Сетевой фильтр защита от скачков напряжения: Сетевые фильтры – купить сетевой фильтр по выгодной цене в интернет-магазине Комус

Содержание

APC P43B-RS Защита от скачков

APC P43B-RS представляет собой сетевой фильтр с четырьмя розетками и индикатором перегрузки. Прибор идеален для защиты подключенного оборудования от всплесков или скачков напряжения, а также от перегрузки сети. Сразу три активных системы защиты гарантировано обеспечат безопасность даже в случае, когда какая-то из защит отказала или не сработала. Для защиты портов подключения (розеток) от механического проникновения, модель имеет специальные шторки. А автоматический предохранитель многоразового использования, обеспечит дополнительную защиту при перегрузке. Фильтр оснащен индикатором, срабатывающим при каких-либо неполадках в цепи. Сетевой фильтр APC P43B-RS помимо активных защит от всплесков напряжения способен в значительной мере уменьшать воздействие как электромагнитных, так и радиочастотных помех. Это благотворно скажется на стабильности подключенных устройств, отвечающих за прием и передачу данных, которые смогут сохранить целостность информации и высокую эффективность работы.Особенности APC P43B-RS
  • 3 режима защиты (ф–н; ф–з; н–з). Остальные режимы продолжают обеспечивать защиту даже в случае, если работа режима защиты нарушена в результате скачка напряжения.
  • от всплесков напряжения, вызванных ударами молнии или иными причинами. Для предотвращения повреждения оборудования от воздействия импульсных перенапряжений.
  • Индикатор перегрузки. Индикатор загорается, когда потребляемая мощность присоединенного оборудования превышает мощность блока. При возникновении такой ситуации следует отключить наименее ответственное оборудование.
  • Шторки для защиты от поражения электрическим током при пользовании розетками. Шторки защищают пользователя от случайного прикосновения к токоведущим частям неиспользуемых розеток.
  • Многоразовый автоматический предохранитель Простая процедура восстановления после перегрузки; замена предохранителя не требуется.
Достоинства и преимущества APC P43B-RS
    Маркетинговые характеристики
  • Индикатор активности защиты. Сетевой фильтр SurgeArrest оснащен светодиодом, сигнализирующим о повреждении внутренних цепей в результате сильного удара или вследствие воздействия импульсного перенапряжения в питающей сети, а также в случае, если фильтр не может обеспечить 100-процентную защиту. В период действия гарантии такое предупреждение является основанием для бесплатной замены поврежденного устройства SurgeArrest.
  • Многоразовый автоматический предохранитель Простая процедура восстановления после перегрузки; замена предохранителя не требуется.
  • Отказоустойчивый режим. Большинство других ограничителей перенапряжений остаются после повреждения цепи в проводящем состоянии, подвергая оборудование воздействию других опасных перенапряжений. Сетевые фильтры APC SurgeArrest являются безопасными после повреждения. Это означает, что после повреждения они разрывают цепь между защищаемым оборудованием и сетью электропитания и последующие импульсные перенапряжения не передаются на защищаемое оборудование.
  • Защита устройств, присоединенных к линии передачи данных. Защита линий передачи данных (Ethernet, коаксиальных и телефонных линий), обеспечивает полную защиту оборудования от импульсных перенапряжений. Очень важно защитить оборудование от проникновения импульсных перенапряжений через «черный ход», т. е. через линии передачи данных, поскольку помехи по ним могут быть такими же опасными для оборудования, как и импульсные перенапряжения, распространяющиеся по линиям электропитания.
  • Защита от всплесков напряжения, вызванных ударами молнии или иными причинами. предотвращения повреждения оборудования от воздействия импульсных перенапряжений. Безопасность
  • Индикатор некорректной разводки в электросети здания. Данный светодиодный индикатор сигнализирует о наличии потенциальной опасности в электропроводке помещения.
  • Защита при катастрофических авариях. Сетевые фильтры SurgeArrest, выполненные на основе металло-оксидных варисторов и плавких предохранителей, мгновенно реагируют на грозовые разряды и короткие замыкания в электропроводке. При повреждении сетевого фильтра вследствие воздействия импульсного перенапряжения, указанное перенапряжение не попадает на оборудование. В отличие от устройств APC SurgeArrest большинство ограничителей перенапряжений остаются после повреждения цепи в проводящем состоянии, подвергая оборудование воздействию других опасных перенапряжений.
  • Отказоустойчивый режим. Большинство других ограничителей перенапряжений остаются после повреждения цепи в проводящем состоянии, подвергая оборудование воздействию других опасных перенапряжений. Сетевые фильтры APC SurgeArrest являются безопасными после повреждения. Это означает, что после повреждения они разрывают цепь между защищаемым оборудованием и сетью электропитания и последующие импульсные перенапряжения не передаются на защищаемое оборудование.
  • Индикатор активности защиты. Сетевой фильтр SurgeArrest оснащен светодиодом, сигнализирующим о повреждении внутренних цепей в результате сильного удара или вследствие воздействия импульсного перенапряжения в питающей сети, а также в случае, если фильтр не может обеспечить 100-процентную защиту. В период действия гарантии такое предупреждение является основанием для бесплатной замены поврежденного устройства SurgeArrest. Защита
  • Фильтрация шумов. Ослабление электромагнитных, в том числе радиочастотных помех, способных нарушить целостность данных и приводящих к зависанию клавиатур, обеспечивают повышение эффективности защищаемого оборудования.
  • Защита от всплесков напряжения, вызванных ударами молнии или иными причинами. Для предотвращения повреждения оборудования от воздействия импульсных перенапряжений.
  • Рейтинги пропускания IEEE и соответствие требованиям органов государственного регулирования. Результаты строгого независимого тестирования позволяют с уверенностью утверждать, что ограничители импульсных помех APC надежно защищают оборудование и данные от угрозы повреждения.
  • Единица измерения: 1 шт
  • Габариты (мм): 300x110x50
  • Масса (кг): 0.18
    Выход
  • Число выходных соединителей 4.0
  • Оформление розетки CEE 7 SchukoВходной
  • Номинальное входное напряжение 230V
  • Входная частота 50 Гц
  • Тип входного соединения Schuko CEE 7/7P
  • Длина шнура 1метры
  • Входная мощность 2300.0ВаттЗащита от всплесков напряжения и фильтрация шумов
  • Рейтинг энергии всплеска 918джоулей
  • Пиковая сила тока в синфазном режиме 36kAmpsФизические
  • Максимальная высота 276mm , 27.6cm
  • Максимальная ширина 56mm , 5.6cm
  • Максимальная глубина 40mm , 4.0cm
  • Масса нетто 0.14kg
  • Масса брутто 0.18kg
  • Высота транспортной упаковки 300mm , 30.0cm
  • Ширина транспортной упаковки 110mm , 11.0cm
  • Глубина транспортной упаковки 50mm , 5.0cm
  • Цвет Black
  • Размеры упаковки (длина x ширина x высота) 318 x 267 x 241mm
  • Число единиц упаковки 10.0
  • Устройств на поддоне 12.0
  • Коды транспортных контейнеров 6073130431414 3Окружающей среды
  • Рабочая температура 0 — 40 °C
  • Рабочий диапазон относительной влажности 0 — 95 %
  • Рабочий диапазон высоты над уровнем моря 0-15000метры
  • Температура хранения -15 — 45 °C
  • Относительная влажность хранения 0 — 95 %
  • Высота над уровнем моря хранения 0-15000метрыСоответствие
  • Соответствие требованиям EAC
  • Стандартная гарантия 5 лет на ремонт либо заменуУстойчивое положение Предложение
  • RoHS Соответствие
  • REACH Сертификация REACH: не содержит особо опасных веществ

*Производитель оставляет за собой право изменять характеристики товара, его внешний вид и комплектность без предварительного уведомления продавца. Не является публичной офертой согласно Статьи 437 п.2 ГК РФ.

Что такое сетевой фильтр Ethernet?

Сетевой фильтр Ethernet — это устройство, используемое для защиты электронных устройств, обычно домашних развлекательных устройств или компьютерного оборудования, от повреждений, вызванных скачками электрического тока. Основные устройства защиты от перенапряжений обычно работают, подключаясь к сетевой розетке и предоставляя ряд розеток для других устройств, которые затем подключаются к ней. Сетевой фильтр Ethernet работает почти так же, но также предоставляет входные и выходные разъемы для кабелей Ethernet, которые необходимо подключить к сетевому фильтру, обеспечивая защиту от скачков напряжения через кабель Ethernet.

Электрические скачки могут происходить разными способами и потенциально могут привести к значительному повреждению электрических устройств, которые получают такой скачок. Эти скачки обычно происходят из-за чрезмерного количества электрического тока, проходящего через систему. Такой избыточный ток может быть введен в систему из-за необычного отклонения от источника питания, такого как электростанция, которая обеспечивает электричеством дом или бизнес, или из-за дополнительной энергии, вводимой в систему. Это может произойти, когда вспышка молнии ударит по дому или бизнесу, и сетевой фильтр Ethernet может помочь защитить различные устройства от повреждения в результате такого скачка напряжения.

Сетевой фильтр Ethernet очень похож на другие типы сетевых фильтров, но он также обеспечивает дополнительную защиту для кабелей данных Ethernet. Устройства защиты от перенапряжений обычно функционируют путем подключения одного штекерного соединения к настенной розетке или аналогичной электрической розетке, а затем обеспечения нескольких розеток для подключения других устройств к протектору. Это позволяет сетевому фильтру работать в качестве удлинителя для нескольких устройств, а также защищать эти устройства. В случае скачка напряжения протектор будет поглощать избыточную мощность, которая может повредить сам протектор, но не передать питание другим устройствам; в случае устройства защиты от перенапряжений Ethernet это также поможет предотвратить скачки напряжения через кабель.

