Регулирование яркости света (диммирование)

[Old men]

И насколько я понимаю, 4 вывод на схеме должен быть подключён к заземляющему контакту. Но обычно его нет. То есть тогда отпадает смысл наличия конденсаторов C3, C4. А если их не будет, тогда синфазная составляющая помехи не будет фильтроваться. Верно?

Неверно, по двум причинам. Во первых, при работе твоего устройства неоткуда взяться синфазной помехе. Синфазная помеха имеет по определению одинаковую фазу и амплитуду по обоим проводам (в общем случае по всем проводам шины), у тебя же фазы помехи от работы устройства будут противоположны. Во вторых, конденсаторы С3, С4 вместе с конденсатором С2 образуют часть фильтра (варистор в установившемся режиме не работает, им пренебрегаем), а отдельно они выполнены по следующим причинам - первая, их емкости существенно меньше, чем емкость С2, следовательно, и ток на заземление будет ответвляться намного меньший, значит и реактивную мощность конденсаторов можно найти среди стандартных изделий широкого применения, а не выискивать экзотику. Вторая причина - элементарная техника безопасности. Если бы организовывать среднюю точку конденсаторами большого номинала, то, при неподключенном заземлении прикосновение к корпусу было бы не безопасным. Есть и третья причина, экономическая - стоимость двух конденсаторов большого номинала на большие напряжения и имеющих большое значение VAr, была бы в разы больше, чем приведенное решение, да и габариты у них были бы больше.

Как уже сказал Тролль, если среднюю точку не заземлять, то эффективность фильтра упадет. Но надо учитывать, что помехи стандартизованы по диапазонам. В низкочастотном диапазоне помех (если не ошибаюсь, до 200 кГц. Это именно тот диапазон, которы тебе и нужен) влияние заземляющей точки снизит еффективность фильтра примерно в двадцать раз (сам замерял). Поищи ГОСТ на нормы электромагнитных помех, не помню ни номер, ни точное название, там описывалось влияние заземляющей средней точки.

И будет ли достаточно этого фильтра для диммера, чтобы устройство не мешало другим нормально работать?

Все зависит только от номиналов фильтра. Это П-образный симметричный фильтр (кстати, симметрия фильтра определяется тем, что он по входу и выходу нечувствителен к подключению. Т.е. у него нет вывода для фазы и нуля, они равноправны. Что касается двунаправленности, то любой пассивной фильтр является двунаправленным), в зависимости от номиналов он может быть практически любого типа, от Бесселя, до эллиптического. В наборе, конечно, номиналы соответствуют фильтру Бесселя. Что касается коммутируемой мощности, то от нее не зависит полоса пропускания фильтра, но от нее зависит уровень помех по всему рассматриваемому диапазону. С большой вероятностью имеющиеся в наборе номиналы будут нормально обрезать помехи и на коммутируемой мощности 1 кВА, но это надо проверять, хотя бы расчетом. Если расчет покажет, что это не так, надо просто поставить еще звено Г-типа с теми же номиналами (конденсаторы С3, С4 в этом случае перейдут в это звено)

И ещё - чем круче фронт переключения - тем шире полоса частот помех. От этих помех защитит фильтр. А вот токопотребление устройства идёт неравномерное, а по "обрезаной" синусоиде. Это ведь тоже плохо для сети. И даёт ли что-то в этот ситуации фильтр?

Конечно дает Именно сглаживание фронтов и уменьшает помехи. Если бы фильтра не было, то фронт коммутации синусоиды "видимый" со стороны сети был бы единицы микросекунд, и имел широкий спектр помех, а с фильтром он растянется на сотни микросекунд, а возможно, и на миллисекунды, и спектр существенно сузится

Подскажите, как расчитать сетевой фильтр для фильтрации помех излучаемых диммером.

Я уже говорил, взять справочник. Лучшим является справочник Зоммерфельда (надеюсь не перепутал фамилию :D ), это том размером с БСЭ, около 1000 страниц. Там приведены и графики подавления (как и в любом другом справочнике), и формулы перехода от не симметричной формы к симметричной (а это уже не в любом). Есть и более специализированные справочники, в том числе и по силовым фильтрам.

P.S. На схеме не показана магнитная связь между индуктивностями L1, L2 и направление намотки. Фактически они должны быть намотаны на одном кольце в два провода, чтобы магнитные потоки для тока потребления взаимно компенсировались, а вот для помехи такая намотка будет встречной

[Emotion]

У меня есть набор NK008. Я его собрал и он работает. По сути этот набор является моим устройством. Только у меня система управления постоена на МК и мощность немного больше(1 кВт).

