Фильтр сетевого питания

#81

Первые детальки

: Синфазные фильтры и варистор

16.09.17 - прибыли платы.

: Платы для фильтра

Качество их значительно уступает качеству Резонита, но функционально у меня к ним претензий нет.
19.09.17 - Дошли детали из Чип и Дип:

: Фото 1

: Фото 2

: Фото 3

Наборы скомплектованы.

#82

Зэргуд!!!

#83

Смотрятся они неплохо, но я бы после установки добавил какого-нибудь механического крепежа (типа клеевого пистолета). Уж больно они хрупкими кажутся.
Жалко, что у меня их не было перед проектированием платы - они значительно меньше, чем на чертежах. Выводы, правда, находятся там, где нужно!

Самое смешное - эти детали дошли из Америки.
Платы из Китая всё ещё в пути (но они и были заказаны гораздо позже).
Детали из Чип и Дип - скомплектована только половина.

#84

Чип помню мне недели 3 заказ формировали, нормальная практика для них.

#85

Сегодня прибыли платы (смотри выше). В Чипе заказ сформирован, скорее всего, в понедельник будем ждать доставки. Т.о., на следующей неделе смогу сделать контрольную сборку всех 4-х плат и буду готов рассылать.

#86

Ок. Нужно мне определиться с моими "потребителями"... Потороплюсь. Отвлекся немного.

#87

Во-первых я исхожу из того, что стабилизатор у меня на один килловат. Думаю, если будет фильтрация, нужно постараться все через него подключать. Там и линия выделенная.
Во-вторых, опираюсь на то, что импульсные б/п лучше отделить от линейных.

1) Акустика - 2 х 1,8А (max. 150 Watt). Так на них написано. И я не знаю импульсный у них б/п или линейный.
2) Моноблоки OddWatt - 2 х 150 Вт.
3) Предусилитель FOREM - 20 Вт.
4) Фонокорректор POEMA'NU - 50 Вт.
5) Проигрыватель GARRARD - 15 Вт.
6) Медиаплеер DUNA - 0,5 A.
7) Радиобаза наушников SENNHEISER - 0,2 А.
8) WI-FI роутер TP-Link - 0,6 А.
9) Румкорректор DDRC-22A - 0,5 А.
10) MC-headamp PICCOLO-2 - 0,8 А.
11) Телевизор SAMSUNG UE65HU9000 - 300 Вт.

Вроде бы ничего не забыл. В килловат-то похоже не умещается.

Может это и не страшно, тогда импульсники мимо стабилизатора пущу. В любом случае фильтров два нужно собирать.

#88

Роман, нужно ещё знать, какое оборудование питается двухконтактной схемой, а какое - имеет дополнительный третий контакт заземления.
Точно знаю, что OddWatt, Forem, Poema, - с заземлением. DDRC и Piccolo - без заземления. А всё остальное - не знаю.

#89

Ок. Я внесу поправку в перечень.
Спасибо.

К Вашему перечню "трехконтактных" я добавлю еще GARRARD и акустику (Martin Logan). Все остальное имеет вилку без заземления.

Правда, я как раз набрел на линейные б/п на eBay. Хотел приобрести для Piccolo и DDRC. Может и для DUNA. Но, я не выбрал пока. И не обратил внимание, какая там вилка.

#90

Внешние блоки питания вряд ли имеют соединение с землёй из розетки, даже если вилка трехконтактная.

Предлагаю такой расклад:

Роман Мирошниченко писал(а):7) Радиобаза наушников SENNHEISER - 0,2 А.
8) WI-FI роутер TP-Link - 0,6 А.

Подключаем отдельно, без фильтра.

ТВ-блок = 300Вт

Роман Мирошниченко писал(а):11) Телевизор SAMSUNG UE65HU9000 - 300 Вт.

Я бы запитал от отдельного полного фильтра на 2А.