Устройства защиты от перенапряжений обычно могут обрабатывать определенное количество избыточной мощности, которое указано на упаковке и другой информации, предоставляемой вместе с устройством защиты. Сетевой фильтр Ethernet работает во многом таким же образом, за исключением того, что он также обеспечивает разъемы для кабелей Ethernet. Таким образом, кабель Ethernet может быть подключен к модему, маршрутизатору или аналогичному устройству и подключен к сетевому фильтру Ethernet; затем второй кабель протекает от устройства защиты к компьютеру, телевизору или другому электронному устройству. Скачок напряжения может потенциально проходить через кабели Ethernet и телефона так же легко, как и кабели питания, поэтому дополнительная защита может помочь предотвратить повреждение таких источников.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Сетевой фильтр защиты от перепадов напряжения питания 80ка молнии сетевой фильтр для защиты от скачков напряжения время задержки

Основные технические параметры Тр-B80
Максимальная непрерывная рабочее напряжение  Uc(В) 385
Уровень защиты от напряжения  (КВ)≤ 2.4
Максимальный ток разряда (8/20мкс)  Lmax(ка) 80
Номинальный ток разряда (8/20мкс)  Ln(ка) 40
&Vcy;&rcy;&iecy;&mcy;&yacy; &ocy;&tcy;&kcy;&lcy;&icy;&kcy;&acy; ns < 25
&Scy;&tcy;&iecy;&pcy;&iecy;&ncy;&softcy; &zcy;&acy;&shchcy;&icy;&tcy;&ycy; IP20
&Rcy;&acy;&bcy;&ocy;&chcy;&iecy;&iecy; &scy;&ocy;&scy;&tcy;&ocy;&yacy;&ncy;&icy;&iecy;&sol; &icy;&ncy;&dcy;&icy;&kcy;&acy;&tscy;&icy;&yacy; &ncy;&iecy;&icy;&scy;&pcy;&rcy;&acy;&vcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; &Zcy;&iecy;&lcy;&iecy;&ncy;&ycy;&jcy;&sol;&kcy;&rcy;&acy;&scy;&ncy;&ycy;&jcy;
&Fcy;&ucy;&ncy;&kcy;&tscy;&icy;&yacy; &scy;&icy;&gcy;&ncy;&acy;&lcy;&acy; &dcy;&icy;&scy;&tcy;&acy;&ncy;&tscy;&icy;&ocy;&ncy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &ucy;&pcy;&rcy;&acy;&vcy;&lcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &Mcy;&ocy;&zhcy;&ncy;&ocy; &tcy;&acy;&kcy;&zhcy;&iecy; &pcy;&ocy;&dcy;&bcy;&ocy;&rcy;&ocy;&chcy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &acy;&pcy;&pcy;&acy;&rcy;&acy;&tcy;&acy;
&Zcy;&acy;&mcy;&iecy;&chcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &Dcy;&rcy;&ucy;&gcy;&icy;&iecy; Uc &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&tcy; &bcy;&ycy;&tcy;&softcy; &ncy;&acy;&scy;&tcy;&rcy;&ocy;&iecy;&ncy;&acy;
&lpar;420 &Vcy; &pcy;&iecy;&rcy;&iecy;&mcy;&period; &Tcy;&ocy;&kcy;&acy;&comma; 320 &Vcy; &pcy;&iecy;&rcy;&iecy;&mcy;&period; &Tcy;&ocy;&kcy;&acy;&comma; 275 &Vcy; &pcy;&iecy;&rcy;&iecy;&mcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &tcy;&ocy;&kcy;&acy; &icy; &tcy;&period; &Dcy;&period; &rpar;
SPD &vcy; &scy;&ocy;&ocy;&tcy;&vcy;&iecy;&tcy;&scy;&tcy;&vcy;&icy;&icy; &scy; IEC61643-1&sol;EN61643-1 &Tcy;&icy;&pcy; 2

Что такое сетевой фильтр Ethernet?

Сетевой фильтр Ethernet — это устройство, используемое для защиты электронных устройств, обычно домашних развлекательных или компьютерных устройств, от повреждений, вызванных скачками электрического тока. Основные устройства защиты от перенапряжений обычно работают, подключаясь к сетевой розетке и предоставляя ряд розеток для других устройств, которые затем подключаются к ней. Сетевой фильтр Ethernet работает почти так же, но также предоставляет входные и выходные разъемы для кабелей Ethernet, которые необходимо подключить к сетевому фильтру, обеспечивая защиту от скачков напряжения через кабель Ethernet.

Электрические скачки могут происходить разными способами и потенциально могут привести к значительному повреждению электрических устройств, которые получают такой скачок. Эти скачки обычно происходят из-за чрезмерного количества электрического тока, проходящего через систему. Такой избыточный ток может быть введен в систему из-за необычного отклонения от источника питания, такого как электростанция, которая обеспечивает электричеством дом или бизнес, или из-за дополнительной энергии, вводимой в систему. Это может произойти, когда вспышка молнии ударит по дому или бизнесу, и сетевой фильтр Ethernet может помочь защитить различные устройства от повреждения в результате такого скачка напряжения.

Сетевой фильтр Ethernet очень похож на другие типы сетевых фильтров, но он также обеспечивает дополнительную защиту для кабелей данных Ethernet. Устройства защиты от перенапряжений обычно функционируют путем подключения одного штекерного соединения к настенной розетке или аналогичной электрической розетке, а затем обеспечения нескольких розеток для подключения других устройств к защитному устройству. Это позволяет сетевому фильтру работать в качестве удлинителя для нескольких устройств, а также защищать эти устройства. В случае скачка напряжения протектор будет поглощать избыточную мощность, которая может повредить сам протектор, но не передавать питание другим устройствам; в случае устройства защиты от перенапряжений Ethernet это также поможет предотвратить скачки напряжения через кабель.

Устройства защиты от перенапряжений обычно могут обрабатывать определенное количество избыточной мощности, которое указано на упаковке и другой информации, предоставляемой вместе с устройством защиты. Сетевой фильтр Ethernet работает практически таким же образом, за исключением того, что он также обеспечивает разъемы для кабелей Ethernet. Таким образом, кабель Ethernet может быть подключен к модему, маршрутизатору или аналогичному устройству и подключен к сетевому фильтру Ethernet; затем второй кабель протягивается от устройства защиты к компьютеру, телевизору или другому электронному устройству. Скачок напряжения может потенциально проходить через кабели Ethernet и телефона так же легко, как и кабели питания, поэтому эта дополнительная защита может помочь предотвратить повреждение от таких источников.

Что такое устройства защиты от перенапряжений и сетевых фильтров?

Ограничитель перенапряжения или ограничитель перенапряжения — это устройство, предназначенное для защиты электрических устройств от нежелательного внезапного и кратковременного повышения скачка напряжения. И всплеск напряжения, и всплеск напряжения, относящиеся к кратковременному увеличению напряжения, выглядят одинаково, но различны.

В то время как всплеск напряжения — это внезапное повышение напряжения, продолжающееся менее трех наносекунд, скачок напряжения — это внезапное повышение напряжения, которое длится три наносекунды или более.

Всплеск или всплеск напряжения в основном представляет собой переходное перенапряжение или электрический импульс короткой продолжительности, но высокой энергии, который индуцируется в цепи от внешних источников. Переходное перенапряжение в сети переменного тока показано на рис. 1.

Рис. 1: Всплески напряжения

Распространенными источниками всплесков и скачков напряжения являются электрические выключатели, молния и статическое электричество. Всплески напряжения также могут быть вызваны быстрым нарастанием или спадом магнитного поля, что может наводить энергию на соответствующую цепь.Например, если ток, протекающий через катушку реле, прерывается или обесточивается, катушка индуктивности создает высокочастотный всплеск напряжения.

Наиболее распространенным решением является размещение выпрямительного диода на катушке реле (катушке индуктивности). Диод называют обратным диодом, подавителем или обратным диодом. Когда ток прерывается, он обеспечивает обратный путь для тока, так что ток через индуктор не блокируется. Ток со временем рассеивается через его внутреннее сопротивление, а катушка индуктивности и выпрямитель выделяют тепло.

Как скачки напряжения, так и скачки напряжения могут нарушить работу электрооборудования и нанести значительный ущерб.

На рынке доступны различные типы устройств защиты от перенапряжения и скачков напряжения. Устройства защиты от перенапряжений (SPD) и ограничители переходных напряжений (TVS) обычно устанавливаются в системах распределения электроэнергии, тяжелых промышленных системах и системах связи для защиты от скачков и скачков напряжения.

Сетевой фильтр

Сетевой фильтр представляет собой электронный фильтр, размещаемый между электрическим устройством и внешней по отношению к нему линией.Это пассивная двунаправленная сеть, фильтрующая определенную частоту в линии или цепи электропередачи.

Сетевой фильтр предназначен для защиты от электромагнитных помех (ЭМП) в сетях переменного тока и обычно состоит из катушки индуктивности, конденсатора и резистора. Максимально снижает пульсации выходного напряжения. Некоторые сетевые фильтры обеспечивают минимальное регулирование напряжения, в то время как другие защищают от проблем с качеством электроэнергии.

Схема типичного пассивного сетевого фильтра питающей сети показана на рис.2. Сеть подходит как для переменного, так и для постоянного тока с возможностью двунаправленного подавления.

Рис. 2: Типовой сетевой фильтр

Конструкция защиты от перенапряжения

Простая защита от перенапряжения представляет собой варистор на основе оксида металла (MOV) на входной линии электрооборудования — обычно это один компонент только в некоторых устройствах. Это может быть диод MOV или TVS. Для универсальной линии 90–264 В переменного тока обычное номинальное напряжение MOV составляет 300 В (среднеквадратичное значение).

Однако в случае дорогого оборудования и высоких ожидаемых перенапряжений, например, от линии электропередач, необходимо обратиться к рейтингам и рекомендациям стандартов безопасности, таким как IEC 61000-4-5, которые определяют стандарты для питания переменного тока. скачки линии.

При проектировании схемы значение напряжения варистора должно включать не менее 20-процентного запаса прочности. Например, для системы 25 В постоянного тока варистор должен быть рассчитан примерно на 30 В. Однако важно не преувеличивать запас, чтобы избежать большого варистора и более высокого напряжения фиксации. Кроме того, устройство защиты от перенапряжения должно быть установлено рядом с предохранителем.

Для получения более подробной информации о защите от перенапряжения и рекомендациях перейдите по следующим ссылкам:

Ссылка 1

Ссылка 2

Ссылка 3


 

Самодельный сетевой фильтр с сетевым фильтром – Vishnu Mohanan

Плата защиты от перенапряжения

I Это было, когда в мой портативный компьютер попал удар молнии, вызвавший серьезные повреждения. Я осознал важность устройства защиты от перенапряжения .Всплеск пришел по коаксиальному кабелю к модему, а затем к моему компьютеру по кабелю локальной сети. Я тогда использовал RJ45 для Интернета. Затем я переключился на Wi-Fi, думая, что скачки напряжения больше не повредят мой компьютер. Но они по-прежнему остаются реальной угрозой для моих электронных устройств. Я потерял много других устройств, таких как модем, множество адаптеров и т. д., из-за скачков напряжения в линиях электропередач. Коаксиальные кабели и многие другие сети используют электрические столбы для распределения. Поэтому они наиболее уязвимы для грозовых перенапряжений.Молния, ударяющая непосредственно в электрический столб, может привести к тому, что большое количество энергии пройдет через линии электропередач и другие близлежащие кабели к вашим домам и устройствам, подключенным на конце, до заземления, что приведет к непригодным повреждениям вашего оборудования. В связи с этим во многих странах действуют правила, которые юридически предписывают установку УЗП (устройства защиты от перенапряжения) как для жилых, так и для промышленных сетей распределения электроэнергии и связи.

Существует множество методов подавления скачков напряжения, в том числе варисторы на основе оксида металла (MOV), диоды для подавления переходных процессов (TVS) и газоразрядные трубки (GDT).Все они работают по разным принципам, но в сочетании обеспечивают максимальную защиту.

275L40 MOV от Littlefuse
Сетевой фильтр

 Сетевой фильтр – это пассивная цепь, состоящая в основном из пассивных компонентов, таких как конденсатор, катушка индуктивности и т. д. Он используется для ограничения или подавления электрических помех, создаваемых устройством или поступающих в него. ЭМП (электромагнитные помехи) или РЧ-помехи (радиочастотные помехи) в основном генерируются электронными устройствами, работающими на высоких частотах с неадекватным экранированием и фильтрацией, а также другими индуктивными нагрузками.SMPS (адаптеры питания), электронные дроссели и другие индуктивные нагрузки вносят значительный вклад в генерируемые электромагнитные помехи. Типичный фильтр электромагнитных помех, используемый для линии электропередачи переменного тока, выглядит следующим образом.

