В некоторых случаях только самодельный фильтр может спасти положение, сэкономить время и деньги и одновременно улучшить настроение и приручить, наконец, компьютерную мышку, не желающую передвигаться по экрану монитора из-за помех от сверхмощного блока питания.
Первую кратковременную арию промышленной сети я услышал в детстве, вставив в розетку на 127 вольт абонентский громкоговоритель. Радио с частотой в 50 Гц отпело быстро, извергнув запах трансформаторного масла. Этот опыт я никому не советую повторить. Лучше найдите карманный или переносной приёмник с диапазоном длинных и средних волн и встроенной магнитной антенной и поднесите работающий приёмник к включённой энергосберегающей светодиодной лампе, прислоните к выключенному, но оставленному в дежурном режиме телевизору, к вставленному с сеть блоку питания выключенного компьютера, к зарядке мобильного телефона и, наконец, просто к сетевым проводам. Вы услышите усиленный шум, треск, свист, рокот, урчание. Теперь промышленная сеть благодаря современным источникам питания потребителей энергии превратилась в источник помех, а сами сетевые провода в передающие антенны этих помех. Да, кстати, таким способом можно найти скрытую электропроводку в стене.
Все современные сетевые блоки питания электронных устройств изменились. Теперь редкость отыскать громоздкий понижающий сетевой трансформатор, включающий в себя килограммы меди и железа. Компьютерный блок питания сегодня умещается на ладони.
Такое стало возможно благодаря применению импульсных блоков питания, которые преобразуют напряжение из переменного в постоянное стабилизированное. Составная часть новых источников питания представляет собой генераторы импульсов с частотами от 40 кГц до 1 МГц и более. Спектр импульсного сигнала богат высшими гармониками, они то и мешают нормальной работе приёмника, забивая диапазон помехами. Таким образом, экономия энергопотребления, уменьшение веса и габаритов негативно сказывается на показателях сети, и она помимо основного синусоидального сигнала с частотой 50 Гц содержит ещё массу других ненужных сигналов, мешающих работе других устройств.
Первое, что я сделал, когда на экране телевизора появлялись помехи в момент, когда сын в соседней комнате работал на мощном компьютере, это обрезал сетевые провода от его блока питания и сделал самодельную вставку сетевого фильтра. Промышленный сетевой фильтр, укомплектованный розетками (сетевой удлинитель с фильтром), помогал слабо, ибо в нём тоже экономили на меди, феррите и стали. Конечно, в промышленном масштабе я допускаю экономию, но когда это касается меня лично, то тут не до экономии. С меня спросят по полной за плохую картинку на экране телевизора.
Задача сетевого фильтра пропустить частоту 50 Гц и вырезать всё, что выше этой частоты. Такой фильтр имеет название ФНЧ - фильтр нижних частот, именно их он должен пропустить без потерь, подавив все высокочастотные помехи, которые принимает приёмник в СВ, ДВ и КВ диапазонах.
Несмотря на то, что источники питания изменились, не изменились фильтры, их конструкция осталась неизменной на протяжении столетнего периода, и ничего нового в самодельной конструкции не будет. Будет только большее количество звеньев самого фильтра, ибо, чем их больше, тем больше подавление помех, и тем лучше фильтр и тем он мне более дорог и вовсе не потому, что имеет какую-то стоимость, а потому, что справляется со своей задачей лучше заводского. Решить задачу подавления помех, всё равно, что вернуться в прошлое. Всё на чём в свое время было сэкономлено, как в металле, так и в размерах придётся вернуть обратно, но не в виде трансформаторов, а в виде фильтров ФНЧ, которые чем-то напоминают трансформатор.
На фото 2 современный сетевой блок питания, а на переднем плане секционный синфазный дроссель (Тр1), который служит для защиты сети от помех этого блока.
От двух до четырёх секций проводов намотаны таким образом, что наводящие в них высокочастотные поля взаимно компенсируются, замыкаясь на сердечнике дросселя. Такому устройству даже не нужна экранировка, уже сам замкнутый сердечник дросселя является экраном, концентрируя вокруг себя излучающие поля в виде замкнутых окружностей.
Аналогичный фильтр на ферритовом кольце (Тр2) стоит на выходе блока питания. Его задача не пропустить помехи преобразователя к вторичной цепи. Дополнительный ФНЧ построен на катушке L1 и конденсаторах С1, С1. Качественные блоки питания экранированными проводами соединяются с потребителями (смартфон, радиоприёмник...).
