Сетевой фильтр ВЧ помех LynxEMI36 (Текст Автора)
В ходе эксплуатации большого количества разнообразной звуковой электронной аппаратуры нередко приходилось сталкиваться с ситуацией, когда реальное качество звучания изделий в конкретных условиях уступает таковому, полученному при настройке и тестовой работе. Изучение этого явления позволило сделать вывод о том, что существенное влияние на звуковые свойства аппаратов оказывает качество их электропитания. В первую очередь на качество звучания оказывает спектральная «чистота» сетевого напряжения. К сожалению, на сегодняшний день, электрическая сеть переменного тока сильно «загрязнена» высокочастотными составляющими от большого числа импульсных источников питания, тиристорных ФИМ и ШИМ устройств регулирования мощности нагрузок, и т.п. Относительно высокое сопротивление проводки в зданиях постройки прежних лет в сочетании с резко возросшей мощностью потребителей, зачастую работающих в повторнократковременных режимах, создает благоприятные условия для возникновения импульсных помех большой амплитуды в квартирных сетях, а плохое состояние подводящих кабельных линий и распределительных устройств способствует возникновению аварийных ситуаций в виде долговременных повышений сетевого напряжения до недопустимых для электронной аппаратуры величин. Вышеуказанные факторы приводят к необходимости использования совместно с дорогостоящей высококачественной звуковой и видеоаппаратурой специального устройства, которое могло бы как защитить аппаратуру от возможных аварийных и нештатных ситуаций в электросетях, так и обеспечить ей благоприятные условия работы с точки зрения помех.
При разработке рассматриваемого сетевого фильтра были поставлены задачи обеспечения надежной защиты аппаратуры от импульсных помех большой амплитуды, долговременного повышения напряжения сети переменного тока в результате аварийных ситуаций и эффективной фильтрации ВЧ-помех, как со стороны питающей сети, так и защиты сети от проникновения таковых из питаемых устройств. После ряда экспериментов было создано устройство, в достаточной степени отвечающее всем поставленным требованиям, принципиальная схема которого приведена на рис.1. Сетевой фильтр LynxEMI36 функционально состоит из трех основных узлов: блока защиты от импульсных помех, блока фильтрации ВЧ помех и блока индикации сетевого напряжения. Первичное ограничение импульсных помех осуществляется набором варисторов RU1, RU2, RU3 производства Epcos. При этом поглощаемая энергия помехи по основной линии фаза-ноль может достигать 400 Дж. Столь значительная величина поглощаемой энергии достигается применением специального типа варистора LS40K275. Этот же варистор, благодаря своей высокой теплоемкости и невысокому напряжению срабатывания используется, как элемент защиты от длительного повышения напряжения в комплекте с быстродействующими предохранителями FU1 и FU2 производства Sibaна основе серебряных плавких элементов специальной иконфигурации. Предохранители класса AR, применямые в качестве указанных элементов, предназначены для защиты полупроводниковых приборов и обеспечивают полное время срабатывания в сотни микросекунд при 10-кратной перегрузке, что, в свою очередь гарантирует надежное размыкание цепи при срабатывании варистора в условиях воздействия длительного перенапряжения. Варисторы RU1 и RU3 осуществляют защиту от перенапряжений в цепях ноль - земля и фаза - земля. Конденсатор C1 предназначен для подавления кратковременных выбросов напряжения при срабатывании основных и дополнительных цепей защиты. Блок фильтрации ВЧ-помех осуществляет эффективное подавление дифференциальных и синфазных помех в индивидуальных цепях каждого потребителя, подключаемого к фильтру и защиту этих цепей от внутренних коротких замыканий. Для защиты от коротких замыканий используются индивидуальные предохранители среднего быстродействия класса GLпроизводства S^ (либо Littelfuse) (на основе серебряных плавких элементов) или Legrand(на основе медных плавких элементов). Номинальный ток предохранителей выбран равным номинальному току фильтров ВЧ помех LX1...LX6. В качестве последних применяются изделия промышленного класса B84112-B-
B110 производства Epcos, обеспечивающие подавление помех не менее 40дБ в диапазоне частот от 100 кГц до 50 МГц. Пять из шести фильтров подключены к выходным розеткам (производства Eljo) непосредственно, а шестой - через переключатель SA2 (Apem 646H с контактами на основе сплава серебро-никель), который реализует режим «обход», позволяющий подавать питание соответствующего канала в обход фильтра.
Блок измерения сетевого напряжения представляет собой стандартный вольтметр постоянного напряжения фирмы Lascarтипа EM32-1B-LED, измеряющий выпрямленное напряжение (с соответствующим коэффициентом, устанавливаемым делителем напряжения входа) вторичной обмотки сетевого трансформатора, подключенного до фильтров.
Суммарная мощность нагрузок, подключаемых к устройству, определяется токовыми возможностями входного разъема питания (PowerconNAC3MPA) и общего выключателя питания SA1 (Apem641Hс контактами на основе сплава серебро-никель) и составляет 3.5кВт для продолжительного режима. При использовании данных элементов с большими токовыми возможностями суммарная мощность может достигать 10кВт в продолжительном режиме. По каждому из выходных каналов допустимо подключать нагрузку до 2кВт в продолжительном режиме (но не одновременно, ввиду ограничения максимального входного тока, оговоренном выше).
Внешний вид одного из изготовленных фильтров показан на рис. 2, а конструкция - на рис.3. В общем случае конструкция может быть в значительной мере произвольной, но при этом желательно обеспечить наименьшую длину проводников от фильтров к выходным розеткам и максимальное сечение всех силовых проводников (не менее 1 мм2). В авторской конструкции применен монтажный провод производства швейцарской фирмы Huber+ Suhnerв полиолиефиновой термостойкой изоляции.
Субъективная оценка работы фильтра производилась в магазине-салоне «Большое Кино» (С. Петербург, ул. Кораблестроителей, д.32, корп.3), принадлежащем компании «Lynx Audio» в марте - апреле текущего года. По сложившемуся мнению, в том числе независимых слушателей, фильтр оказывает благоприятное воздействие на работу звуковой аппаратуры. При работе с комплектом аппаратуры Lynx30 (ПКД) + LynxP33 (предварительный усилитель) + Lynx17 (усилитель мощности) + АС HoursCompact682 и DynaudioFocus220, звучание аппаратуры, питаемой через фильтр, характеризуется большим разрешением, лучшей проработкой сцены и лучшей микродинамикой. Все слушатели на всех музыкальных фрагментах отмечали однозначное преимущество питания аппаратов через фильтр.
Дмитрий Андроников (LynxAudio)
Андрей Попцов (ГК «Платан»)