Базовая конструкция фильтра электромагнитных помех

Существует два типа шума; общие для проводов под напряжением и нейтрали, называемые синфазным режимом или CM, и шум дифференциального режима (DM), который проявляется как разность напряжений между L и N. CX1 — это конденсатор с номиналом X. Конденсатор с номиналом X (поперечная линия) представляет собой металлизированный пленочный конденсатор (также называемый рамочным конденсатором), рассчитанный на высокое напряжение переменного тока, например 230 В переменного тока.Они могут выдерживать большие переходные процессы, обладают свойством самовосстановления и вряд ли вызовут короткое замыкание даже после отказа. Их значения обычно находятся в диапазоне от 0,1 мкФ и выше, что зависит от диапазона частот для ослабления. CX ослабляет шум DM за счет короткого замыкания, а L CM подавляет шум CM. Катушки индуктивности всегда должны быть рассчитаны на требуемый ток. Типичный синфазный дроссель состоит из тороида из феррита и двух одинаково намотанных медных катушек. Каждая катушка соединена последовательно с каждым проводом.SWG (стандартный калибр провода) провода выбирается в соответствии с требуемым током. Значение индуктивности синфазного дросселя (L CM ) может составлять 2–10 мГн .

Синфазные дроссели

CY1 и CY2 — это конденсаторы с номиналом Y (обходные), расположенные между каждой линией и землей («настоящая сплошная земля»). Обычно это маломощные конденсаторы с огнезащитным покрытием. Подключенные между линиями и землей, они пропускают дифференциальные шумовые сигналы (I CMN ) на землю.Резистор, включенный параллельно СХ1, называется прокачным, который необходим для безопасного разряда конденсаторов Х, чтобы он никому не навредил, после отключения его от сети. Это высокоомные резисторы с номинальной мощностью не менее 1 Вт. Согласно некоторым стандартам, разрядные резисторы должны полностью разрядить все конденсаторы в течение одной минуты или меньше. Типичные значения варьируются от 100K до более 1M. На приведенном выше рисунке не показаны дроссели DM или MOV. Следующий делает то, что я разработал для себя.

Схема
Схема сетевого фильтра переменного тока и устройства защиты от перенапряжения — просмотреть PDF

В нем нет диодов TVS или GDT, потому что я не мог их купить, так как их не было в наличии. MOV — это очень быстрые и эффективные подавители переходных процессов, которые могут выдерживать очень большой ток. Обладает высоким сопротивлением при низких напряжениях ( рабочее напряжение ). Но когда напряжение превысит напряжение фиксации , сопротивление упадет, и MOV шунтирует избыточный ток. Я использовал 275L40 из Littlefuse , два из них параллельны между L и N, L к земле и N к земле.Параллельные MOV повысят защиту. Я использовал резистор 3,3 МОм 1 Вт в качестве прокачки. Для дросселей DM я использовал катушки из старых компьютерных блоков питания. Дроссель CM был изготовлен путем намотки изолированного медного провода 19 SWG на ферритовый тороидальный сердечник. Для обхода я выбрал конденсаторы Y номиналом 4,3 нФ от Epcos. Единственное, о чем я забыл упомянуть, так это о предохранителе. Хотя плавкий предохранитель является самым медленным из всех защитных устройств, он является обязательным дополнением.

Припаял все к перфорированной плате с толстыми свинцовыми дорожками.Для установки схемы я купил распределительную коробку из ПВХ и немного модифицировал ее, добавив держатель предохранителя, переключатель DPDT и розетку питания. Готовая конструкция выглядела так.

Готовый сетевой фильтр
Изображения

Верхняя часть печатной платы Внутри корпуса Сторона пайки Разъем переменного тока для защиты от перенапряжения Предохранитель и выключатель защиты от перенапряжения Сетевой фильтр полностью собран
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Этот проект касается высоковольтных цепей и компонентов. Следует соблюдать осторожность при работе с переменным током высокого напряжения, поскольку это может привести к летальному исходу.Не прикасайтесь к цепям или их частям при подключении к сети переменного тока или сразу после отключения. Всегда проверяйте, чтобы такие компоненты, как конденсаторы, были полностью разряжены после отключения от сети. Недооцененные компоненты могут взорваться или вызвать пожар при подключении к сети переменного тока высокого напряжения. Если у вас нет предыдущего опыта работы с высоким напряжением, не пытайтесь делать что-либо самостоятельно. Вы были предупреждены!

Не только полагайтесь на устройства защиты от перенапряжений и не ожидайте, что они защитят ваши устройства от ударов молнии.Сетевые фильтры не смогут защитить ваши устройства от прямого удара молнии. По возможности всегда отключайте свои устройства от источника питания или других сетей до того, как произойдет гроза. Не прикасайтесь и не пытайтесь отсоединить какие-либо устройства, телевизионные кабели, телефонные кабели и т. д., когда поблизости происходит гроза. Надевайте защитные перчатки и обувь при работе с электрическими приборами.

Ссылки
  1. Protector — Wikipedia
  2. Линейный фильтр — Wikipedia
  3. Класс X и Y-конденсаторы — Wikipedia
  4. Устройство подавления EMI — Wikipedia

EMC Filter Phange Protection Устройство защиты — SFP 1-20 / 120AC — 2856702

Режим защиты Л-Н
Л-ПЭ
Н-ПЭ
Направление действия Л-Н и Л(Н)-ПЭ
Номинальное напряжение U N 120 В переменного тока (TN)
120 В переменного тока (TT — только при использовании с УЗО)
120 В переменного тока (ИТ)
Номинальная частота f Н 50 Гц (60 Гц)
Максимальное длительное напряжение U C 150 В переменного тока
Номинальный ток нагрузки I L 20 А (40 °С)
Остаточный ток I PE ≤ 0.6 мА
Энергопотребление в режиме ожидания P C ≤ 7,5 ВА (при U REF )
≤ 10 ВА (при U C )
Эталонное испытательное напряжение U REF 132 В переменного тока
Номинальный разрядный ток I n (8/20) мкс 3 кА
Комбинированная волна U OC 6 кВ (3 кА)
Уровень защиты по напряжению U p ≤ 0.45 кВ
Поведение TOV на U T (L-N) 175 В переменного тока (5 с/выдерживаемый режим)
240 В переменного тока (5 с / безопасный режим отказа)
208 В переменного тока (120 мин./режим безопасного отказа)
Поведение TOV на U T (L-PE) 208 В переменного тока (5 с / выдерживаемый режим)
175 В переменного тока (120 мин./выдерживаемый режим)
1332 В переменного тока (200 мс/режим безопасного отказа)
Поведение TOV на U T (N-PE) 1200 В переменного тока (200 мс/режим безопасного отказа)
Время отклика t A ≤ 25 нс
Объем (Л-Н) 1 мкФ ±10 %
10 нФ ±10 % (X2-275 В)
Емкость (L-PE) 2.2 нФ ±20 % (Y2-250 В)
Емкость (N-PE) 2,2 нФ ±20 % (Y2-250 В)
Макс. требуется резервный предохранитель 20 А (MCB B/общего назначения)
16 A (IT — MCB B/общего назначения)
Затухание на входе aE, симм. 20 дБ (≥ 100 кГц / 50 Ом)
Затухание на входе aE, асимм. 30 дБ (≥ 1 МГц / 50 Ом)
Номинальный ток короткого замыкания I SCCR 5 кА переменного тока (TN/TT)
1 кА переменного тока (IT)
Данные фильтра
Сопротивление разрядке 820 кОм

Зачем нужна защита сетевого фильтра

Знаете ли вы, что электропитание, подаваемое из ваших домашних розеток на ваше оборудование, загрязнено?

Дадим краткое пояснение.

«Грязная мощность» относится к любому отклонению от нормы качества электроэнергии, подаваемой в систему электроснабжения. Когда мощность, подаваемая на оборудование, не соответствует ожидаемой, это может привести к неисправности или отказу оборудования. Эти аномалии могут относиться ко многим вещам, но в целях сегодняшнего обсуждения мы сосредоточимся на «грязной мощности», вызванной электромагнитными помехами.

Все электронные устройства излучают электромагнитное поле в результате их нормального повседневного функционирования.Они могут создавать помехи и стать случайными электромагнитными сигналами в источнике питания.

Это не было проблемой в прошлом, когда в большинстве домашних хозяйств и промышленных зон было мало электронных устройств в окружающей среде. В то время вам приходилось беспокоиться об этом только в том случае, если вы жили рядом с теле- или радиостанциями.

Сегодня, однако, повсюду много электрических устройств. Только на вашей кухне и в гостиной у вас есть дюжина устройств, будь то ваш компьютер, кухонный прибор, электроинструменты или даже маршрутизаторы Wi-Fi, которые излучают электромагнитные помехи в той или иной степени.Все эти машины могут создавать и создают электромагнитные помехи.

Теперь вы можете спросить себя, действительно ли «грязное» питание влияет на мою технику?

Представьте, что вы едите грязную или зараженную пищу. Визуально еда может показаться вам одинаковой, поэтому вы думаете, что все в порядке. Но после его употребления у вас может начаться диарея или спазмы желудка.

Здесь то же самое.

Вы не заметите никакого внешнего воздействия на ваши устройства. Он не взорвется внезапно и не начнет дымить.

Но внутренне это совсем другая история. Воздействие этих электромагнитных помех может привести к ухудшению работы схем вашего чувствительного оборудования, такого как игровые компьютеры, цифровое телевидение, устройства IoT, медицинское оборудование и т.п.; что может привести к ошибкам компонента обработки данных. Конкретный пример: электромагнитные помехи могут быть причиной неправильных показаний и сбоев, которые вы испытали на своем компьютере.

Итак, что мы можем с этим поделать? Вот где вступает в действие сетевой фильтр.

Сетевой фильтр вставляется между линией электропередачи и приемником, передатчиком или другим блоком электрооборудования для предотвращения прохождения шумового сигнала, поступающего на ваши устройства или приборы.

С точки зрения непрофессионала, сетевой фильтр устраняет или отфильтровывает случайные высокочастотные электромагнитные сигналы, позволяя, таким образом, подавать на ваше оборудование только чистое питание.

Вот где на помощь приходят удлинители Panther с защитой от перенапряжения и линейного шума, также известные как серия PSP.Благодаря возможностям защиты сетевого фильтра Panther PSP может отфильтровывать нежелательные высокочастотные электромагнитные сигналы и гарантировать, что на ваше устройство подается только чистое питание из настенной розетки!

Кроме того, он также обеспечивает защиту вашего устройства от скачков напряжения, чтобы гарантировать, что скачки напряжения не повредят ваше оборудование. Вместо этого эти скачки напряжения будут шунтироваться, чтобы в первую очередь предотвратить их попадание в вашу электронику.

В этой статье обсуждалось:

  • Что такое грязная сила?
  • Что произойдет, если на ваши приборы подается «грязное» питание?
  • Что делает сетевой фильтр?
  • Как я могу обеспечить защиту моего прибора фильтром сетевого шума?

Мы надеемся, что эта статья помогла вам лучше понять, почему вашему оборудованию нужна защита сетевого фильтра.

Заинтересованы в покупке? Ознакомьтесь с нашей серией устройств защиты от перенапряжения Panther с фильтром линейных помех.

Качественные силовые фильтры (QPF) — защита от перенапряжения и фильтрация

Качественные фильтры питания обеспечивают защиту электропитания


от самых сильных пиков и скачков напряжения Качественные фильтры питания

от Smart Power Systems обеспечивают защиту от перенапряжения и фильтрацию шума.QPF — самый экономичный сетевой фильтр для офисного оборудования, включая многофункциональные устройства, копировальные аппараты, принтеры и факсимильные аппараты. Он доступен на 15 и 20 ампер.

