Иногда Заказчики связываются со мной и просят изготовить что-то по их техническому заданию. Если их проект меня "цепляет" и есть время и возможность его реализации, то обычно я соглашаюсь на такую работу.
Эта публикация как раз о таком проекте - о фильтре сетевого питания, который был спроектирован под конкретные пожелания одного любителя и ценителя музыки!
Его пожелания были сформулированы приблизительно вот так:
А нет ли у Вас в планах фильтра в принципиально ином форм-факторе?
Я вот, к примеру, Ваш фильтр у себя разместить затрудняюсь. И три розетки пока не интересуют. Но вот фильтр на один потребитель с малым током я бы с удовольствием попробовал на ЦАПе.
Что-то типа такого размерчика.
Не знаю, насколько такой сингл интересен широкому кругу, но у него есть свои плюсы:
- “цена входа” (если нужен только один канал);
- компактность;
- возможность использовать почти любой инлет по желанию без изменения конструктива;
- возможность варьировать кабели (25 см - не велика цена);
- существенное уменьшение количества проводов в корпусе может дать улучшение фильтрации;
- наверное, возможна оптимизация под малую потребляемую мощность.
Такой вот вопрос/запрос.
Я попросил подготовить более расширенное техническое задание и получил для рассуждений следующую информацию.
От фильтра сетевого питания планируется питать три компонента со следующим потреблением:
- ламповый однотактный усилитель - максимальная мощность 90 Вт;
- ЦАП - 18 Вт;
- источник сигнала (ПК) ~30 Вт.
Большой трансформатор - Talema 58-0125-024-S, 125W 24V 5,210A 230V.
Далее БП с https://www.audiophonics.fr, примерно 17 В DC на выходе.
Далее DC/DC ATX от HDPlex. Маленький трансформатор - Talema 15 ВА.
Далее БП от какого-то мастера с сундука, питает только плату SOtM, приёмник ЦАПа не питает. Процессор - Intel Pentium Dual-Core G4400 TDP - 54 Вт.
Вот такой хэнд-мэйд.
Фильтр в первую очередь хочу попробовать на ЦАП, но, если сложится, потом попробую и на усилителе и на источнике. Но в любом случае потребление не превышает половины ампера. С двойным запасом - 1 ампер. Это можно учитывать при подборе индуктивностей. Как я понимаю, индуктивности на большие токи существенно дороже и крупнее. А в этом случае можно вкладываться не в мощность, а в максимальное качество.
Хотя источник у меня - ПК, но “первичное питание” в нём - два транса Талема и линейные БП. То есть в выделенку он особо не шумит. Проверял китайским ЭМИ-метром. Помех от этого ПК не обнаружил. Сеть с заземлением. Все компоненты заземлены стандартно, через розетки…
Уровень дифференциальной помехи в выделенке - умеренный. Вот суточный график (среднее) в мВ по ЭМИ-метру. И это уровень, прилетающий из вне.
Таким образом, я думаю, что многокаскадная фильтрация не нужна. По одному каскаду для каждого вида помех. Фильтр постоянки не нужен. Предохранитель не нужен. Развязка земли - не знаю. Полагаюсь на Ваше мнение в этом вопросе. Варисторы, резисторы - как посчитаете нужным, но суровую защиту тут городить не вижу смысла.
Конструктив вижу аналогичным фильтру AR в теме. Но вероятно габарит можно сделать чуть меньше. Ширина - миллиметров 50, чтобы влез стандартный инлет. Длина - как получится. Инлет хочу фирменный из недорогих, например, Терминал ІЕС Furutech INLET(G).
С другой стороны кабель длиной 25 см от корпуса. Кабель тоже хочется брендовый из недорогих. Что-то типа SAEC-6000 (2,5 квадрата, экран, диаметр 11,5 мм). Или что-то похожее. В любом случае без гигантомании. Аппаратный разъем поставлю сам. Кабель желательно припаять и к разъему и к плате. Возможно для Вас будет проще, если я просто пришлю инлет и кусок кабеля. Ввиду простоты и минималистичности конструкции, возможно, имеет смысл делать без оглядки на ремонтопригодность. Однократная сборка. Может это как-то упростит вопрос корпуса. Тут я затрудняюсь что-то предложить, кроме куска прямоугольной алюминиевой трубы. Слесарная тема - не моё.
Вот такие мысли. Хочется маломощный, максимально качественный и потенциально не вредящий звуку фильтр. Возможно подобное изделие будет интересно не только мне.
Мне очень понравился технический подход Заказчика, задание было четко сформулировано. Все было осмысленно, продуманно и понятно! Это очень важно, когда берешься за работу под заказ.
Различные запросы приходят от потенциальных Заказчиков постоянно и у большей части их авторов "ветер в голове". Читаешь и понимаешь, что человек по ту сторону письма сам не понимает, чего он хочет! Что-то из серии: "сделайте мне, чтобы круто было и всем нравилось и желательно недорого и на 10 ампер". А вот тот факт, что понимание красоты и функциональности у всех разное доходит не до всех. Поэтому работаем по принципу - если вижу, что потенциальный Заказчик сам для себя еще не определился с тем, что он хочет, - лучше отказаться!
Этот проект был почти идеальным с точки зрения взаимодействия с Заказчиком. Была полная ясность и 100% ответы на все мои уточняющие вопросы. Разумеется я взялся за эту работу.
Заказчик самостоятельно подобрал понравившийся корпус!
Габаритные размеры выбранного корпуса 46 х 76 х 100 мм.
Заказчик также договорился с производителем корпусов, чтобы в корпусе в нужных местах сделали технологические отверстия для установки сетевого разъема и выпуска питающего кабеля!
Вот это я понимаю вовлеченность в проект!