Аналоговый блок = (2х150) + (2х150) + (20 + 50) = 670Вт

Роман Мирошниченко писал(а):1) Акустика - 2 х 1,8А (max. 150 Watt). Так на них написано. И я не знаю импульсный у них б/п или линейный.
2) Моноблоки OddWatt - 2 х 150 Вт.
3) Предусилитель FOREM - 20 Вт.
4) Фонокорректор POEMA'NU - 50 Вт.

5А входной и три выходных на 2А: на пару акустики, на пару OddWatt, на "тонкие материи". Сюда же потом (после замены БП) переключить PICCOLO-2. Странно, что PICCOLO-2 столько потребляет... Вы не ошиблись? Я надеюсь, что 0,8А относится к 24В, а это - 20Вт примерно. То есть, при его подключении, с учётом эффективности БП ~50% будет 670+40=710Вт.

Цифровой блок = 15 + 110 + 110 + ~30 = 265Вт

Роман Мирошниченко писал(а):5) Проигрыватель GARRARD - 15 Вт.
6) Медиаплеер DUNA - 0,5 A.
9) Румкорректор DDRC-22A - 0,5 А.
10) MC-headamp PICCOLO-2 - 0,8 А.

На полный 2А фильтр.

Ни один компонент из аналогового блока не требует разрыва земель (встроено в устройства). Двухконтактные устройства автоматически избавлены от этой необходимости. Garrard не имеет сигнальной земли в питающейся части. Т.о. во всех модификациях от этих элементов можно отказаться.

В принципе, можно ТВ блок объединить с цифровым (допустим, взять полный 5А фильтр или 5+2+2). На Ваше усмотрение.

Также можно не разделять аналоговый блок. Т.е. тоже взять полный фильтр 5А.

#91

Garrard не имеет сигнальной земли в питающейся части. Т.о. во всех модификациях от этих элементов можно отказаться.

У меня Garrard соединён с землёй ( третий контакт в розетке), иначе на пластинке появляется статика, бьет током, статикой, идут в звук щелчки, прилипает пластинка. Скакал вокруг в не понятном состоянии. Пока не осенило заземлить корпус. Все как рукой сняло. Грешил на ионизатор в комнате, зимний сухой воздух? Соединял землю корректора с холодной водой в кране ( трубы полипропиленовые). Ничего не помогало, пока не осенило. Сейчас так и слушаю. Все в норме.
Планирую Garrard посадить на отдельный трёх проводной фильтр.

#92

seurf писал(а):У меня Garrard соединён с землёй ( третий контакт в розетке)

И это - правильно! Можно сделать так, а можно - отдельным проводом на корпус фонокорректора, как принято в коммерческих конструкциях.
Но я говорил немного о другом.

Вот здесь об этом рассказано подробнее. Сразу предупрежу - чтиво тяжелое. Перескажу ниже краткое содержание применительно к данной теме.

Термин "земля" используется для разных понятий. Применительно к ситуации с фильтром у нас есть:
- "защитная земля" - это то, что мы "получаем" из розетки;
- "сигнальная земля" - это то, относительно чего "отсчитывается" сигнал, своеобразная точка отсчёта. Как правило, это касается и всех других напряжений, переменных и постоянных.

Для простоты: "защитная земля" предназначена для того, чтобы все внешние металлические элементы находились под потенциалом, под которым находится человек, прикасывающийся к этим частям. Побочным эффектом данного предназначения является то, что в случае неисправности изоляции внутри блока создаются предпосылки короткого замыкания и срабатывания средств защиты внутри устройства или в электрощитке. Для того, чтобы этот побочный эффект срабатывал, нужно, чтобы:
- один из проводов сети был заземлён (в данном случае - в нашей стране это - нулевой провод в розетке);
- все внутренние опасные напряжения были заземлены одним из полюсов.
Под "заземлён" я понимаю соединение с "защитной землёй".

А теперь вспомним, что, в большинстве случаев, относительно "сигнальной земли" отсчитываются и все напряжения внутри (см. выше). Т.о., неизбежно возникает необходимость соединения этих земель.

