Конструктивные элементы для построения фильтров синфазных и дифференциальных помех.

Топология фильтра существенно зависит от природы помехи. Как уже отмечалось, у помех связанных проводами, различают симметричные и несимметричные напряжения (рис. 1)

Для применения в цепи сильного тока различают конденсаторы классов X и Y.

Х-конденсаторы. Радио-помехозащитные конден­саторы класса «Х» подключаются между фазовым и нейтральным проводами. К этим конденсаторам предъявляются особо высокие требования по импульсной прочности (прочности к напряжению), устойчивости к старению и воспламеняемости.

X-конденсаторы подразделяются на три категории с обозначе­ниями Х1, Х2, Х3.

Х1-конденсаторы выполнены для ненадзираемой длительной работы и имеют импульсную прочность 4 кВ.

Х3-конденсаторы имеют меньшую импульсную прочность и используются в приборах, которые находятся во время работы у пи­тающей сети, как, например электробритвы, электроинструмент и т.д.

Х2-конденсаторы по своим характеристикам находятся между конденсаторами классов Х1 и Х3.

В общем Х-конденсаторы служат для снижения симметричных напряжений помех. Значение емкостей Х-конденсаторов лежат в пределах от 0,02 мкФ до нескольких микрофарад.

У определенных приборов с первичным размыканием сети па­раллельно Х-конденсаторам необходимо подключать высокоомное сопротивление (около 1 МОм), посредством которого снижается возможный остаточный заряд конденсатора после отключения сете­вого напряжения.

Y-конденсаторы. Радио-помехозащитные кон­денсаторы класса «Y» ,в зависимости от обстоятельств, подключа­ются между сетевым (фазный или нейтральный) и защитным про­водами. Y-конденсаторы должны удовлетворять высоким требова­ниям по электрической и механической прочности. Y-конденсаторы подавляют в первую очередь асимметричные напряжения помех.

Через конденсаторы, включенные между проводами сети и, как правило, заземленным корпусом прибора (Y1 и Y2), в нормальном режиме протекает ток. Разрыв защитного провода или дефект его изоляции может привести к появлению на корпусе при­бора опасного потенциала и поражению пользователя электриче­ским током. По этой причине, в зависимости от емкости этих кон­денсаторов, задается максимальный ток утечки между фазовым и защитным, а так же между нейтральным и защитным проводами, ле­жащий в пределе 0,75 – 3 мА.

Простая и сдвоенная продольная индуктивность(рисунок 3). Продольные индуктивности представляют собой простые или сдвоенные дроссели с продольными или торроидальными сердеч­никами.

Рисунок 3 - Продольные индуктивности

В качестве сердечников используются порошковые сердечники с так называемым «распределенным воздушным зазором», благода­ря чему гарантируется, что при больших токах сердечник дросселя не насыщается, что имеет особое значение для подавления помех.

Сдвоенный дроссель состоит из двух раздельных обмоток рас­положенных на одном торроидальном или стержневом сердечнике.

В соответствии с исполнением и типом дроссели выпускаются с индуктивностью от нескольких мкГн до нескольких мГн.

Тококомпенсирующий дроссель (рисунок 4а). Тококомпенси-рующий дроссель - один из наиболее часто применяемых элементов в помехоподавляющих сетевых фильтрах. Конструктивно он состо­ит из сердечника (чаще торроидального) с двумя обмотками с оди­наковым числом витков, намотанных компенсирующе (бифилярно). При прохождении тока через дроссель обе обмотки создают равные, но противоположные по направлению магнитные поля (потоки), благодаря чему дроссель имеет минимальную индуктивность, а, следовательно, и сопротивление полезному сигналу (питающему току). При асимметричных напряжениях помех дроссель будет иметь достаточно большую индуктивность, а, следовательно, будет оказывать большое сопротивление напряжению помехи.

Дроссель защитного провода (рисунок 4б). Дроссель защитно­го провода используется для подавления асимметричных токов по­мех, которые распространяются на защитный провод. При исполь­зовании этого элемента особенно следует обратить внимание на его надежное электрическое соединение, чтобы не повлиять на элек­тробезопасность прибора.

Рисунок 4 – Схема включения а) тококомпенсирующего дросселя; б) дросселя защитного провода.

При использовании катушек индуктивности и конденсаторов для фильтрации следует иметь в виду, что любой конденсатор наряду с емкостью С обладает паразитной индуктивностью Lпар, зависящей от длины выводов конденсатора. Она особенно ве­лика у двухполюсных конденсаторов и мала у коаксиальных конденсаторов-вводов. Каждая катушка индуктивности в до­полнение к ее индуктивности L имеет паразитную емкость Спар. Поэтому для кажущегося сопротивления существует зависи­мость от частоты, представленная на рис. 5, обладающая ре­зонансной точкой, в отличие от идеальной характеристики.

Рисунок 5 – Частотные зависимости кажущихся сопротивлений конденсатора (а) и катушки индуктивности (б)