Насколько эффективен простой сетевой фильтр?

Question

[R0bur]

Заинтересовал сетевой фильтр по описанию https://electroclub.info/twick/udlinit/ с точки зрения защиты электроприборов от импульсов высокого напряжения и высокочастотных помех. В качестве нагрузки планируется использовать компьютер и периферию, зарядное устройство для мобильного телефона, настольную лампу со светодиодной лампочкой. Суммарная мощность не превышает 400 Вт. Есть ли какие-нибудь возражения против схемы, показанной на рисунке?


Рис. Схема сетевого фильтра для обсуждения. Варистор 10D471, дроссели 22 мкГн 2 А на отдельных сердечниках в виде гантелек типа RLB0912-220KL, конденсатор подавления ЭМП X2 0,47 мкФ 275 В.

Больше всего интересуют ответы на следующие вопросы:

1. Какова вероятность того, что такой фильтр вызовет больше проблем, чем решит (например, возникновение каких-нибудь резонансов с определённой нагрузкой)?
   
2. Улучшит ли фильтрацию добавление ещё по одному такому же дросселю последовательно с приведенными на схеме до или после конденсатора?
   
3. Имеет ли вообще смысл устанавливать конденсатор и дроссели указанных номиналов, или от них не будет пользы и лучше ограничиться предохранителем с варистором?
   

В литературе по расчёту НЧ фильтров упоминается, что они должны быть согласованы с нагрузкой, но ведь к сетевому фильтру могут подключаться различные бытовые приборы, с разными типами блоков питания. По этой же причине затруднительно провести моделирование работы фильтра в симуляторе. Поэтому особенно интересует мнение специалистов, имеющих практический опыт в данной области.

Answer 1

[hint000]

Практика - критерий истины.
(Карл Маркс)

Эта схема повсеместно применяется на практике и не создаёт проблем. Где применяется?
1. В компьютерных блоках питания.
2. В источниках бесперебойного питания.
3. Как ни странно, в сетевых фильтрах.
Сравните схемы сетевых фильтров одного популярного производителя: https://www.zis.ru/support/chemy/
Например, даже в дешевых моделях можно увидеть один конденсатор и один варистор, в средних - три варистора и три конденсатора, включенные треугольником между "фазой", "нулём" и "землёй". А в дорогих (Pilot GL, Pilot Pro, Pilot XPro) есть два дросселя, как в вашей схеме, но также и треугольник варисторов и треугольник конденсаторов.
Фильтры с одним конденсатором и одним варистором (дроссели тоже полезны) в принципе достаточны для большинства городских квартир, где заземление выполнено по схеме TN-C-S (а то и вовсе TN-C). Но в загородном доме может быть заземление по схеме TT, тогда более дорогой фильтр с тремя варисторами и тремя конденсаторами - то, что доктор прописал. Если же в модной новостройке применили схему TN-S, тут не так однозночно, и лично я бы предпочёл "тройную" схему фильтра, хотя это перестраховка.

Итого: да, можно дёшево и сердито спаять по предложенной схеме. А можно купить готовый фильтр с аналогичной схемой - будет заметно дороже, чем самоделка. Ну и всегда приятно сделать что-то своими руками.

И минутка антирекламы.

Раз уж я "прорекламировал" только одного производителя (а чё-то другие не публикуют свои схемы, стесняются, наверное), то надо и поругать. У ZIS вечная проблема с выключателями. Очень часто после 2..5 лет эксплуатации перестают работать неонки или светодиоды внутри выключателей. А иногда выключатели перестают выключать, остаются вечно включенными. За такую-то цену могли бы ставить и качественные выключатели.

Comments

[CityCat4]

Вот тут можно почитать про схемы заземления

[R0bur]

Спасибо за подробные пояснения и полезную ссылку на схемы промышленных сетевых фильтров! На основе собранных материалов решил остановиться на упрощённом варианте, который включает только защитный предохранитель и варистор. Это примерно соответствует схеме Pilot mini. В таком варианте основная функция фильтра — защита от высоковольтных импульсов и короткого замыкания. Дроссели и конденсатор решил исключить, поскольку во-первых номинал имеющихся дросселей, как заметил VT100, недостаточен для эффективной фильтрации, во-вторых во избежание потенциальных проблем из-за невозможности предугадать схемные решения подключаемой нагрузки, и в-третьих, потому что подключаемые электроприборы по идее должны содержать нужные им фильтры от производителя.

Answer 2

[VT100]

Такие дроссели выглядят слабовато для 400 Вт. Даже без учёта пусковых токов.
Для борьбы с возможными резонансами - зашунтировать дроссели резисторами (0,51-1 кОм к примеру, снизить добротность).
Подобые схемы обычно, если не полная дешёвка, уже стоит в приборах.

Comments

[R0bur]

Спасибо, интересная рекомендация — установить резистор параллельно дросселю. Насколько мне удалось понять из https://dzen.ru/a/X7E5S7MhYzk3akOt, на нём будут гаситься ВЧ шумы, для которых сопротивление дросселя велико. По идее, это должно хорошо работать, но среди схем промышленных сетевых фильтров, которые привёл выше hint000, такого решения почему-то нет. Более того, в описании фильтра, который я привёл в качестве примера, задавая вопрос, автор подключал мощные низкоомные резисторы последовательно дросселям. Учитывая это, боюсь из-за недостатка знаний и опыта в этом вопросе упустить какой-нибудь нюанс...

[VT100]

Результат симуляции классического Г-образного фильтра. Для эффективного подавления резонанса - сопротивление демпфирующего резистора понадобилось снизить вообще по 10 Ом. Расплата - худшее подавление на частотах выше резонансной.



В промышленных "пилотах", дроссели могут быть и на общем сердечнике (тококомпенсированные) и подавляют они другой тип помех. Я как-то даже не соображу сразу, какую схему для симуляции сделать...

Так-что, проще купить готовый и забыться.

[R0bur]

VT100, большое спасибо за демонстрацию модели сетевого фильтра и пояснения! Я тоже пришёл к выводу, что лучше не пытаться угадать тип нагрузки, а воспользоваться наиболее простым вариантом промышленно выпускаемых фильтров.