Справедливости ради нужно сказать, что существуют устройства так называемого Class 1, которые обеспечивают безопасность за счёт двойной изоляции внутри корпуса, т.е., у них нет соединения корпуса с чем бы то ни было. В таких устройствах, естественно, отсутствует и соединение "сигнальной земли" с "защитной землёй", поскольку такие устройства питаются от двухконтактной вилки и не имеют подключения к "зашитной земле". Но в условиях самоделок сконструировать такое устройство правильно гораздо сложнее, чем использовать относительно простые правила "защитной земли", поэтому применяется относительно редко, в основном на низковольтных устройствах.

Также существуют устройства, в которых нет внешних металлических частей (например, различные блоки питания, вставляющиеся в розетку). В радиолюбительской практике это не всегда оправдано, поскольку есть вторая функция металлического корпуса - это экранирование внутренних цепей. С этой ситуацией встретился Роман, когда строил бункер для своего Piccolo.

Теперь по поводу Garrard. Вы подключаете корпус к защитной земле, но, как мы увидели выше, корпус не имеет отношения к сигнальной земле до тех пор, пока он с ней не соединён. Это решает часть Ваших задач, но с сигналом эти задачи не связаны никак. Сигнал появляется на выходе из тонарма на тех тоненьких проводочках, что потом соединяются с межблочником, идущим напрямую на фонокорректор. Почему этот не тот случай, что я описывал выше?

Наш фильтр имеет два контура:
1. Контур фильтрации помех, который действует в двух направлениях:
1.1. Из сети в устройство. Этот подконтур разделён на два пути распространения помех:
1.1.1. Помеха, действующая на оба провода питания (синфазная), которая потом проникает в сигнал через различные ёмкости и индуктивные связи (в основном - через ёмкость между первичной и вторичной обмотками трансформатора).
1.1.2. Помеха, действующая между двумя проводами (дифференциальная), которая влияет на напряжение/форму синусоиды и т.о., должна отфильтровываться фильтрами встроенного блока питания.
1.2. Из устройства в сеть. Фактически это только дифференциальная помеха (синфазная помеха крайне редко возникает в таких устройствах, поскольку отсутствуют мощные источники излучения высокой частоты).
2. Контур соединения сигнальной и защитной земель.

Если мы рассмотрим эти контуры, то для случая с Garrard актуальным окажется только 1.2. В двигателе Garrard защищать ничего не требуется - уровень помех такой, что реально повлиять на что-то в двигателе нереально (исключается 1.1). Сигнальная земля вообще никак не соединяется с сетью, поэтому второй контур также оказывается ненужным.

Теперь о том, когда нужно применять контур 2. В основном это - встраиваемые фильтры, когда разработчик использует ту или иную стратегию соединения сигнальной земли с защитной землёй.
Первая стратегия: ничего не соединяем. Такое может позволить себе только продвинутый разработчик, который точно уверен, что никаких опасных напряжений внутри схемы нет и конструкция не подвержена внешним ЭМИ. Также это - все носимые устройства, устройства с батарейным питанием, и т.п.
Вторая стратегия: конструктивное соединение. Применяется крайне редко для самодостаточных элементов имеющих балансную или псевдобалансную конструкцию и разделение цепей питания и сигнальных.
Третья стратегия: соединяем напрямую. Наиболее часто встречающийся вариант, который, однако, критикуется, поскольку подвержен влиянию "грязной" защитной земли и получению альтернативного пути распространения сигнала.
Четвёртая стратегия: применяется, например, в конструкциях Брюса (OddWatt, ForeWatt... - аналоги этих устройств имеются у Романа и Евгения). Предполагает соединение земель через параллельно соединённые резистор и конденсатор. Резистор выбирается небольшого номинала, чтобы не пострадали защитные функции заземления. С точки зрения звуковых частот такое соединение эквивалентно прямому соединению с защитной землёй (третьей стратегии).
Пятая стратегия: соединяем через встречно включенные диоды. При пробое высокого напряжения на корпус, потенциал корпуса не может быть выше прямого падения напряжения на диодах - т.о., защитные свойства такого соединения полностью сохраняются. С т.з. сигнала, который как правило имеет относительно малую амплитуду (а здесь мы рассматриваем даже не сам сигнал, а его паразитную составляющую на сигнальной земле), мы получаем разрыв (соответствует первой стратегии). Считается, что такое соединение - самое защищённое от помех.