Особенности

Защита от скачков высокого напряжения и молнии – Предотвращает опасные скачки напряжения, приводящие к повреждению многофункциональных копировальных аппаратов, факсимильных аппаратов и принтеров
Защита от скачков напряжения и шума в обычном режиме – Фильтрует напряжение до 3 В и предотвращает сбои в работе электроники
Обнаруживает обратную полярность или отсутствие заземления (красный свет)

Преимущества

• Сокращает время простоя и количество кодов ошибок
• Устраняет ненужные вызовы службы поддержки
• Защищает телефон/модем/DSL (RJ11)
• Защищает сети (RJ45)
• Обеспечивает защиту от перенапряжения и фильтрацию шума

Коэффициенты производительности

• Фильтрация синфазных помех
• Фильтрация помех нормального режима
• Обнаружение неисправности проводки
• Защита от перенапряжений

Технические характеристики

Модель

: QPF
вход / вывод : 120V
выходной ток
AMP
: 15 AMP
выходной розетки : два 5-15R
входной шнур и шнур : 5-15P — 6 футов
цвет : Серый
Переходное сквозное напряжение (общий режим) (N-G) : <20 В
Переходное сквозное напряжение (нормальный режим) (L-N) : <20 В
Размер (В x Ш x Г) (дюймы) : 6.15 x 4,5 x 1,75
Вес нетто (фунты): 1,80
Гарантия : Пожизненная
Безопасность : UL 1449, 3-е издание, UL 991, UL1283

• Протестировано в соответствии с IEEE C62.41 Cat. A и B Кольцевые волны
• Доступны различные модели для 120 В, 208 В, 15 А или 20 А
• Технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления

Сравнение моделей

приложений

 

Политика защиты подключенного оборудования


В Smart Power Systems мы отвечаем за качество и надежность наших продуктов для защиты электропитания.Вот почему мы предлагаем комплексную политику защиты подключенного оборудования стоимостью 25 000 долларов США. Если оборудование Smart Power Systems выйдет из строя, и этот сбой приведет к прохождению скачка напряжения и повреждению подключенного оборудования, Smart Power Systems оплатит ремонт или замену подключенного оборудования в соответствии с нашей Политикой защиты подключенного оборудования. Щелкните здесь, чтобы получить дополнительные сведения о нашей Политике защиты подключенного оборудования.

Изделия Sola/Hevi-Duty | Защита от перенапряжения Сола

 
 
 

STV200/400K Устройства защиты от перенапряжений

Серия SolaHD STV 200/400K обеспечивает непрерывную защиту от разрушительных скачков напряжения и электрических помех, которые обычно возникают на служебном входе или распределительном щите.Модульная конструкция STV 200/400K обеспечивает гибкость установки, а ее прочная конструкция позволяет устанавливать ее в самых тяжелых условиях. Они способны справляться с высокоимпульсными, потенциально опасными переходными процессами, обычно встречающимися на служебном входе или распределительных панелях.

Узнайте о защите от перенапряжения Sola/Hevi-Duty STV200/400K

 

STV100K Серия аппаратных устройств защиты от перенапряжения

Устройство защиты от перенапряжения (УЗП) серии STV100K компании Sola/Hevi-Duty представляет собой проводное устройство защиты от перенапряжений, предназначенное для установки на служебном входе, ответвительных панелях или специальных чувствительных электронных нагрузках.Эти устройства защиты от перенапряжения имеют защиту всех режимов, светодиодную и звуковую индикацию состояния тревоги, отслеживание синусоидального сигнала и сухие контакты Form C.

Узнайте о серии Sola/Hevi-Duty STV100K с проводным питанием от перенапряжения

 

STV25K DIN-рейка серии

Эта серия обеспечивает защиту точки использования на уровне специального оборудования от разрушительных переходных процессов.Идеально подходит для установки в электронных шкафах управления, находящихся в суровых промышленных условиях, например, в заводских цехах или в удаленных местах. Эти устройства обеспечивают защиту от перенапряжения на 50 000 ампер, отслеживание синусоидального сигнала, светодиодную индикацию состояния и сухие контакты типа «C».

Узнайте о серии Sola/Hevi-Duty STV25K на DIN-рейку

 

Элитная DIN-рейка STFE серии

Серия креплений SolaHD STFE Elite на DIN-рейку сочетает в себе технологию Active Tracking® с защитой от перенапряжения, включенной в список UL, для защиты от всего спектра переходных процессов и скачков напряжения.Он непрерывно отслеживает входную линию электропередачи переменного тока, мгновенно реагируя на обнаружение посторонних высокочастотных шумов и переходных процессов высокого напряжения, вызванных повседневными событиями, такими как включение машин, двигателей или оборудования.

Узнать о серии Sola/Hevi-Duty STFE Elite DIN Rail

 

Серия STFV Plus

Серия Sola STFV Plus сочетает в себе фильтрацию Active Tracking® для снижения шума с низким энергопотреблением и подавление скачков напряжения для переходных процессов с высокой энергией.Он непрерывно отслеживает входную линию электропередачи переменного тока, мгновенно реагируя на обнаружение посторонних высокочастотных шумов и переходных процессов высокого напряжения, вызванных повседневными событиями, такими как включение механизмов, двигателей или оборудования.

Узнайте о серии Sola/Hevi-Duty STFV Plus

 

Активные фильтры слежения серии STF

Долгосрочная защита от повреждающего низковольтного/высокочастотного шума.Серия STF предлагает оригинальную технологию активного отслеживания для защиты от переходных процессов низкого напряжения/высокой частоты. Электрический шум, вызванный повседневными событиями, например, включение машин, двигателей или оборудования, со временем может нанести серьезный ущерб. Фильтры STF Active Tracking® защищают ваше оборудование, непрерывно отслеживая входную линию питания переменного тока и устраняя электрические помехи с помощью фильтра нижних частот или LC-фильтра, состоящего из ряда катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов, зависящих от нагрузки. Размер этих фильтров соответствует максимальному потреблению тока в линии, они способны поглощать широкий диапазон шумов.

Узнайте об активных следящих фильтрах Sola/Hevi-Duty STF

 

Серия STC-PoE

Серия Sola STC-PoE предназначена для работы с линиями передачи PoE категории 5, а также с приложениями категории 6. Они имеют варианты подключения RJ-45 «мама-мама» и «папа-мама» для простоты установки.

Узнайте о серии Sola/Hevi-Duty STC-PoE

 

Защита DIN-рейки серии STC-DRS

Серия Sola STC-DRS представляет собой монтируемый на DIN-рейку однопарный модуль защиты от перенапряжения, реализующий трехступенчатую гибридную технологию.Этот модуль устраняет переходные процессы перенапряжения с помощью газовых трубок и кремниевых лавинных компонентов. Кроме того, паразитные токи уменьшаются с помощью самовосстанавливающихся предохранителей (PTC). PTC увеличивает сопротивление на несколько порядков, когда перегрузки по току превышают безопасный уровень.

Узнайте о серии Sola/Hevi-Duty STC-DRS

 

Защита линии данных/сигнала серии STC-642

Устройства защиты от перенапряжений серии STC-642 представляют собой двухпарные (четырехпроводные) модули, использующие трехступенчатую гибридную технологию.Этот модуль устраняет переходные процессы перенапряжения с помощью газовых трубок и кремниевых лавинных компонентов. Кроме того, паразитные токи и токи короткого замыкания уменьшаются с помощью самовосстанавливающихся предохранителей (PTC). PTC увеличивают сопротивление на несколько порядков, когда перегрузки по току превышают безопасный уровень.

Узнайте о серии Sola/Hevi-Duty STC-642

 

Коаксиальная серия STC-CCTV

Разработанные специально для видеонаблюдения, передачи данных, аудио и кабельных приложений, эти устройства представляют собой одиночные коаксиальные устройства защиты от перенапряжения, реализующие трехступенчатую гибридную технологию.Они устраняют переходные процессы перенапряжения с помощью компонентов первичной газоразрядной трубки (GDT) и вторичного кремниевого лавинного диода (SAD).

Узнайте о коаксиальной серии Sola/Hevi-Duty STC-CCTV

 

Защита соединения серии STC-TEL-RJ

Серия Sola STC-TEL представляет собой однопарные устройства защиты телефонных линий или линий передачи данных, в которых используется усовершенствованная двухступенчатая гибридная конструкция.Эти устройства устраняют переходные процессы перенапряжения с помощью кремниевых устройств отключения, а паразитные токи и токи короткого замыкания снижаются с помощью технологии PTC, состоящей из полупроводниковых самовосстанавливающихся предохранителей.

Узнайте о защите соединения Sola STC-TEL

 

Фильтры и устройства защиты от перенапряжения

Автор Eur Ing Кейт Армстронг С.Eng MIEEE MIEEE

Это третья статья в серии из шести статей о передовых методах ЭМС при проектировании электрического, электронного и механического оборудования, которые будут опубликованы в этом журнале за текущий год. Эта серия предназначена для разработчиков электронных продуктов, от стандартных блоков, таких как блоки питания, одноплатные компьютеры и «промышленные компоненты», такие как приводы двигателей, до автономных или сетевых продуктов, таких как компьютеры, аудио/видео/ телевизор, инструменты и т.

Методы, которые будут рассмотрены в шести статьях:

  1. Схема (цифровая, аналоговая, импульсная, связь) и выбор компонентов
  2. Кабели и разъемы
  3. Фильтры и подавители переходных процессов
  4. Экранирование
  5. Компоновка печатной платы (включая линии передачи)
  6. ESD, электромеханические устройства и коррекция коэффициента мощности
По любой из вышеперечисленных тем можно написать учебник (и многие так и сделали), поэтому такой формат журнальной статьи может дать не более чем введение в различные вопросы и указать на наиболее важные из передовых практик.Многие методы, описанные в этой серии, также важны для улучшения целостности сигнала, сокращения количества итераций во время разработки и снижения производственных затрат. Содержание этой части

3. Фильтры и устройства защиты от перенапряжения

Фильтры используются для ослабления нежелательных частот, распространяющихся по проводникам, и характеризуются кривыми затухания в зависимости от частоты. Устройства защиты от перенапряжения (SPD) ослабляют нежелательные скачки напряжения, распространяющиеся по проводникам, и характеризуются графиками зависимости «пропускаемого» напряжения от времени.

Неправильное использование фильтров или УЗИП может ухудшить эмиссию или помехоустойчивость продукта по сравнению с тем, если бы они не использовались вообще. Более дорогие фильтры или УЗИП не обязательно самые лучшие. Как правило, вы не можете выбрать фильтр или УЗИП из каталога дистрибьютора, проверив только его характеристики, количество цепей и предполагаемое применение, и ожидать, что он обеспечит желаемые преимущества.

3.1 Конструкция, выбор и установка фильтра

Дизайн и/или выбор фильтров может показаться черной магией.Это не так, но даже если были приложены все усилия в соответствии с описанными здесь направлениями, обычно все же необходимо опробовать ряд фильтров, чтобы найти оптимальный.

