Имитатор помех для проверки сетевых фильтров

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Измерители LCR

Опубликовано: 18.03.2017 15:43

Просмотров: 4469

А, БУТОВ, с. Курба Ярославской обл.
Предлагаемое устройство (его схема показана на рис. 1) можно использовать для сравнительной оценки эффективности LC-фильтров, предназначенных для работы в сети переменного тока 220 В.

 
 По сути, это однополупериодный фазовый регулятор мощности на тринисторе VS1 с узлом управления на аналоге однопереходного транзистора VT1VT2. Наличие мощной нагрузки имитируют конденсаторы С1, С2, включённые последовательно с токоограничивающими резисторами R1, R4. Предположим, что в данный момент на устройство поступает отрицательная полуволна сетевого напряжения. В этом случае через диоды VD1, VD2 и резисторы R1, R3, R4 конденсаторы С1 и С2 заряжаются так, что потенциал их верхних (по схеме) обкладок — отрицательный, а нижних — положительный. Диод VD3 при этом закрыт, поэтому узел управления на транзисторах VT1, VT2 обесточен и тринистор VS1 закрыт. В таком состоянии устройство находится до окончания отрицательной полуволны сетевого напряжения.
С приходом положительной полуволны открывается диод VD3 и конденсатор СЗ начинает заряжаться через резисторы R10, R11. Когда напряжение на нём и соединённом с ним эмиттере транзистора VT2 становится примерно на 0,6 В больше напряжения на его базе, оба транзистора лавинообразно открываются и конденсатор разряжается через них, токоограничивающий резистор R5 и управляющий электрод тринистора VS1. В результате последний открывается и через резисторы R1, R4 быстро перезаряжает конденсаторы С1, С2 — напряжение на их обкладках меняет знак, и в сеть 220 В поступает короткий импульс, амплитуда которого зависит от её параметров — сопротивления, индуктивности электропроводки и наличия в сети близкорасположенных помехоподавляющих конденсаторов. Напряжение питания узла управления тринистором во время действия положительной полуволны сетевого напряжения ограничивается параметрическим стабилизатором, образованным стабилитроном VD4, светодиодом HL1 (индикатор включения в сеть) и резистором R7. Резистор R2 служит для разрядки конденсаторов С1, С2 после отключения устройства от электросети.
 
Детали устройства размещены на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита. Все постоянные резисторы, кроме R4, — МЛТ, ОМЛТ, С2-33 или аналогичные импортные указанной на схеме мощности. Резистор R4 должен быть обязательно проволочным с рассеиваемой мощностью 7...15 Вт (например, С5-35В, С5-37 или импортный). Желательно, чтобы его индуктивность была минимальной. Если для его крепления к плате будет использован винт, то лучше, чтобы он был латунным. Следует учесть, что во время работы этот резистор сильно нагревается, и если плата будет помещена в компактный корпус, в его стенке напротив резистора следует предусмотреть вентиляционные отверстия. Подстроечный резистор R11 — любой малогабаритный, например РП1-63Мб.
Конденсатор С1 — керамический высоковольтный К15-5 или аналогичный импортный ёмкостью 4700... 10000 пФ. Конденсатор С2 — трёхвыводной К73-21г (такие конденсаторы применялись в сетевых фильтрах унифицированных отечественных полупроводниковых телевизоров) или импортный плёночный с номинальным напряжением 250...280 В переменного тока (устанавливались в импортные кинескопные телевизоры и компьютерные мониторы на входе фильтра сетевого напряжения 220 В). Применённый конденсатор во время работы не должен заметно гудеть и нагреваться, если подобные эффекты будут иметь место, то такой конденсатор для работы в этом устройстве не пригоден. Гудеть может и проволочный резистор R4, но это допустимо.
Высоковольтные диоды 1N4007 заменимы на UF4007, 1N4937GP, 1N5399, КД209Г, КД243Ж, КД247Д, вместо стабилитрона Д814Д подойдут Д814Д1, КС212Ж, 1N4742A, BZV55-C12, BZV85-С12. Светодиод АЛ307КМ можно заменить любым другим непрерывного свечения без встроенного резистора, например, из серий КИПД21, КИПД66, L-1513. Транзистор КТ503Е заменим любым из серий КТ503, КТ645, КТ646, КТ6114, 2SC2331, 2SC2383, SS8050, а КТ502А — любым из серий КТ502, КТ6115, 2SA931, 2SB564, SS8550, однако следует учесть, что цоколёвка заменяющих транзисторов может отличаться от указанной на рис. 2.
Тринистор КУ221Г закреплён на монтажной плате с помощью двух винтов МЗ с гайками и двух надетых на винты (между фланцем тринистора и платой) металлических втулок длиной 3 мм. Теплоотвод не требуется. Возможная замена тринистора — КУ221А—КУ221В, 2У221А—2У221Г или импортный, например MCR218-10FP. Для подключения к сети 220 В используют провода сечением 1 мм2 и длиной до 600 мм. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3.
 
 
Для проверки работоспособности имитатор помех G1 (рис. 4,а) и понижающий трансформатор Т1, вторичная обмотка которого соединена с входом осциллографа Р1, подключают через тройник XP2XS2XS3 к розетке XS1, соединённой с сетью 220 В через заведомо хороший сетевой фильтр Z1 (он необходим для предотвращения попадания в сеть помех от имитатора). Если имитатор работает, на экране осциллографа будет отчётливо видна создаваемая им короткая помеха, полярность которой зависит от положения его вилки в розетке тройника. Налаживание сводится к установке движка подстроечного резистора R11 в такое положение, в котором тринистор открывается на пике амплитуды сетевого напряжения, в этом случае уровень создаваемых устройством помех максимален.
Проверяемый сетевой LC-фильтр Z1 включают по схеме, показанной на рис. 4,б. Здесь, как и в предыдущем случае, Z1 — фильтр, защищающий сеть от помех имитатора, мощный проволочный резистор R1 имитирует "плохую" сеть, увеличивая её сопротивление, А1 — реальная нагрузка, с которой предполагается работа фильтра, или её имитация (и та, и другая могут отсутствовать), Т1 — выходной трансформатор канала звука от лампового телевизора (можно применить любой маломощный понижающий трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 5...15 В). При отсутствии фильтра Z2 и нагрузки А1 на экране
осциллографа будет наблюдаться импульсная помеха амплитудой 30...40 % от размаха напряжения частотой 50 Гц. Изменяя сопротивление введённой в цепь части подстроечного резистора R11, можно наблюдать, как помеха перемещается по положительной или отрицательной полуволне сетевого напряжения.
Имитатор помех будет полезен и при проверке разных устройств на восприимчивость к помехам, проникающим из сети. Если, например, у вас имеется усилитель мощности ЗЧ, который очень чувствителен к сетевым помехам, его включают через сетевой фильтр и тройник в одну розетку вместе с имитатором, и если создаваемые им помехи прослушиваются в подключённых к усилителю АС, то можно попытаться их уменьшить или полностью устранить разными схемотехническими или конструктивными способами.
При настройке и эксплуатации описанного имитатора следует помнить, что все его элементы находятся под опасным напряжением сети переменного тока, поэтому необходимо строго соблюдать правила техники электробезопасности.
Радио №1,2014