#93

Спасибо за развёрнутое разъяснение сути проблемы заземления. Я собираюсь действовать по принципу: Кашу маслом не испортишь! Поэтому планирую все устройства запитать через фильтры сети !!! По крайней мере появится возможность сравнить звук с и без фильтров. Боюсь с нашей загаженной сетью, без фильтров достичь какового то мало мальски приемленного звука с каждым днём будет все труднее и труднее.
По крайней мере, после наведения порядка, в вопросе земель в моем корректоре, по Вашим советам,50 Гц фон удалось изжить полностью, как класс. Правда при отнесённом блоке питания от корректора. Так ведь никто и не говорил, что излучения трансов идут на пользу звуку?

#94

Сегодня пришёл остаток деталей. Вот думаю, стоит ли собирать?

#95

Мои пациенты:
2 моноблока, пред, корректор, +1 запас под слабый аналоговый потребитель
5A вход, 2А+2А выход.
ЦАП, регулятор вращения скорости проигрывателя, +1 возможный новобранец 2А вход+2А выход.
По поводу сборки - как Вам удобно, в плане контроля соглашусь с Яном - тут у всех уже руки чешутся.

#96

Присылайте адреса в личные сообщения.
Прикинул на платах (без пайки):

: Выходной 2А

: Выходной 5А

: Входной 2А

: Входной 5А

Все посадочные места геометрически правильные! Теперь нужно проверить в деле.

#97

Просьба также если какие-то компоненты не требуются, написать, лишнего я навязывать никому не хочу. Стоимость тоже скорректируется в меньшую сторону.

#98

Хочу озвучить несколько примечаний к данной версии платы.
1. Все дроссели, применяющиеся в данном проекте, грешат тем, что выводы у них сделаны как часть обмоточного провода. Где-то этот провод пропущен через некоторое основание, где-то и этого нет. При пересылке в мою сторону большинство выводов оказались погнутыми, перед отсылкой я эти выводы выпрямляю и вставляю в пенопласт, чтобы не погнуть вторично. Предупреждаю, что выводы очень хрупкие, поэтому относиться к ним нужно крайне внимательно! Положительное в этом то, что даже если вывод обломается, то без потери каких-либо свойств можно будет подпаяться непосредственно к катушке. Дизайн пострадает, конечно, но из-за этого и предупреждение.

2. Снова о дросселях. Как я уже отмечал, выводы дросселей - это продолжение провода, которым они намотаны. В некоторых видах дросселей выводы никак не закреплены. В целях устранения ненужного перемещение детали по плате (с последующим обрывом выводов), а также для потенциального устранения гула переменного тока, я предлагаю при впайке этих дросселей натягивать выводы после пропускания их в отверстие платы, а после пайки - закреплять как сами дроссели к плате, так и выводы к телу дросселя с помощью доступных средств, например, клеевого пистолета или стеарина, накапанного со свечи.

3. О термисторах (обозначение TH1 на схемах и платах). Лично моё персональное мнение - я бы их не использовал. Однако, разные "религиозные" и экспериментальные течения имеют по этому вопросу полярные мнения. Поэтому, в конструкцию они внесены. Могу признать, что формальная польза от них есть, как в плане фильтрации (впрочем - сильно номинальная), так и в плане защиты. При разработке фильтров, из-за изменения "концепции" (разделение фильтра на единый входной и выходной, которых может быть несколько), для обеспечения более точного подбора термисторов, я добавил их в обе части. Однако, ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИХ НУЖНО ТОЛЬКО В ОДНОЙ ЧАСТИ ОДНОМОМЕНТНО. Поясню:
- если фильтр будет использоваться в формате один вход - один выход (т.е., так, как в оригинале), то термистор нужно ставить только во входной фильтр. В выходном фильтре стоит запаять перемычку вместо TH1;
- если фильтр будет использоваться в формате один вход - несколько выходов, то термистор нужно ставить только в выходные фильтры (в каждый - свой). Во входном фильтре стоит запаять перемычку вместо TH1.
В наборе я поставляю термисторы на 2А и 5А, в соответствии с максимальным поддерживаемым током для каждого вида плат. В реальности видится более правильным использовать номинал наиболее приближенный к потребляемой мощности конкретного подключаемого устройства. Замечу также, что разница между поставляемыми в наборе и "подобранными" будет незначительной (в пределах вольта потерь).
Суммируя вышесказанное: количество термисторов всегда будет соответствовать при пересылке количеству выходных плат.