По дизайну фильтров написано много книг. Я нашел очень полезной книгу Артура Б. Уильямса «Руководство по проектированию электронных фильтров» (McGraw Hill, 1981, ISBN 0-07-070430-9). Несомненно, существует более современная версия, но дизайн фильтра не сильно изменился за эти годы. В настоящее время существует ряд симуляторов фильтров, которые успешно работают на ПК.

Я не собираюсь в этой статье вдаваться в проектирование фильтров, но я опишу вещи, которые необходимо учитывать, чтобы фильтры, разработанные с использованием учебников, программ моделирования или выбранные из каталогов, имели шанс работать так, как требуется.

В этой статье предполагается, что мы обсуждаем фильтры, которые должны быть установлены на границе между продуктом и его внешней средой. Фильтры для использования внутри изделия, например, между импульсным источником питания и чувствительной цепью, будут иметь некоторые, если не все, общие соображения.

3.2 Как работают фильтры

Фильтр, который хорошо работает в одной ситуации, может плохо работать в другой, поэтому нам нужно хотя бы базовое понимание того, как работают фильтры.

Фильтры работают, создавая неоднородность импеданса, видимого сигналом, проходящим по проводнику. Чем больше разрыв, тем больше затухание. Таким образом, если сопротивление нежелательного сигнала составляет 100 Вт, и мы последовательно подключаем к нему сопротивление 1 кВт, только около 10% сигнала проходит через высокое сопротивление — затухание составляет около 20 дБ.Аналогичный эффект можно получить, шунтируя 100-ваттный проводник с низким импедансом: 10-ваттный провод также обеспечивает затухание около 20 дБ.

Различные основные типы фильтров ЭМС (фильтров нижних частот) показаны на рисунке 3А.

Простые фильтры только R и L создают последовательный высокий импеданс и лучше всего используются там, где импеданс нежелательных сигналов низкий. Фильтры только C создают шунтирующий сигнал с низким импедансом, поэтому их лучше всего использовать там, где импеданс нежелательных сигналов высок.Цифры, указанные в спецификациях для фильтров только C, редко достигаются в реальной жизни, потому что они зависят от радиочастотной целостности их заземления (в идеале нулевой импеданс на всех частотах), а в действительности это никогда не достигается.

Со временем резисторы теряют свои характеристики на высоких частотах из-за паразитной шунтирующей емкости. Катушки индуктивности также страдают от паразитной шунтирующей емкости, что вызывает собственный резонанс и ограничивает их высокочастотные характеристики. Лучшие катушки индуктивности для использования в фильтрах ЭМС имеют замкнутые магнитные цепи (например, тороидальные, цилиндрические и т., и другие формы без воздушных зазоров), к сожалению, это означает, что они с большей вероятностью будут страдать от эффектов насыщения при больших токах (обсуждается позже).

Конденсаторы страдают от собственной индуктивности, плюс индуктивность выводов, вызывающих собственный резонанс и ограничивающих высокочастотные характеристики. У конденсатора с тремя выводами меньше проблем с индуктивностью (поскольку его «земляной» вывод очень короткий), но полное устранение индуктивных эффектов достигается только за счет проходного конденсатора, который имеет отличные характеристики на высоких частотах.Традиционные проходные конденсаторы припаиваются или привинчиваются к стенке экрана, но некоторые устройства для поверхностного монтажа теперь предлагают аналогичные преимущества при пайке на заземляющий слой печатной платы.

RC-фильтры являются наиболее предсказуемыми из всех фильтров ЭМС, поскольку они не вызывают сильного резонанса. Лучше всего подходят высокие значения R (скажем, от 1 до 10 кВт) с низкими значениями C (скажем, 10 нФ или меньше). Наиболее распространенное использование RC-фильтров — это когда сигнал постоянного тока или низкочастотный сигнал от источника с низким импедансом подается в цепь с высоким импедансом (R подключен к стороне источника, C подключен к стороне цепи), и в этих приложений они могут надежно обеспечить очень высокое затухание при минимальных затратах.

LC-, тройниковые и p-фильтры могут обеспечить более высокий уровень ослабления с меньшими потерями, чем фильтры, использующие резисторы, но они являются резонансными цепями и более чувствительны к импедансам, к которым они подключены.

Тройниковые фильтры, использующие резисторы (RCR), все чаще используются для подключения материнских плат компьютеров к дисплеям и другим периферийным устройствам, использующим высокую скорость передачи данных, через ленточные кабели или гибкие схемы. На самом деле это фильтры только для C — резисторы предназначены для согласования линий передачи по обе стороны от конденсатора для поддержания целостности сигнала.Резисторы обычно находятся в диапазоне от 22 до 100 Вт, а фильтры обычно изготавливаются в виде массивов в небольших корпусах для поверхностного монтажа.

3.3 Преимущества мягких ферритов

LC-, тройниковые и p-фильтры также имеют недостатки, присущие катушкам индуктивности, конденсаторам и их выводам, которые являются существенной причиной различий между простыми расчетами (или моделированием) и реальной жизнью. Использование мягких ферритов для катушек индуктивности фильтров ЭМС помогает решить эти проблемы.

Мягкие ферриты являются индукторами на низких частотах, но становятся резистивными с потерями на более высоких частотах. При использовании в качестве L-фильтра мягкие ферриты обычно обеспечивают затухание от 3 до 20 дБ на типичных кабелях без значительных резонансов. При использовании в более сложных фильтрах мягкие ферриты обеспечивают гораздо более предсказуемые характеристики (хотя некоторые симуляторы могут быть неспособны смоделировать их сложное поведение импеданса в зависимости от частоты). Стандартные мягкие ферритовые материалы для ЭМС-приложений по-прежнему эффективны на частоте 1000 МГц, а в некоторых недавно выпущенных компонентах эта частота была увеличена до 2 ГГц.

Существует очень широкий спектр мягких ферритовых компонентов подавления радиочастот, которые постоянно добавляются, а последние предложения включают компоненты SMD, которые обеспечивают мощность 1 кВт или более на частоте около 100 МГц, но имеют сопротивление постоянному току менее 0,1 Вт и рассчитаны на непрерывный ток 3 А. Выбор правильного мягкого феррита требует проверки графиков импеданса в зависимости от частоты для желаемого резистивного импеданса в требуемом диапазоне частот. Настоящий мягкий феррит не имеет разрывов на графике импеданса.

3.4 Синфазный (CM) и дифференциальный режим (DM)

Чтобы эффективно использовать фильтры, нам нужно знать, к каким проводникам подключать наши фильтрующие элементы, поэтому нам нужно знать разницу между синфазным и дифференциальным режимами.

Рисунок 3B показывает, что полезные сигналы почти всегда являются DM: ток течет по одному определенному проводнику, возвращается по другому, и между этими двумя проводниками есть напряжение. Иногда для сигнала требуется более двух проводников, и все его текущие обратные пути (например,грамм. +5, сигнал, 0В; трехфазного переменного тока), но принцип тот же.

С другой стороны, напряжения и токи СМ одинаковы для всех проводников кабеля (включая любые экраны), и все токи СМ текут в одном направлении. Обратный путь для токов CM проходит через внешнюю систему заземления, другие кабели, металлоконструкции и т. д. Токи и напряжения CM часто имеют очень малую амплитуду, но их большие площади контура создают более серьезные проблемы с ЭМС, чем эквивалентные сигналы DM.

СМ почти без исключения вызван несовершенством конструкции и конструкции, которые преобразуют часть полезных (DM) сигналов в СМ, вызывая проблемы с излучением.Эти же недостатки также преобразуют часть внешних помех CM в сигналы DM, ухудшая отношение сигнал/шум и/или целостность цифрового сигнала и вызывая проблемы с помехоустойчивостью. Кабели вносят значительный вклад в преобразование DM в CM, и мера этого называется их «продольными потерями преобразования».

Мощные цифровые интегральные схемы (ИС), используемые во многих современных продуктах, создают много внутренних высокочастотных шумов переключения из-за «дребезга» земли и питания.Он просачивается из микросхем во все их соединения и соединяется с дорожками печатной платы, в конечном итоге проявляясь на входах/выходах и всех других кабелях в виде шума CM. Этот шум имеет гораздо более высокое частотное содержание и амплитуду, чем можно было бы ожидать, зная о полезных сигналах, поэтому его трудно предсказать, и обычно он определяется только количественно путем измерения. (Методы, описанные в части 1.1 и части 5, значительно уменьшат этот шум.)

Когда магнитная цепь (такая как ферритовый тор) обернута вокруг одного проводника, она ослабит все токи в ней, будь то DM или CM.Но когда магнитная цепь обернута вокруг обоих (или всех) передающего и обратного проводников, связанных с дифференциальной сигнальной или силовой цепью, это только ослабит токи CM. Магнитные потоки, создаваемые путями передачи и возврата тока DM, компенсируются в катушке индуктивности CM, поэтому (в идеале) это не влияет на полезный сигнал или мощность. На практике всегда присутствует некоторая индуктивность рассеяния, следовательно, всегда присутствует некоторое затухание однофазных токов, и это может быть использовано для обеспечения фильтрации как однофазных, так и дифференциальных токов в одном компоненте.На рис. 3C показаны некоторые особенности фильтров синфазных дросселей.

Для большинства работ по электромагнитной совместимости синфазные дроссели изготавливаются из мягкого феррита. Компенсация потока DM в дросселях CM (часто называемых дросселями со сбалансированным током) позволяет достичь больших значений индуктивности (миллиГенри) с помощью небольших компонентов, тогда как дроссели DM того же размера измеряются в микроГенри и становятся физически больше по мере увеличения тока.

Намотка набора проводников несколько раз вокруг одной и той же магнитной цепи увеличивает импеданс CM, но неэффективна на высоких частотах, потому что паразитные емкости «закорачивают» дроссель.Для более высокого затухания на очень высоких частотах лучше нанизать несколько ферритовых трубок или тороидов вдоль кабеля, пропуская через каждую только один кабель. (Ферритовые бусины, установленные на поверхности, могут достигать высокого импеданса на высоких частотах, потому что их паразитные емкости очень малы.)

Полезным компонентом из мягкого феррита является цилиндр, разделенный по длине и удерживаемый в пластиковом корпусе с защелкой. Их очень легко прикрепить к кабелям (и снять, если окажется, что они бесполезны), и они доступны в широком диапазоне форм и размеров, включая плоский тип для ленточных кабелей.Все инженеры по ЭМС носят многие из них с собой, используя их для диагностики и локализации проблем с ЭМС, а также для их устранения.

На рис. 3D показано, как синфазная и дифференциальная фильтрация сочетаются в нескольких простых фильтрах.

3.5 Практические правила грубой фильтрации

Итак, теперь мы можем определить наши эмпирические правила грубой фильтрации:

  • Если нежелательный сигнал имеет высокое сопротивление и DM, ослабьте его с помощью шунтирующего конденсатора (подключенного между его передающим и обратным проводниками).
  • Если нежелательный сигнал имеет низкий импеданс и DM, ослабьте его последовательной катушкой индуктивности (хорошие характеристики на высоких частотах требуют симметричного расположения одинаковых катушек индуктивности, одной в передающем проводнике и одной в обратном)
  • Если нежелательный сигнал имеет высокое сопротивление и СМ, ​​ослабьте его с помощью одинаковых шунтирующих конденсаторов от каждого проводника до местной точки заземления (обычно шасси)
  • Если нежелательный сигнал имеет низкий импеданс и CM, ослабьте его с помощью синфазной катушки индуктивности, приложенной ко всем сигнальным проводникам одновременно.
Эти правила очень грубы, потому что термины «низкий» и «высокий» импедансы определены относительно плохо и зависят от импедансов компонентов подавления, доступных для обработки полезного сигнала (а также от стоимости и доступности компонентов, качество привязки к земле и простота привязки к ней и т.д.).