В документации по набору написано: "для снижения уровня помех, создаваемых регулятором в электросети рекомендуется самостоятельно собрать сетевой фильтр согласно рис.4 либо приобрести готовый набор NK045"

То есть вот готовая схема фильтра с номиналами. Но, на меншую мощность. И не известно, что за конденсаторы - их тип, напряжение. И дроссели какие, на какой ток?

И самое главное - я хочу самостоятельно расчитать такой фильтр. Но на свою мощность.

Ниже приведена схема сетевого фильтра блока питания ПК. Она очень похожа приведёную выше, но только у неё вместо 2-ух раздельных дросселей, стоит один двухобмоточный. И состоит она из 2-ух звеньев.

С недавнего времени я работаю в сервисе по ремонту промышленых БП. Так у нас такие же фильтры стоят на входе устройстр. Только помощнее. Там токи нагрузки до 30А.

То есть примерно во всех импульсных источниках питания стоят очень похожие фильтры - стоит варистор, 2 предохранителя, сам фильтр.

Для чего варистор и предохранитель и исходя из чего они выбираются я понимаю. А вот с фильтром не могу разобраться.

Захожу на Википедию. Выдаёт вот это.

Прочёл. Более менее понятно.

Вот здесь хорошо написано про фильтры. Но здесь более простые фильтры - НЧ, ВЧ и т.д. А это что за фильтр - 2 дросселя и 2 конденсатора - 2 последовательно включённых LC-фильтра? А если вместо 2 дросселей - 1 двухобмоточный? Что это за схема такая и как её расчитать?

Можно не объяснять, как это расчитывается - дайте информацию, где можно об этом почитать

В крайнем случае скажите, например, сойдёт схема на рис. 4, только возьми дроссель на такой-то ток. Конденсаторы эти сойдут. Можно немного большей или меньшей емкости. На 400 В.

Чтобы я мог взять каталог, выбрать компоненты, пойти купить комплектующие и собрать фильтр. И он реально работал.

Да, есть статья из схемотехники "Фильтры сетевого питания"(Фильтры.rar). Это единственный источник, где более менее что-то написано. Там даже дан расчёт типового фильтра. Но там везде используются двухобмоточные дроссели. А у меня на рис. 4 - 2 дросселя отдельно. И отсутствуют конденсаторы, что идут на корпус (для подавления синфазной части помехи). И по идее, где в наших домах есть заземляющий провод? Если я возьму схему из журнала схемотехника - где я возьму землю в квартире?

Вроде бы всё. Получилось немного эмоционально. И может немного не понятно. Время уже немного поджимает. Переживаю. Защита у меня 19-го.

Фильтры.rar

[Emotion]

Понял, что времени разбираться уже нет. Буду брать, что есть.

Подскажите, какую схему мне взять. Какие номиналы, и в каком исполнении. Для мощности 1кВт.(максимальный ток 4,5 А)

Если заземление обычно есть в квартирах - тогда нужно учитывать это схемотехнически.

Если его обычно нет - тогда выбросить из схемы лишние элементы. Так как они не будут выполнять своих функций.

Вообщем прошу привести мне готовую схему для моего устройства.

[Тролль]

О двухобмоточном Old men уже написал (в P.S.). Это дает экономию на весе и габаритах сердечников дросселей, причем большую, так как сердечник дросселя не должен входить в насыщение из-за постоянной составляющей тока, а в двухобмоточном дросселе постоянная составляющая тока одной обмотки компенсирует постоянную составляющую тока другой обмотки и сердечник не намагничивается постоянной составляющей тока (конечно, концы обмоток должны быть правильно подключены, чтобы создаваемый ими магнитный поток от постоянной составляющей взаимно компенсировался), поэтому сердечник дросселя берется гораздо меньшего размера, не говоря уже о том, что он будет один вместо двух.

В новых домах, насколько я знаю, средняя точка на розетках есть, поэтому в фильтре обязан быть вывод для средней точки, а позволит розетка, куда подключается твой прибор, его использовать или нет - это уже не твое дело. Нет - так нет, значит фильтр будет работать хуже. А уж "в доме будущего" заземляющий контакт розетки будет наверняка.

Схема годится та же, что была у тебя (или по моей ссылке, только объедини дроссели в один двухобмоточный. По моей - фильтр на 2 кВт, значит, для тебя он будет годиться, даже с двухкратным запасом. Можешь сослаться, что за основу была взята схема промышленного фильтра. Насчет где взять расчет - не берусь посоветоветовать, книг под рукой нет. Надо искать что-нибудь по источникам вторичного электропитания.