Ниже фотография корпуса, изготовленного по заданию Заказчика.
А вот в таком виде я его получил на дальнейшую сборку.
После получения комплектующих начался самый интересный и увлекательный процесс - разработка фильтра сетевого питания.
Работа только со стороны кажется простой! Внутри корпуса свободного места не так уж и много, а функционал фильтра более чем энергонасыщенный, несмотря на то, что он создается в миниатюрных габаритах на одного потребителя по принципу подключения "точка-точка".
Нужно было определиться с расположением сетевого разъема и силового питающего кабеля, чтобы точно понять, сколько места остается на внутреннюю электронную начинку.
С подключением сетевого разъема пришлось поиграться. Я перебрал кучу разных винтиков, пока не остановился на подходящих по внешнему виду.
В конечной сборке серебристые винтики были заменены на фирменные звездочки и шестигранники.
На фотографии ниже представлена принципиальная схема фильтра.
На основе доступного пространства в корпусе я начал подбор комплектующих.
В качестве проходных дросселей (по схеме это L2, L3) я применил тороидальные индукторы фирмы Kemet SHBC8S-0R6A0067V (тороидальный индуктор, SHBC Series, 67 мкГн, 2 А, 0.0678 Ом, ± 20%).
Для подавления синфазной помехи я решил применить дроссели фирмы Siemens серии B82724J (по схеме это L1, L4). Они имеют вертикальную конструкцию (33 мм) и помещаются в выбранный корпус. На плате занимают минимум пространства (31х18 мм). Дроссели имеют индуктивность 2х27 мГн и выдерживают ток до 1.4 А.
После утверждения принципиальной схемы и четкого понимания, что все комплектующие помещаются, я приступил к трассировке печатной платы.
Немного терпеливого ожидания и я держу в руках готовые печатные платы, изготовленные по разработанному проекту!
До сих пор не могу к этому привыкнуть, несмотря на то, что сделал их уже несколько сотен! Каждый раз волнительное ожидание!
Сборка малогабаритного фильтра сетевого питания.
Для подключения клеммы заземления было зачищено пространство рядом с сетевым разъемом.
Для выпуска питающего кабеля было предусмотрено прорезиненное колечко.
Электронный модуль был собран и примерен на предмет размещения в спроектированном корпусе.
Печатная плата электронного модуля как в салазки входит в направляющие пазы корпуса. По высоте "попал" с аккуратным небольшим запасом.
Для удобного подключения входного сетевого разъема, Y-конденсаторы, отвечающие за подавление синфазной помехи, пришлось расположить горизонтально. Снизу была сделана изоляционная подкладка для безопасности. Проходные дроссели были зафиксированы специализированным герметиком К-704, исключающим возможные перемещения при транспортировке.
Полностью собранный малогабаритный фильтр сетевого питания внутри выглядит следующим образом.
А вот так он выглядит в завершенном виде с закрытой крышкой.
Разработанный фильтр сетевого питания был передан Заказчику, а от него был получен благодарственный отзыв.
Благодарю Яна @Yan за прекрасную работу.
Основательный подход. Перфекционизм в хорошем смысле этого слова. Внимательнейшее отношение ко всем пожеланиям и решениям заказчика (то есть меня). И подробнейшие пояснения по всем вопросам. Что для меня, испорченного “высшим электротехническим”, было очень важно и интересно. Категорически рекомендую.
Заказ - сетевой фильтр по индивидуальным требованиям.
Фотографии от Заказчика
Кабель Acoustic Revive Power-Standard-tripleC 8800, длина кабеля от корпуса до корпуса - 295 мм. Инлет Oyade Power Inlet R.
Заказчик самостоятельно установил сетевой разъем Furutech FI-11 (Ag).
Чуть позже я применял схемотехнику этого модуля в составе лампового усилителя мощности. Только комплектующие были уже другие. Дроссели фирмы EPCOS c нагрузочной способностью до 4 А (максимальная мощность подключаемой нагрузки 800 Вт).
Модуль рекомендуется для фильтрации синфазных и дифференциальных помех. Оптимально подходит для совместной работы с аудиоаппаратурой средней чувствительности к уровню сетевых помех (предусилители, интегральные усилители, усилители мощности и т.п.) в режиме работы «точка-точка» (одно питание – один потребитель). Может быть использован для создания собственных DIY-проектов или интегрирован в уже имеющиеся готовые изделия, что я и сделал. Я применил его в составе ламповых моноблоков.
Подключение модуля
Подключение модуля осуществляется с помощью пайки к соответствующим контактным площадкам («L», «N», «PE»).
Фильтрация синфазных и дифференциальных помех
Эффективное подавление синфазной помехи осуществляется с помощью синфазных дросселей EPCOS, рассчитанных на ток до 4 А. Подавление дифференциальных ВЧ-помех осуществляется с помощью фильтрующих конденсаторов muRata. Варисторы EPCOS обеспечивают эффективную защиту от импульсных всплесков перенапряжений.
Технические характеристики:
- максимальный ток нагрузки – 4 А;
- максимальная мощность подключаемой нагрузки – 800 Вт;
- среднеквадратичное напряжение срабатывания варисторов - 300 В, поглощаемая энергия 23 Дж, время срабатывания не более 25 нс;
- габаритные размеры 100 х 71 х 40 мм.
В завершение этой публикации представлены фотографии лампового усилителя на этапе сборки, где можно увидеть использование модулей фильтра сетевого питания внутри разрабатываемого устройства.
Выражаю огромную благодарность Заказчику данного проекта — любителю и ценителю музыки из Санкт-Петербурга — за активное участие в процессе его разработки и создании.
Совместная работа Заказчика и Разработчика является ярким свидетельством успешного претворения изначальной концепции в готовый продукт!