3.6 Изменение индуктивности в зависимости от тока

Все катушки индуктивности уменьшают свою индуктивность по мере увеличения тока, вплоть до насыщения (где у них вообще нет индуктивности).Это частая причина различий между простыми расчетами или симуляциями и реальными характеристиками фильтра.

Как правило, этот эффект следует принимать во внимание всякий раз, когда требуемый ток превышает 20% от номинального тока. Примите во внимание тот факт, что источники питания, которые не соответствуют стандарту EN61000-3-2, потребляют пиковые входные токи, во много раз превышающие номинальный среднеквадратичный ток питания.

3.7 Определение характеристик фильтра

Для контроля выбросов: требуемая производительность фильтра может быть оценена путем сравнения спектра излучения продукта с ограничениями, указанными в соответствующем стандарте ЭМС.Выбросы могут быть либо предсказаны, либо измерены, а ограничения чаще всего связаны с EN 55022 или EN 55011.

Для контроля помехоустойчивости: требуемая производительность фильтра может быть оценена путем сравнения спецификации угроз в предполагаемой электромагнитной среде с восприимчивостью электронных схем, которые необходимо защитить. Следует также учитывать допустимое ухудшение функциональных характеристик. Спецификация окружающей среды обычно берется из стандарта ЭМС, часто производного от EN 50082-1 ​​(предпочтительно версия 1997 г.) или EN 50082-2.Но даже стандарт EN 50082-2 может оказаться недостаточным в некоторых промышленных, научных или медицинских условиях, где используются высокие уровни мощности 50 Гц или радиочастоты (РЧ), или когда пользователь предполагает использовать портативный радиопередатчик во время работы с продуктом. .

Там, где речь идет о критических с точки зрения безопасности системах, во время помех не допускается функциональное ухудшение, и следует определить уровень полноты безопасности (SIL) (например, с использованием нового стандарта IEC 61508) и использовать его для повышения уровня испытаний на помехоустойчивость соответственно для достижения желаемого уровня. риска.

Все это звучит очень организованно, но ЭМС должна быть спроектирована с самого начала любого проекта для наибольшей экономической эффективности, и мы обычно не знаем, каковы фактические выбросы или восприимчивость, пока мы не создадим что-то и не испытаем это, с помощью чего время это довольно поздно в проекте.

Ответ на этот вопрос состоит в том, чтобы предположить, что все проводники в той или иной степени нуждаются в фильтрации. Но нам еще нужно знать: какие частоты? и в какой степени?

К сожалению, большинство фактических выбросов вызвано нежелательными напряжениями и токами CM.С иммунитетом та же история: мы можем указать диапазон частот и уровни угроз, но большинство проблем вызвано тем, что помехи CM преобразуются в DM и загрязняют сигнал. Поскольку преобразование DM в CM или CM в DM вызвано несовершенствами, мы не можем легко предсказать характеристики фильтра. (Большинство методов проектирования, обсуждаемых в этой серии, уменьшат эти недостатки и, следовательно, уменьшат преобразование между DM/CM и CM/DM.)

Закон Мерфи гарантирует, что, когда вы все продумаете, дорогие варианты не понадобятся, и вы будете прокляты за перепроектирование.Но если вы упустите любую возможность, Мёрфи разоблачит её, и вы будете за это прокляты. Поскольку мы обречены быть проклятыми, что бы мы ни делали, мы можем сделать нашу жизнь намного проще, включив несколько вариантов фильтров в наши первоначальные проекты.

Когда продукт впервые испытывается на электромагнитную совместимость (задолго до того, как будут созданы производственные чертежи), некоторые/все фильтры могут быть сначала подключены или установлены простые недорогие фильтры. Меры предосторожности, направленные против Мерфи, требуют наличия под рукой широкого спектра альтернативных типов и сложности фильтров, а также инструментов для их быстрой установки.Вот почему у всех инженеров и испытательных лабораторий EMC есть стопки ящиков с образцами от производителей фильтров, переполненные ящики с инструментами, а также уже прогретые паяльники и паяльные паяльники.

К счастью, вскоре накапливается опыт фильтрации различных электронных технологий для соответствия различным стандартам ЭМС, и большинство инженеров вскоре узнают, какие фильтры обычно лучше всего подходят для различных типов проводников в их продуктах. Имейте в виду, однако, что у каждого нового продукта есть свои особенности (даже связанные с его механической сборкой), и фильтр, который работал на модели 1, может не подходить для модели 2.Поэтому всегда предусматривайте (по крайней мере, на ранних прототипах) более дорогие и большие фильтры, чем вы надеетесь использовать, и удаляйте эту страховку только тогда, когда все остальные разработки (включая программное обеспечение, хотя это, вероятно, тщетная надежда) и продукт проходит испытания на электромагнитную совместимость с приемлемым запасом.

Не забывайте, что существуют неизбежные различия между устройствами, поэтому для серийно выпускаемого продукта предусмотрительный разработчик будет стремиться к «инженерному запасу» в 6 дБ по крайней мере в тестах на излучение и помехоустойчивость.

3.8 Проблемы с импедансами в реальной жизни

Большинство данных о фильтрах получены из тестов, проведенных с импедансами источника и нагрузки 50 Вт, что приводит нас к очень важному моменту — характеристики фильтров всегда безнадежно оптимистичны по сравнению с их характеристиками в реальной жизни.

Рассмотрим типичный сетевой фильтр, устанавливаемый на входе переменного тока в источник постоянного тока электронного устройства. Полное сопротивление CM и DM источника переменного тока может варьироваться от 2 до 2000 Вт в течение дня в зависимости от подключенных к нему нагрузок и интересующей частоты.Полное сопротивление DM схемы преобразователя переменного тока в постоянный выглядит как короткое замыкание, когда выпрямители включаются на пиках сигнала, но в остальном выглядит как разомкнутая цепь. Импеданс CM входа переменного тока источника питания постоянного тока действительно очень высок из-за его изоляции от земли по соображениям безопасности (именно поэтому большинство сетевых фильтров подключают Y-конденсаторы от линии к земле на стороне сетевого фильтра: для создания максимального разрыв импеданса). Это явно очень далеко от согласованной ситуации 50 Вт / 50 Вт.

Поскольку фильтры состоят из катушек индуктивности и конденсаторов, они представляют собой резонансные цепи, и их производительность и резонанс могут критически зависеть от импеданса источника и нагрузки. Дорогой фильтр с отличными характеристиками 50/50 Вт на практике может дать худшие результаты, чем более дешевый фильтр с посредственными характеристиками 50/50 Вт.

Однокаскадные фильтры (такие, как на рис. 3D) очень чувствительны к импедансу источника и нагрузки. Такие фильтры могут легко давать усиление, а не ослабление, при работе с импедансами источника и нагрузки, отличными от 50 Ом.Этот коэффициент усиления фильтра обычно появляется в диапазоне от 150 кГц до 10 МГц и может достигать 10 или 20 дБ, поэтому возможно, что установка неподходящего сетевого фильтра может увеличить излучение и/или ухудшить восприимчивость.

Фильтры с двумя или более каскадами, такие как фильтры на рис. 3E, поддерживают внутреннее сопротивление узла схемы, которое не очень сильно зависит от импеданса источника или нагрузки, поэтому обеспечивают производительность, по крайней мере приблизительно соответствующую их характеристикам 50/50 Вт.Конечно, они крупнее и стоят дороже.

Лучший способ справиться с проблемой импеданса источника/нагрузки — это покупать только фильтры, производители которых указывают как характеристики CM (иногда называемые «асимметричными»), так и характеристики DM (иногда называемые «симметричными») как для согласованных 50/50 Вт, так и для несогласованных источников и нагрузки. Несовпадающие значения получены для источника мощностью 0,1 Вт и нагрузки 100 Вт, и наоборот, с использованием стандарта испытаний CISPR17, который также используется для испытаний 50/50 Вт. Объединение всех наихудших случаев всех различных кривых приводит к спецификации фильтра, на которую можно положиться, при условии, что фильтр не перегружен током (как обсуждалось выше) и правильно заземлен (как обсуждается ниже).Пример извлечения кривой фильтра для наихудшего случая показан на рисунке 3F.

3.9 Токи утечки на землю и безопасность

В большинстве фильтров питания между фазами и землей используются конденсаторы номиналом Y со значениями порядка нескольких нФ, которые не превышают пределов утечки на землю в соответствующем стандарте безопасности. Стационарное оборудование с постоянным подключением допускает более высокие токи утечки на землю, до 5% фазного тока в некоторых случаях (при наличии соответствующих предупреждающих табличек).Промышленное оборудование для преобразования энергии может иметь очень высокий уровень излучения и часто требует больших фильтрующих конденсаторов и, следовательно, больших токов утечки на землю. Это одна из областей, где соображения ЭМС и безопасности неизбежно переплетаются, и, конечно, безопасность выигрывает, поэтому при проектировании сетевых фильтров необходимо всегда ссылаться на соответствующие стандарты безопасности, помня, что большинство конденсаторов фильтров имеют допуск ±20%.

Для медицинского оборудования, которое может быть подключено к пациентам, токи утечки на землю могут быть ограничены стандартами безопасности до таких низких уровней, что использование Y-конденсатора любого разумного размера невозможно.В таких фильтрах, как правило, используются лучшие дроссели CM для достижения той же производительности без конденсаторов Y и / или большего количества каскадов, поэтому они, как правило, больше и дороже.

В системах утечки на землю из-за большого количества конденсаторов Y (даже небольших) могут создавать большие токи на землю. Это может вызвать разницу в напряжении земли, которая вызывает шум и высокий уровень переходных процессов в кабелях между различным оборудованием. Современные передовые методы ЭМС требуют эквипотенциального заземления с трехмерной сеткой, но многие старые установки не имеют этого, поэтому устройства, предназначенные для систем в старых зданиях, могут выиграть от использования фильтров с низкой утечкой.

Всегда лучше использовать сетевые фильтры (или компоненты), для которых были получены и проверены сертификаты безопасности третьей стороны на подлинность, модель и вариант фильтра, диапазон температур, номинальные значения напряжения и тока, а также применение надлежащего стандарта безопасности.

Фильтры, продаваемые для использования на частоте 50/60 Гц, обычно могут использоваться при мощности от постоянного тока до 400 Гц с той же производительностью, но лучше заранее проконсультироваться с производителями.

3.10 Вопросы частоты и/или чувствительности полезных сигналов

Большинство фильтров ЭМС являются фильтрами нижних частот. У фильтров источников питания есть свои трудности с конструкцией, но они выигрывают от того, что их полезный сигнал (постоянный ток или 50/60 Гц) намного ниже, чем частоты большинства типов помех. Там, где сигналы являются цифровыми или высокоуровневыми аналоговыми, а не очень высокочастотными или очень чувствительными, часто используются простые R, L, C, RC, LC, тройники или p-фильтры, как показано на рисунке 3A.