[Emotion]

То есть схема фильтра примет вид:

А номиналы какие (на ваших схемах они приведены, но там немного другие схемы)? Если не будет заземляющего контакта, тогда его просто не подключать? И правильно ли показаны начала обмоток?

Изменено 25 января, 2008 пользователем Emotion

[Old men]

В твоем посте #27 есть номиналы. Только дроссели объедини так, как нарисовано в последнем посте, а к конденсатору 1мкФ добавь два конденсатора по 0.047 мкФ со средней точкой. Типы конденсаторов определяются по максимально допустимому напряжению (для одной фазы не менее, чем ((220 + 22)х1.41)/0.9 = 380 Вольт. Здесь 0.9 - коэффициент использования по напряжению, а 22- допустимое превышение напряжения в сети.

Типоразмер кольца выбери сам, он зависит от магнитной проницаемости и назначения феррита. Советских марок сейчас кажется не выпускают, а импортные я просто не помню, с ними очень редко работал.

[Emotion]

Так?

С1, С2 беру от 400В. А какие - электролитические или другие? В реальном исполнении таких фильтров там стоят прямоугольные конденсаторы. А можно точно не такие номиналы, а немного больше или меньше? В каком диапазоне?

Дроссель на какой ток? Больше чем на 4,5А? Я знаю сразу 2-ух обмоточные продают. Его брать?

[Тролль]

Электролиты рассчитаны на постоянное напряжение, а у тебя переменное (существуют, правда, неполярные электролиты, но это отдельная песня, не будем обсуждать, не подойдут). Поэтому конденсаторы C1 и C2 будут металлобумажные или пленочные, но обычные конденсаторы рассчитаны на работу в цепях постоянного тока, и напряжение, которое для них приводится - для этого случая, а для работы в цепях переменного тока допустимое напряжение намного меньше номинального. Оно указывается в ТУ на конденсаторы как допустимая величина переменной составляющей напряжения и обычно в несколько раз меньше номинального напряжения конденсаторов. Поэтому номинальное напряжение конденсаторов должно быть намного больше 400 В, или (это обычно лучший выбор) надо брать марки конденсаторов специально для работы в цепях переменного тока, вроде указанных в фильтре по моей ссылке К78-21, для них в обозначении указывается именно переменное напряжение, притом действующее. Что касается C3 и C4, то они должны выдерживать испытание на пробой, а это минимум 1500 В, хотя я не помню, постоянного или переменного напряжения.

Номиналы конденсаторов стандартизованы, конечно, можно взять больше, чем указанные номиналы - кашу маслом не испортишь, но и габариты их будут больше.

Дроссель нужен на твой ток - у тебя 4,5 А, лучше взять на 5 А, т.к. обычно берется некоторый коэффициент запаса.

[Old men]

А какие - электролитические или другие?

Конечно неполярные. Да и где ты найдешь электролиты на 1 мкФх400В? Там должны быть бумажные, лавсановые, полиэтилентерефталатные, фторопластовые и т.п.

Номиналы можно ставить с точностью 20%, это мало влияет на характеристику фильтра, лучше в сторону увеличения, но не обязательно.

Дроссель на какой ток? Больше чем на 4,5А? Я знаю сразу 2-ух обмоточные продают. Его брать?

Если дроссели не связаны магнитным потоком, то на ток не менее 4.5А, если выполнены на одном кольце, то провод должен выдерживать 4.5А, а сам дроссель будет работать при токе насыщения около 0.5А(строго на глаз), и то в импульсе. Его будет вводить в насыщение не ток потребления, а разность токов (точнее магнитных потоков) по двум обмоткам. Поэтому обмотки надо делать строго одинаковые, мотать в два провода сразу. Если ты уверен, что намотка готовых дросселей строго симметрична - покупай, но я бы не стал.

[Emotion]

Что касается C3 и C4, то они должны выдерживать испытание на пробой, а это минимум 1500 В, хотя я не помню, постоянного или переменного напряжения.

Это если устройство сертифицируется и проверяется в каком-то центре на стандарты - его подвергают 1500В на 10 секунд, по-моему. Но мне по идее можно меньше взять. Главное я понял, что мне нужны конденсаторы неполярные. Для переменного тока. Посмотрю в каталоге, что там имеется.

Кстати, в каталоге нашёл готовые фильтры. Называются "сетевые помехоподавляющие фильтры серии FB с защитой от перенапряжения". описание

Достоинства:

- симметричная схема, обеспечивающая подавление помех как со стороны сети, так и со стороны нагрузки.

....

Схема такая же. По идее можно просто взять этот фильтр и использовать. Он только правда на 4А.

[Emotion]

Всем огромное спасибо за помощь.