Всё бы ничего, но прогресс не стоит на месте, и уже на следующей плате вы обнаружите материальную экономию, где вместо фильтра помех, место сердечника и катушек занимают две перемычки. Такая рационализация существенно подпортит работу приёмника или телевизора. Только теперь не пытайтесь вскрывать все блоки питания и проверять, стоят ли там дроссели, поглощающие помехи, возможно, такой блок стоит у соседа, но он об этом даже не подозревает.
Да, кстати, несколько человек мне так и не поверили, что музыкальный центр в пятидесяти километрах от передающих радиостанций в диапазоне FM (87,5 — 108 МГц) забивался помехами от энергосберегающих светильников.
А в современных светильниках уже нет места для перемычек вместо синфазных фильтров, как и нет самих этих фильтров.
Зачистить сразу всю сеть от помех - задача трудоёмкая, а вот найти источник помех, заблокировать его дополнительным фильтром или защитить электронное устройство аналогичным фильтром – вполне реально. У любого мастера – ломастера всегда найдётся в кладовке картонная коробка, куда складываются платы от старых компьютеров, телевизоров, всевозможных, вышедших из строя зарядных устройств и платы других электронных блоков. У таких плат можно позаимствовать детали для изготовления самодельного сетевого фильтра. Сам дроссель установлен непосредственно около шнура питания. Конденсаторы с номиналами от 0,01 до 0,1 мкФ, с напряжением не менее 400 вольт смело снимайте с плат. Подойдут и конденсаторы меньшего номинала ёмкости, их можно ставить параллельно.
На практике число звеньев фильтров может достигать от 1-го до 3-х. Это 1 – 3 сердечника дросселя. В большей степени это будет зависеть от мощности или тока потребления устройства, по цепи питания которого необходимо поставить фильтр в виде звеньев дросселей с парными намотками. С ростом тока увеличивается сечение провода и меньше витков укладывается в сердечнике, а, следовательно, меньше индуктивность катушки и частота среза будет выше частоты помех.
Так уменьшить излучение мощного компьютера по сети помог трёхзвенный фильтр, а сами сердечники дросселя были соизмеримы по размерам с дросселями аналогичных компьютерных блоков питания.
Покупные сетевые фильтры с розетками явно уступали такой конструкции, зато именно самодельная конструкция сдерживала помехи от компьютера, приручив мышку двигаться по экрану, а телевизор в соседней комнате стал работать без сбоев. Видимо помехи от сетевых проводов наводились на комнатную антенну.
Сетевой фильтр с розетками. Контрольная закупка.
Наверно, как ребёнку, ломающему игрушку, чтобы узнать, как это работает, мне было интересно посмотреть, что находится внутри коробочки с рекламными надписями, обещающими защиту от сетевых помех только что купленного удлинителя с дополнительными розетками.
Мечтая увидеть в изделии ферритовые кольца с катушками и высоковольтные конденсаторы, я был разочарован, так как в глаза бросился один единственный элемент под названием варистор – резистор с нелинейной характеристикой, способный только защитить потребителей от импульсных воздействий напряжений, превышающих максимальное пороговое значение промышленной сети.
В конструкцию входят: выключатель с подсветкой, выключатель от перегрузок, варистор (синий кружок), защищает потребители энергии от импульсных бросков напряжения. Ничего не сказано о плавких предохранителях, которыми являются пайки, сделанные встык на силовые контакты, рассчитанные на ток до 10 А. Сетевых фильтров я здесь не нашёл.
В настоящее время варисторы устанавливаются почти во всей радиоэлектронной аппаратуре, и установка его в удлинителе – чисто рекламный ход. Нет, я не спорю, деталь нужная, но от помех импульсных источников питания не спасёт.
Самодельная конструкция помехозащитного синфазного дросселя.
В качестве сердечника можно использовать ферритовое кольцо с проницаемостью 400 – 2000 НМ. Синфазный помехозащитный дроссель на ферритовом кольце, как правило устанавливают по цепи питания постоянным током.
Намотку удобно сделать двумя параллельными проводами. Она должна быть однорядной, а витки ни в коем случае не должны перекрещиваться, а между проводами необходимо оставлять небольшой зазор или шаг во избежание короткого замыкания или пробоя. Провод, выбранного диаметра, должен быть марки ПЭВ – 2. Ферритовый сердечник обматывается лакотканью или другим изолирующим материалом. Такой тип сердечников обычно используется в старых блоках питания компьютеров.
Случилось так, что аналогичным фильтром, установленным в мощный светильник на светодиодах я избавился от помех, которые наводились на музыкальный центр, работающий в 50 километрах от передающих радиостанций, в диапазоне FM (87,5 – 108 МГц).
В тоже время пока комфортное звучание на диапазонах СВ, ДВ, КВ возможно только на природе, вдали от сетевых проводов.