Но там, где частоты излучения/защиты перекрываются с полезными сигналами или близки к ним, установка DM-фильтров, таких как те, что показаны на рисунке 3A, не годится — фильтрация нежелательных сигналов устранит помехи, но также устранит полезные сигналы.Экранированные кабели и разъемы потребуются вместо фильтров.

При высоких скоростях передачи несимметричные сигналы могут оказаться очень сложными для электромагнитной совместимости, даже с очень дорогими (толстыми и негибкими) кабелями. Использование симметричных цепей передачи/приема (описанных в части 1.4) с симметричным кабелем значительно упрощает фильтрацию и экранирование высокоскоростных сигналов, снижает стоимость (и толщину) кабеля и значительно упрощает соответствие требованиям ЭМС. Фильтры CM, а не DM, могут затем использоваться в пределах спектра полезных сигналов.Это пример правильного мышления на ранней стадии проектирования для минимизации общих сроков проекта и стоимости производства, даже если стоимость компонентов функциональной схемы не может быть минимизирована. Существует множество примеров дешевых функциональных схем, которые влекут за собой огромные затраты и задержки, когда приходит время сделать их совместимыми с ЭМС или устранить проблему с помехами в системе.

Для низкочастотных измерительных, звуковых и других чувствительных аналоговых сигналов может потребоваться использование многоступенчатых фильтров для достижения желаемой помехоустойчивости, если только по всей длине проводника не применяется адекватное экранирование (к сожалению, хорошее радиочастотное экранирование не является «традиционным» в отраслях, где до сих пор считают, что экраны кабелей следует заземлять только с одного конца, см. часть 2.6.6).

Там, где электронный модуль имеет чувствительный вход, часто требуются высокоэффективные фильтры на всех его входах, выходах и силовых проводниках (если только чувствительная внутренняя схема не была надлежащим образом защищена внутренней фильтрацией и экранированием от остальных его цепей, как описано в Часть 5).

3.11 Заземление фильтра

Один из секретов ВЧ-фильтров, в которых используются конденсаторы, подключенные к земле, заключается в том, что они никогда не могут быть намного лучше, чем ВЧ-характеристики эталона (почти всегда земля или 0 В), к которому они подключены.Большинство заземлений в бытовых, коммерческих и промышленных целях имеют плохие ВЧ-характеристики и не имеют ничего общего с идеальным «бесконечным ВЧ-приемником».

Лучшее место для установки фильтра для целей этой статьи — на границе между «внутренним миром» продукта и кабелями в его «внешнем мире». В экранированном корпусе фильтры должны быть соединены радиочастотным соединением (т. е. металл-металл) с внешними поверхностями, предпочтительно с использованием сквозного типа фильтра. Для неэкранированного корпуса фильтры, как правило, лучше всего прикреплять к плоскости заземления печатной платы на одном краю печатной платы.

Соединение между конденсаторами в фильтрах и тем, что используется для опорного ВЧ сигнала, должно быть очень коротким и прямым, длиной менее одной сотой длины волны на самой высокой частоте, подлежащей ослаблению, а также должно иметь очень низкую индуктивность. Это означает, что провода нельзя использовать в качестве заземления фильтра, за исключением низких частот (скажем, ниже 1 МГц), даже если они имеют зелено-желтую изоляцию (электричество не различает цвета). Например, если фильтр подачи с 2.Конденсаторы Y емкостью 2 нФ заземляются исключительно проводом длиной 100 мм, его конденсаторы Y будут полностью неэффективны на частотах выше 20 МГц из-за индуктивности этого провода.

1 нГн на миллиметр — хорошее практическое правило при расчете влияния проводных соединений на землю. Единственным правильным соединением для фильтров является, по крайней мере, одно (а лучше несколько) прямое соединение (я) металл-металл от металлического корпуса фильтра до точки заземления. Из соображений безопасности допустимо подсоединять зелено-желтые провода к фильтрам, если они параллельны хотя бы одному надежному радиочастотному заземлению.

Военные фильтры сигналов, как правило, полагаются на типы C-only и p, по-видимому, потому, что большинство традиционного военного оборудования имеет надежный и хорошо спроектированный радиочастотный эталон заземления (литые под давлением алохромированные коробки, прочно прикрепленные болтами к металлическим переборкам в машинах и транспортных средствах с цельнометаллическим корпусом) , поэтому их заземленные конденсаторы не страдают от плохой радиочастотной целостности заземления.

К сожалению, целостность радиочастотного заземления часто является серьезной проблемой для бытовых, коммерческих и промышленных продуктов, которые создаются с учетом низкой стоимости.Наиболее предсказуемы фильтры в этих приложениях, как правило, RC-, LC- или тройникового типа (с использованием мягких ферритов для L-компонентов). Они налагают более низкие уровни ВЧ-токов на опорную землю, чем C-only или p-фильтры. Поскольку в военных транспортных средствах используются новые материалы, такие как углеродное волокно, их заземление становится менее эффективным, и они могут найти фильтры R, L, RC, LC и тройники более рентабельными, чем фильтры C или p.

Разъемы D-типа и некоторые другие разъемы доступны с широким набором фильтров и вариантов экранирования, и, поскольку к ним так легко применить корректирующие улучшения ЭМС, они являются хорошим выбором для слаботочных и сигнальных кабелей.В большинстве из них используются конденсаторы от каждого контакта сигнала / питания к их заземленным металлическим корпусам. Доступны некоторые D-типы с трубкой из мягкого феррита вокруг каждого контакта, а некоторые даже с LC-, тройниковыми или p-фильтрами для каждого контакта. Штыревые фильтры одинаково обрабатывают токи CM и DM, поэтому могут не подходить для случаев, когда полезные сигналы имеют высокую частоту.

RJ45 и аналогичные телекоммуникационные разъемы или разъемы Ethernet доступны со встроенными синфазными дросселями. Балуны и импульсные трансформаторы, часто используемые в высокоскоростных локальных сетях для подавления низкочастотного синфазного шума и/или обеспечения гальванической развязки, иногда доступны в сочетании с синфазными дросселями для лучшего подавления высокочастотного шума.

3.12 Синергия фильтров и защиты

Если фильтр питания пропускает очень высокие частоты (скажем, 300 МГц, гармоники от цифровой обработки) к сетевому кабелю изделия, излучение этих частот от провода будет снижать излучаемые помехи изделия.

Таким образом, еще один секрет рентабельной EMC заключается в том, что фильтрация и экранирование должны рассматриваться как синергия, когда одно дополняет другое. Неправильная конструкция фильтра или метод монтажа могут легко нарушить излучаемые помехи и помехоустойчивость.Точно так же неадекватное экранирование может легко поставить под угрозу кондуктивное излучение и помехоустойчивость.

Некоторые производители заставляют свои фильтры работать только в частотном диапазоне тестов кондуктивного излучения (до 30 МГц), чтобы снизить затраты. К сожалению, такие фильтры часто нарушают целостность экранирования экранированных корпусов и вызывают проблемы с излучаемыми электромагнитными помехами.

3.13 Конструкция фильтра, монтаж и кабельная разводка

Фильтры легко скомпрометированы радиочастотной связью между проводниками на стороне без фильтра и проводниками на стороне с фильтром.Многие инженеры были очень удивлены той легкостью, с которой высокие частоты «просачиваются» сквозь фильтр, даже если есть хоть малейший шанс.

Если внешний кабель, подлежащий фильтрации, входит в экранированный корпус или помещение, фильтр следует закрепить в металлической стене в месте ввода кабеля и соединить радиочастотным соединением (металл-металл) с металлоконструкциями стены. Для лучшей работы на высоких частотах и ​​во избежание нарушения экранирования корпуса можно установить токопроводящую прокладку или пружинные пальцы для создания низкоимпедансного электрического соединения между металлическим корпусом фильтра и стенкой по всей окружности выреза фильтра.

Входной фильтр IEC, установленный в экранированном корпусе, может хорошо себя зарекомендовать на частотах выше нескольких десятков МГц только в том случае, если его корпус имеет бесшовную конструкцию и его корпус соединен радиочастотой с металлоконструкцией экрана, как показано на рисунке 3G.

Лучше всего подходят проходные фильтры, но они могут быть слишком дорогими для некоторых применений, например, для сетевых токов выше 10 А (максимальный номинал сетевого разъема типа IEC 320). Для более высоких мощностей большинство имеющихся в продаже сетевых фильтров представляют собой просто прямоугольные блоки с винтовыми зажимами.На рис. 3G показано, как монтировать такие фильтры методом «грязной коробки», при котором фильтр помещается в отдельную коробку внутри основного экранированного корпуса («чистая коробка») для достижения хороших характеристик на высоких частотах.

Входной и выходной кабели фильтра в грязной коробке должны быть очень короткими и далеко друг от друга, но даже в этом случае между ними могут возникать очень высокие частоты, и могут потребоваться цилиндры из мягкого феррита на одном (или на обоих) кабелях.

Фильтры, которые не являются сквозными, но должны иметь самые высокие характеристики, часто имеют дело с кабельным соединением, заключая свои входные и выходные клеммы в металлический корпус («грязный ящик») и выводя свои кабели через стандартные круглые оцинкованные фитинги для кабелепроводов.Прокладка кабелей в кабелепроводе эффективно защищает нефильтрованные кабели от фильтрованных, а фильтр эффективно работает вплоть до самых высоких частот. Этот метод используется в большинстве подающих фильтров, предназначенных для применения в испытательных камерах ЭМС. Входные и выходные кабели могут быть экранированы вместо прокладки в кабелепроводе для того же эффекта.

3.14 Устройства защиты от перенапряжения (SPD)

3.14.1 Типы УЗИП
Ограничители перенапряжения представляют собой устройства переменного сопротивления, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения.Они сконструированы таким образом, что обеспечивают зажимной эффект, когда напряжение на них превышает определенный уровень, подобно стабилитрону.

Существует четыре основных типа SPD:

  • Газоразрядная трубка (ГРТ), по существу просто искровой разрядник, медленный, но очень большой мощности
  • Металлооксидный варистор (MOV), быстродействующий и доступный в широком диапазоне значений энергопотребления
  • Устройства лавинные полупроводниковые с стабилитронным действием, очень быстродействующие, но не очень большой мощности
  • Устройства SCR, еще один тип полупроводниковых устройств, медленные, но способные выдерживать большие токи

На рис. 3H показаны кривые напряжение/время для этих четырех типов УЗИП при воздействии на них переднего фронта типичного испытательного импульса.Это показывает, что устройства GDT и SCR медленно начинают подавлять. Они должны достичь напряжения срабатывания, прежде чем они начнут проводить, и в течение этого времени они пропускают импульсы напряжения, которые могут быть потенциально опасными. У них также есть обратная характеристика, что означает, что как только они срабатывают и пропускают ток, напряжение на них падает значительно ниже напряжения, которое они ранее вполне могли блокировать. Следовательно, требуется тщательное проектирование, чтобы гарантировать, что при подключении к источнику постоянного тока они не останутся в проводимости навсегда.

Устройства MOV и Avalanche действуют как стабилитроны с напряжением колена, когда они начинают потреблять ток. По мере увеличения их тока их фиксирующее напряжение медленно растет.

Встроенные УЗИП, обычно используемые для подавления помех в сети, могут оказаться непригодными для использования на сигнальных линиях или линиях передачи данных из-за слишком большой утечки, слишком большой емкости, несоответствия импеданса или ряда других проблем. Доступны специальные SPD, оснащенные разъемами, предназначенными для непосредственного подключения к широкому спектру цифровых и аналоговых сигнальных кабелей и крепления к заземленным металлическим конструкциям, таким как проходные фильтры.Радиоантенны и высокоскоростные линии передачи данных используют согласованные SPD типа линии передачи, в которых используются такие разъемы, как BNC.

