среднего класса аудио аппаратуре, да и в большинстве т.н. “High-End” изделий их не ставят - либо экономят пол-евро, либо по безграмотности… А зря: этот маленький терморезистор может помочь существенно продлить срок службы накопительных конденсаторов в источниках вторичного питания аппарата.
R4 и R5 - защищают пользователя от неприятного удара током при неаккуратном выдёргивании сетевой вилки из розетки: разряжают фильтрующие конденсаторы. Два резистора включены последовательно для обеспечения большого запаса по напряжению, а следовательно - повышения надёжности всего устройства.
C3 - фильтрация дифференциальной ВЧ помехи, аналогично C1 и C2, но уже начиная с более низких частот, установлен в самом “начале пути” для уменьшения ВЧ излучения последующими компонентами фильтра. Кстати, терморезистор R3 и тут оказывается полезен и дополнительно несколько понижает частоту среза фильтра.
T1 - первый синфазный трансформатор, основная функция которого - фильтрация синфазной помехи, приходящей одновременно по проводам L и N. Обратите внимание на значение индуктивности в 25мГ - в подавляющем большинстве промышленных фильтров вы встретите лишь на порядок меньшие значения.
C4 и C5 - классическое решение для фильтрации синфазной помехи. Эти два конденсатора вкупе с T1 образуют Г-образный фильтр для синфазной помехи. К сожалению C4 и C5 эффективно выполняют свою миссию подавления синфазной помехи лишь при наличии качественного защитного заземления. Если же аппарат подключен к сети по двум проводам, что нередко встречается в быту - данные конденсаторы наоборот лишь шунтируют T1 через C1 и C2. Именно по этой причине все промышленные фильтры крайне малоэффективны при отсутствии защитного заземления. В нашем же фильтре для подобной ситуации предусмотрен перерезаемый “джампер” J7, позволяющий разорвать шунтирующую цепочку и оставить C4 и Сетевой разъём-фильтр C14C5 фильтровать только дифференциальные ВЧ помехи.
J7 - разорвать в случае подключения аппарата в сеть по двум проводам. Предусмотрены площадки, позволяющие запаять перемычку и тем самым восстановить качество фильтрации синфазной помехи в случае, если аппарат получит качественное защитное заземление в будущем.
L1 и C6 - основной фильтр дифференциальной помехи. Ещё одно существенное отличие набора от безликого стада промышленных фильтров, в которые вообще не ставят отдельных дросселей и для фильтрации дифференциальной помехи полагаются на индуктивность утечки синфазников, которая у качественных трансформаторов, увы, ничтожна.
T2 - более высокочастотный синфазный трансформатор, нежели T1, в дополнение к своей основной функции подавляющий ещё и синфазную помеху, которая приходит по всем трём проводам: L, N и защитному заземлению.
Во всех без исключения промышленных фильтрах, даже если и установлено два синфазника - они оба закорочены через Y-конденсаторы на защитное заземление. Так что только при использовании нашего фильтра Ваш аппарат будет защищён от наводок на заземляющем проводе.
C7 - предотвращение искрения в выключателе и дополнительное подавление дифференциальной помехи.
R6 и C8 - подавление резонансов и предотвращение искрения в выключателе.
На схеме PGND обозначает защитное заземление. GND - корпус прибора, возможно соединённый с сигнальным общим проводом.
Печатная плата разведена таким образом, что у пользователя есть возможность выбора того, какая шина заземления будет заведена на корпус - просто поменяв латунные и нейлоновые стойки местами (весь крепёж идёт в комплекте). Так же предусмотрены перерезаемые перемычки, с помощью которых возможно полностью исключить контакт цепей фильтра с корпусом прибора, по-прежнему используя штатный крепёж. Перемычки можно восстановить аналогично J7.
Так выглядят два набора (предыдущая версия! эту картинку обновлю в сентябре) для сборки сетевого фильтра, подготовленные к отправке в одном конверте:
Рассмотреть набор в сборе крупным планом, а так же много ответов на вопросы по фильтру, можно найти здесь.
Наборы доступны к заказу
Цена одного набора ещё какое-то время будет лишь немного выше его себестоимости: 35 евро.
Доставка одного или двух наборов в Россию, Украину и страны Евросоюза - 14 евро (увы, это мне не подконтрольно), три набора и более - 18 евро. В другие страны - спрашивайте, необходимо уточнить.
Кнопочка “КУПИТЬ” скоро появится. Пока же просто отправьте запрос мне на почту: patrushin{}gmail.com.
Дополнения
Вместе с базовым набором предлагается несколько дополнений, которые могут оказаться очень полезными в определённых случаях.
Экранированный разъём питания
+6.5 евро
Разъём (вилка) типа "C14", такой же, как устанавливают в дорогих БП для компьютеров, полностью экранированный и с небольшим встроенным фильтром. Применение данного дополнительного фильтра на самом вводе электропитания в корпус аппарата позволит существенно уменьшить переизлучение ВЧ помех сетевыми проводами, идущими к основному фильтру внутри корпуса прибора. Об остальных помехах позаботится уже наш фильтр.
Документация: Qualtec 858-03/007
Термо-предохранитель
+1.5 евро
Термо-выключатель на 70 градусов Цельсия на основе биметаллической пластины, нормально замкнутые контакты. Его можно подключить вместо сетевого выключателя в позицию на клеммниках, предусмотренную на фильтре, либо просто последовательно с основным сетевым выключателем. Рекомендуется установить по одному такому термо-предохранителю на каждый радиатор выходных транзисторов. Ламповому аппарату, скорее всего, такое дополнение и ни к чему, разве что на радиатор стабилизатора накала, если он большой и горячий.
с Сундука