4. О подавлении синфазной помехи. Наиболее эффективное подавление синфазной помехи происходит только при наличии в розетке отдельного контакта заземления и трёхпроводного кабеля питания. В этом случае нужно установить:
- для 2А входной фильтр: конденсаторы C1, C2, C4, C5 и перемычку JP1 (напаивается поверхностной пайкой нулевого резистора форм-фактора SMD1206 на обратную сторону);
- для 5А входной фильтр: конденсаторы C1, C2, C5, C6 и перемычку JP1 (напаивается поверхностной пайкой нулевого резистора форм-фактора SMD1206 на обратную сторону).
Если питание предусматривается по двухпроводной схеме, то перемычки JP1 не запаиваются, установка конденсаторов ни на что не влияет (то есть, их можно установить или не устанавливать). Подавление происходит только за счёт синфазных дросселей.
Вместо резистора из моего комплекта, в качестве JP1, можно запаять обычный кусочек провода.

5. О применении на платах защитной земли. При питании от двухпроводной сети использование защитной земли и разрыва сигнальной земли (см. далее) не требуется. При питании от трёхпроводной сети:
- для целей фильтрации защитная земля (третий провод "из розетки") используется на платах 2А входной фильтр и 5А входной фильтр, поэтому подключение данного провода к этим платам обязательно;
- для соединения с сигнальной землёй используются платы 2А выходной фильтр и 5А входной фильтр (к которому уже должна быть подключена защитная земля по предыдущему пункту, т.е., дополнительных действий не требуется); для 2А выходной фильтр, при использовании какого-либо механизма разрыва сигнальной и защитной земель, должно быть обеспечено соединение защитной земли между платами; если механизм разрыва земель не используется, подключение этого провода к плате 2А выходной фильтр не обязательно, хотя и создаёт электростатический экран на обратной стороне платы из медного полигона;
- плата 5А выходной фильтр не использует защитную землю ни в каком качестве, однако имеет возможность её подключения в области входных коммутаций; данное соединение подключено к непрерывному медному полю с обратной стороны платы и предназначено для электростатического экранирования при установке этих плат "этажеркой" с платой 5А входной фильтр.

6. О разрыве сигнальной и защитной земель. Как уже указывалось выше применяются следующие методы соединения защитной и сигнальной земель (только при трёхпроводном подключении, двухпроводное подключение всегда рассматривается как пункт 1 далее):
- не соединять; в этом случае не требуется установки элементов D1, R2, C2 на плате 2А выходной фильтр и D1, R1, C3 на плате 5А входной фильтр; соединение защитной земли с платой(-ами) 2А выходной фильтр необязательно;
- соединить напрямую; в этом случае лучше использовать прямое соединение сигнальной земли с центральной звездой земли блока, минуя платы фильтров; элементы, указанные в предыдущем пункте, также не устанавливаются;
- соединить через изолятор определённого вида (может комбинироваться из диодного моста, резистора и конденсатора); в этом случае используются только нужные элементы изолятора, а также обязательно соединение защитной земли с платой(-ами) 2А выходной фильтр.

