Снижение помех в ИП УМЗЧ

Зарядные устройства

Второй источник ВЧ помех в ИП — сеть. Немало неприятностей доставляют как синфазные, так и противофазные составляющие сетевых помех, методы борьбы с которыми могут существенно различаться. Для снижения сетевых помех обычно применяют сетевые фильтры, незамкнутый экран между первичной и вторичной обмотками трансформатора и др.
shema_impulsnogo_pitanija
На рис.2 приведены различные сетевые фильтры:

  • на рис.2а — фильтр синфазных помех (ФСП);
  • на рис.26 — фильтр противофазных помех (ФПП);
  • на рис.2в — комбинированный фильтр.

В ФСП следует применять конденсаторы и дроссели с одинаковыми параметрами Симметричным должен быть и ФПГ), если он используется вместе с ФСП. Желательно, чтобы сетевой фильтр подавлял синфазные и противофазные сетевые помехи выше 5…15 кГц.

Не будет лишним дополнение сетевого фильтра демпфирующей последовательной RC-цепью, включенной параллельно первичной обмотке трансформатора (емкость конденсатора этой цепи выбирают в 2.. .5 раз больше емкости конденсатора, шунтирующего первичную обмотку трансформатора, а сопротивление резистора — в 2…4 раза меньше приведенного к первичной обмотке сопротивления нагрузки ИП).

Эта цепочка снижает проникновение генерируемых ИП помех в сеть. При использовании сетевого коммутатора на тиристорах ее применение обязательно! Для нормального функционирования ФСП общую точку его выходных конденсаторов обычно соединяют с корпусом, который хотя бы по ВЧ должен быть соединен с общим проводом УМЗЧ.

Соединять корпус с заземлением (нулевой провод сети для этой цели не подходит!) хотя и очень желательно, но не обязательно, поскольку он все равно оказывается с ним соединенным по ВЧ через паразитную емкость. В трансформаторном ИП синфазные сетевые помехи подавляются упомянутым незамкнутым экраном, а в двухполярном — еще и конденсаторами одинаковой емкости, включенными между выводами вторичной обмотки и корпусом.

Таким образом, шунтирующие конденсаторы в двухполярном ИП подавляют как противофазные, так и синфазные сетевые помехи в его выходном напряжении. Именно снижением сетевых помех объясняется положительное влияние включенных параллельно диодам конденсаторов небольшой емкости.

К сожалению, в моменты асимметричной нагрузки катушек стержневого трансформатора наблюдается увеличение сетевых помех, как в поле рассеяния трансформатора, так и в его выходном напряжении. Симметрирование нагрузок на катушки стержневого трансформатора устраняет и эту неприятность.

Следует отметить, что применение шунтирующих конденсаторов приводит к постоянному присутствию сетевых противофазных помех в поле рассеяния трансформатора, в то время как при отсутствии конденсаторов их резкое возрастание наблюдается лишь в моменты открытого состояния диодов. Поскольку “хрен редьки не слаще”, то в любом случае необходимо предпринимать меры по снижению поля рассеяния трансформатора.

Весьма эффективный и доступный способ снижения ВЧ-составляющих всех видов в поле рассеяния трансформаторов — внешний короткозамкнутый экран поверх катушек. Им охватывают одновременно обе катушки стержневого трансформатора, а в броневом трансформаторе — еще и магнитопровод.

Максимальный же эффект наблюдается при асимметричной нагрузке катушек стержневого трансформатора, что, в ряде случаев, позволяет снизить требования к симметрированию нагрузок на его катушки. Эти эффекты находят косвенное подтверждение и при измерении Lp2 Если измерять LР2 на разных частотах, то можно

заметить, что применение экрана приводит к более существенному снижению Lp2 именно на высоких частотах, a Lp2 одной катушки стержневого трансформатора уменьшается в несколько раз, приближаясь к значению, получаемому при замыкании выводов первичной обмотки на перемычку.

При самостоятельном изготовлении трансформатора для снижения Lp2 следует выбирать толщину провода вторичной обмотки из расчета полного заполнения последнего слоя. Если этого достичь не удается, то витки последнего слоя следует равномерно распределить на всю высоту катушки.

При намотке тороидального трансформатора последний слой каждой вторичной обмотки следует равномерно распределить по всему кольцу (две одинаковые обмотки рекомендуется наматывать одновременно). Очень часто дроссели сетевых фильтров имеют броневые или стержневые сердечники. Для снижения излучаемого ими поля рассеяния нужно, как минимум, применить внешний короткозамкнутый экран, а лучше сами дроссели поместить в экран (кольцевые дроссели тоже нуждаются в экранировании).