3.14.2 Нужны ли SPD на линиях передачи данных?
SPD часто рекламируются для использования на линиях передачи данных, но это действительно необходимо только для длинных кабелей, которые остаются внутри здания, где между оборудованием на каждом конце имеется плохая структура заземления, так что скачки молнии могут вызвать появление высокого напряжения между ними. их. Там, где кабели продукта выходят из здания (или подключаются к внешней антенне), на них всегда должна быть установлена ​​защита от перенапряжения.

Для коротких межсоединений (например, между клавиатурами или принтерами и ПК) проблемы перепадов напряжения земли и быстрых переходных процессов не существует, и все, что остается для действия УЗИП, — это переходные процессы электростатического разряда (ЭСР). В части 6 мы увидим, что с электростатическим разрядом лучше всего бороться, используя пластик, чтобы полностью предотвратить разряды, или используя хорошее заземление металлических конструкций.

3.14.3 УЗИП и целостность данных
Защита от перенапряжения аналоговых или цифровых данных обычно не является полной сама по себе.Несмотря на то, что выбросы не вызывают повреждений, они дадут ложное значение или бит. Там, где не используется память или программа, как в простых аналоговых индикаторных приборах, мгновенный сбой в показаниях может быть допустимым (в зависимости от функции), но для некоторых аналоговых сигналов и всех цифровых данных (таких как управляющие сигналы) мгновенный неверный сигнал может быть допустимым. изменять сохраненные данные или режим работы, что обычно неприемлемо. Для очень медленных данных можно использовать фильтрацию, чтобы уменьшить «всплеск» ниже порога обнаружения.

Если ошибочные данные неприемлемы, а единственной защитой от перенапряжения является использование SPD, должен быть какой-то способ идентификации и восстановления неверных данных. Протоколы связи — это обычный ответ, кратко упомянутый в части 1.4.7. Их существует множество, от простых до экзотических, все с различными накладными расходами и штрафами, и гораздо лучше покупать чипы, которые реализуют протоколы, доказавшие свою надежность в реальных приложениях (например, CAN), а не воображать. что вы можете создать собственный протокол, который будет достаточно хорош даже для самых чувствительных к стоимости приложений с большими объемами.

3.14.4 Характеристики УЗИП
Номинальные значения SPD действительно следует выбирать в сочетании с конструкцией здания и его сетью молниезащиты. Приложение C стандарта BS6651 посвящено этому вопросу и определяет рейтинги УЗИП для оборудования, установленного в разных частях здания.

Этот стандарт или другие стандарты, касающиеся защиты электронного оборудования от молнии (например, IEEE C62.41-1991), следует использовать, если в общих стандартах или стандартах ЭМС на продукцию отсутствуют требования к перенапряжениям или если их требования к перенапряжениям неполны (например, EN50082-1:1992 и EN 50082-2:1995 вообще не содержат требований к перенапряжениям, тогда как EN 50082-1:1997 применяет требования к перенапряжениям только для сетевых портов и портов питания постоянного тока).

Приложение C BS6651 определяет следующие рейтинги SPD для сетевого питания для оборудования, расположенного более чем в 20 метрах от входящего сетевого подключения здания (наиболее благоприятное расположение, известное как категория A):

  • Помещения с низким уровнем риска: 2 кВ, 167 А
  • Помещения средней опасности: 4кВ, 333А
  • Помещения повышенной опасности: 6кВ, 500А
Здания, недостаточно большие для категории A, в которую входит большинство жилых домов, определяются как категория B для оборудования с внутренним подключением:
  • Помещения с низким уровнем риска: 2 кВ, 1000 ампер
  • Помещения средней опасности: 4кВ, 2000А
  • Помещения повышенной опасности: 6 кВ, 3000 ампер
Внешние телекоммуникационные и другие сигнальные/данные кабели (независимо от того, как далеко они проходят внутри здания), а также электропитание оборудования, установленного вне здания, относятся к категории C:
  • Помещения с низким уровнем риска: 6 кВ, 3000 ампер
  • Помещения средней опасности: 10кВ, 5000А
  • Помещения повышенной опасности: 20 кВ, 10 000 ампер
Когда продукт адекватно защищен от грозовых перенапряжений, он, как правило, достаточно хорошо защищен от обычных перенапряжений, создаваемых другими средствами, такими как распределительное устройство.Если известно или предполагается, что приложение подвергается высоким уровням перенапряжений, не связанных с молнией, обычно достаточно защитить продукт до следующего более высокого уровня перенапряжения, чем требуется стандартами молниезащиты.

Некоторые приложения сверхпроводящего магнита или производства электроэнергии, а также ядерно-электромагнитный импульс (NEMP) связаны с экстремальными или особыми типами скачков напряжения и здесь не рассматриваются.

3.14.5 Предохранители УЗИП
Все УЗИП рано или поздно выходят из строя, а поскольку в большинстве продуктов используются типы металлооксидных варисторов (режим отказа которых заключается во все большей утечке и, в конечном итоге, в коротком замыкании) на входах сети, может потребоваться установка предохранителей для предотвращения возгорания или поражения электрическим током. опасности.

Если предохранитель находится только в цепи УЗИП, когда он размыкается во время перенапряжения, убивающего УЗИП, защищенное оборудование может подвергнуться воздействию оставшихся частей перенапряжения и повредиться. После этого, даже если защищенное оборудование не повреждено, оно теряет защиту от перенапряжения и, таким образом, очень подвержено следующему перенапряжению.

Если предохранитель включен последовательно с линией, которая также идет к защищаемому оборудованию, срабатывание предохранителя из-за отказа УЗИП приведет к отключению линии от оборудования, что может быть неприемлемо в критически важных приложениях.

Не существует простого решения проблемы предохранителя УЗИП, но любой из вышеперечисленных методов в целом приемлем, при условии, что УЗИП адекватно рассчитан на большое количество ожидаемых максимальных перенапряжений. И снова нам на помощь приходят стандарты молниезащиты с оценкой риска на основе географии и области применения, которые позволяют оценить количество и величину перенапряжений, вызванных молнией, чтобы обеспечить долгосрочную надежность.

3.14.6 Сборка УЗИП
УЗИП, как и фильтры, можно использовать для подавления нежелательных сигналов DM или CM. На жаргоне, распространенном в сообществе перенапряжений, перенапряжения DM обычно называются линейными (или симметричными), а выбросы CM становятся линейными (или асимметричными). УЗИП всегда используются в шунтирующем режиме, чтобы «закоротить» перенапряжения. Как и фильтры, УЗИП работают должным образом только при правильной сборке. Одним из наиболее важных вопросов является предотвращение свинцовой индуктивности.

Когда импульсные токи протекают по индуктивности выводов, они создают напряжения, которые увеличивают «пропускное» напряжение.Как показано на рис. 3J, лучше всего отследить (или подключить) поступающую мощность (или сигнал) непосредственно к клеммам УЗИП, а затем также подключить защищенную схему к клеммам УЗИП.

На рис. 3J также показано, что использование УЗИП «фаза-земля» настоятельно не рекомендуется, если не запрещено, для портативного или сменного оборудования из-за непредсказуемых утечек УЗИП на землю по мере их износа и связанных с этим проблем с безопасностью. Поэтому лучше всего использовать другие средства для борьбы с перенапряжениями между линией и землей (синфазными).

Тем не менее, УЗИП между фазами питания и землей могут быть приемлемы для стационарно подключенного оборудования, особенно если оно имеет дублированные защитные заземляющие проводники, так что в случае неисправности одного из них другой предотвратит поражение электрическим током из-за любой утечки УЗИП на землю. УЗИП обычно подключают фаза к земле в зданиях, чтобы помочь защитить оборудование в здании от грозовых перенапряжений (например, см. Приложение C BS6651), но в таких случаях конструкция заземления здания (его общая сеть заземления) должна иметь высокую степень защиты. резервирование и не зависеть от какого-либо одного проводника для обеспечения безопасности.

Существуют и другие типы ограничителей перенапряжения, которые используются последовательно с защищаемой цепью. Различные типы используются для предотвращения выброса импульсных токов при включении или для защиты цепи от скачков тока в ее питании. Они здесь не обсуждаются.

3.14.7 Проблемы земляного подъема
Применение УЗИП между фазой и защитным заземлением в стационарном изделии с постоянной проводкой может быть приемлемым в соответствии с соответствующими стандартами безопасности при наличии надлежащего защитного заземления.Но это может создать новые проблемы из-за индуктивности защитного заземляющего проводника. С обычным защитным проводом, имеющим индуктивность около 1 мГн/метр, и импульсными токами молнии около 1 кА с временем нарастания около 1 мс — попытка подавить скачок напряжения с помощью УЗИП, подключенного к отрезку заземляющего провода, фактически не подавляет начало всплеска. Вместо этого он заставляет напряжение на заземляющем проводе (и шасси продукта) следовать за начальными несколькими микросекундами импульсного напряжения на фазном проводе.В мире авионики (по крайней мере) это явление называется «подъемом земли», что хорошо его подытоживает.

Это защищает сам вход сети, но там, где есть сигнальные кабели, подключенные к изделию, перенапряжение, присутствующее в настоящее время на заземленном шасси, подвергает сигнальные кабели ранней части перенапряжения сети, что может повредить связанные с ними схемы (даже если опто- соединены, так как большинство оптронов рассчитаны только на 500 В). Таким образом, если УЗИП установлены на вводах сети для защиты от скачков напряжения между линией и землей, всем сигнальным кабелям также может потребоваться защита от перенапряжения.

Та же проблема возникает, когда внешняя телефонная линия или локальная сеть защищены УЗИП, подключенными к защитному заземлению или шасси оборудования. Это может привести к тому, что перенапряжения в сигнальных кабелях могут повредить источник питания продуктов, что потребует использования УЗИП и в сети (или в противном случае будет достигнута необходимая защита за счет адекватной изоляции напряжения между линией и землей).

Компьютерные и телекоммуникационные шкафы часто справляются с перенапряжениями «подъема земли», соединяя свои металлические шкафы непосредственно с общей соединительной сетью своего здания с помощью одного или нескольких кабелей для тяжелых условий эксплуатации, каждый из которых не превышает 500 мм в длину.Там, где у них есть «системные блоки» из нескольких шкафов, передающих сигналы между собой, современная передовая практика заключается в создании локальной сетки заземления для уменьшения индуктивности земли между шкафами. Это увеличивает стоимость установки, но устраняет необходимость в сверхмощных SPD на всех внутренних коммуникационных вводах/выводах, когда SPD установлены на входящей сети и внешней локальной сети или телефонных линиях. Очевидно, что эти методы заземления и соединения не подходят для бытовых или портативных устройств.

Кейт Армстронг является партнером Cherry Clough Consultants и сотрудником EMC-UK .
С ним можно связаться по телефону:
Телефон: 01457 871 605
Факс: 01457 820 145
электронная почта: [email protected]

Примечание редактора: Кит вместе с Тимом Уильямсом пишет книгу «ЭМС для систем и установок», которая будет опубликована издательством Butterworth-Heinemann в сентябре 1999 г.

Индекс архива .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.