7. На платах присутствуют искрогасящие цепи для выключателя. Если выключатель не используется (например, фильтр встраивается в существующий аппарат с имеющимся выключателем), эти детали можно не запаивать. Речь идёт о:
2А выходной фильтр: С1 R1
5A выходной фильтр: C1 R1
Отмечу также, что если выключатель используется для всех выходных плат сразу (или по крайней мере - нескольких), то необходимо следить, чтобы искрогасящая цепь была только на одной плате из пула включения.

8. При разводке плат учитывалось высокое напряжение и низкий импеданс электропитания, интервал между дорожками выбран в 2,5мм, что потенциально допустимо на открытых участках примерно до 800В, на закрытых маской - до 1,5кВ. Однако, так как платы изготовлены в Китае, я не могу гарантировать стойкость полимерной плёнки паяльной маски. В связи с этим я рекомендую после сборки и проверки покрыть открытые части платы бесцветным цапон-лаком.

#99

Прошу извинить мою медлительность в определении потребности (готов в связи с этим к тому, что останется )
Времени сейчас очень мало, что урываю - посвящено румкоррекции, где увы не все идет гладко.
В данном направлении "грызу гранит" сообщений 126-128. Увы, описываемое seurf расходится с моим опытом (описанным здесь на базе разных ситуаций). Я про влияние заземления GARRARD на все, что происходит на пластинке. В моем понимании, это чисто защитная земля. Как она помогает снять статику, мне не понятно.
Поэтому, пытаюсь разобраться в теории, подробно расписанной Владиславом.
Спасибо!

#100

Первые платы отправлены. Роман, не переживайте! Может, оно и к лучшему, что не Вы первый попробуете этот фильтр. Несмотря на электронный разум, эти проверяльщики в программах отрисовки плат тоже иногда ошибаются. Мне бы не хотелось, чтобы Вы попали в сложную ситуацию. К тому времени, как определитесь, у меня будет возможность снова послать Вам нужные платы.
Друзья, которым я послал платы. Очень прошу отнестись к проверке этих плат ответственно. Промеряйте детали (ну, хотя бы сопротивления) перед впайкой. После сборки прозвоните входные и выходные гнёзда на предмет подозрительно маленьких сопротивлений/к.з. Если не в лом - пройдитесь тестером по соединениям.
Как использовать платы - нарисую чуть позже.

Итак, что касается соединений. Я изготовил 4 вида плат:
СФ-2П2А-1 - входной фильтр с максимальным током в 2А
СФ-2П2А-2 - выходной фильтр с максимальным током в 2А
СФ-2П5А-1 - входной фильтр с максимальным током в 5А
СФ-2П5А-2 - выходной фильтр с максимальным током в 5А
Полный фильтр должен состоять из одного входного фильтра и одного или нескольких выходных фильтров.
Комбинаций соединений много, но общая канва такова:

: Соединение плат по 5А без выключателя

Коричневый провод ("Ф") - фаза.
Синий провод ("0") - ноль
Зелёно-жёлтый ("З") - защитное заземление из розетки
Зелёный ("СЗ") - сигнальная земля
Напоминаю, что Ф и 0 взаимозаменяемы, чего не скажешь про З.
Соединение З входной платы с выходной платой необязательно.
Платы можно поворачивать друг к другу разными сторонами.

: Соединение плат по 5А с выключателем

Все примечания - аналогично предыдущему рисунку.

: Соединение плат по 2А без выключателя

ВАЖНО! на плате СФ-2П2А-2 для соединения должен быть задействован вывод J5!
Вместо СФ-2П2А-1 можно использовать СФ-2П5А-1 - выводы совместимы.

: Соединение плат по 2А с выключателем

Платы полностью симметричны. Вместо СФ-2П2А-1 можно использовать СФ-2П5А-1 - выводы совместимы.

Обратите внимание! По правилам электробезопасности соединение защитной земли с корпусом должно осуществляться в непосредственной близости от ввода неразъемным соединением. Показанный на рисунках провод земли должен быть подключен к месту соединения входной защитной земли с корпусом.

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ САМОДЕЛЬЩИКОВ

Фильтр сетевого питания

Помогите посчитать мою потребность )))