Провода, идущие от сети к фильтру, от фильтра к трансформатору, от трансформатора к диодам, от диодов к накопительному конденсатору, а от него к плате УМЗЧ, следует свить, а лучше и заэкранировать. Не лишним будет и экранирование перемычек вторичной обмотки. Хотя перечисленные меры и сужают спектральный состав пульсаций в выходном напряжении ИП до 5… 15 кГц, но этого недостаточно.

Снизить их до 1…3 кГц можно с помощью П-образного НЧ-фильтра. Для этого в схему выпрямителя нужно ввести дополнительный накопительный конденсатор, а между ним и основным конденсатором установить дроссель Желательно, чтобы емкость дополнительного конденсатора составляла 10…20% емкости основного, но можно обойтись и конденсатором емкостью 200…500 мкФ. В последнем случае необходим конденсатор, способный работать в режиме импульсных токов (танталовый, К50-29 и т.п.).

При токе нагрузки 1…5 А эффективен дроссель индуктивностью 10…40 мкГн. Его можно изготовить, надев на проводник несколько ферритовых трубочек длиной 2 см, применяемых в импульсных ИП, а также в качестве сердечников в катушках индуктивности блока сведения отечественных телевизоров. Каждая такая трубочка образует дроссель индуктивностью 6 мкГн.

Для дросселя подойдут и ферритовые кольца диаметра 6…8 мм (можно и больше), забранные в столбики высотой 2…3 см. Сквозь такой столбик пропускают проводник два-три раза. При большем диаметре колец можно намотать и большее количество витков.

Если от одного источника питаются несколько потребителей, то на идущие к каждому потребителю проводники питания нужно надеть одну-две вышеупомянутые ферритовые трубочки (предполагается, что у каждого потребителя установлены надежные блокировочные конденсаторы в несколько сотен или тысяч микрофарад).

Это предотвратит проникновение возникающих при работе УМЗЧ в двухтактном режиме ВЧ-импульсов на накопительные конденсаторы, а с них на другие нагрузки. Особая нужда в развязке потребителей по ВЧ возникает в случае, когда с накопительных конденсаторов напряжение подается и на стабилизаторы, предназначенные для питания каскадов предварительного усиления.

Эти каскады часто проектируют из расчета их питания от высококачественных источников, а многие современные стабилизаторы, как уже упоминалось, слабо подавляют ВЧ помехи. Кроме того, защита дорогостоящих накопительных конденсаторов большой емкости от бросков тока, как со стороны диодов, так и со стороны нагрузки, повышает надежность их работы.

impulsnyj_blok_pitanija

На рис.3 приведен один из возможных вариантов доработки ИП мощностью 70… 150 Вт. Конденсаторы С4…С7 должны быть размещены в непосредственной близости от диодного моста и соединены с ним и с общим проводом как можно более короткими проводниками. В качестве С2…С5 можно применить как пленочные (К73-16, К73-17, МБГО и т.п.), так и керамические (КМ5, КМ6, К10-17) конденсаторы (требуемую емкость можно получить их параллельным соединением).

Выигрыш от применения быстродействующих диодов в этом ИП пренебрежимо мал, поэтому лучше взять низкочастотные диоды они дешевы, надежны, проще крепятся к радиатору С другой стороны, при использовании быстродействующих диодов можно в 3…5 раз уменьшить емкость конденсаторов С2…С5.

Возможны и иные упрощения. Так, если двухлолярный ИП доработан в соответствии с рис.3, поверх катушек трансформатора наложен коротко- замкнутый экран, а нагрузка на катушки трансформатора симметричная, то от сетевого фильтра можно отказаться.

Если же экрана между обмотками в трансформаторе нет, а половинки вторичной обмотки размещены на разных катушках, то рекомендуется применить хотя бы фильтр от полупроводниковых телевизоров (имеющийся в нем конденсатор емкостью 0.1 мкФ подключают к сети, а высоковольтные конденсаторы — к трансформатору), наложив на используемый в нем дроссель внешний короткозамкнутый экран.

Все рекомендации по снижению помех могут быть применены и в импульсных ИП, где они дают гораздо больший эффект, чем в трансформаторных. При расчете емкости шунтирующих и демпфирующих конденсаторов можно воспользоваться приведенными выше соотношениями, предполагая, что через них протекает синусоидальный ток частотой, в 2…4 раза большей частоты преобразования.

Начала статьи здесь

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector