Тема: Импульсник и помехи
Опции темы
Поиск по теме
Импульсник и помехи
Не сочтите за флуд, просто некоторые аспекты использования «дешёвых» импульсников с трансивером. Которые всплыли в моей практике,может кому поможет.
Как правило такие ИБП «массово продающиеся на наших рынках» не предназначены для использования с приемно передающей техникой! Их клепают для светодиодной рекламы и тому подобное.
В интернете, встречаются многостраничные темы о переделке всевозможных «компьютерных» ИБП и борьба с ихними высокочастотными наводками.
Как от простого редактирования номиналов обвязки ШИМ и транзистора преобразователя, до координальной переделки ИБП с применением всевозможных фильтров.
В свое время, я тоже столкнулся с огромной проблемой ИБП.
Купил платку:PS-65-13,5 (4,7A; 13,5V) от Mean Well 
Поместил в железную коробку от советского тестера. Впаял керамические емкости, параллельно каждому электролитическому конденсатору.
Включил свои миник и опечалился. Широкополосная помеха «выхлоп» гуляла по 160 до 10 м. Но самое интересное — она была явно выражена только на определенных диапазонах!
Почесав репу, решил убрать по далее ИБП и заземлить! Но это не решило всей проблемы, помеха упала в среднем на бал. Но 8 бальные трели и шум по диапазонам остался.
Опять почесав репу, понял что высокочастотная помеха лезет на выходе ИБП, по проводам питания 13,5V «потом вспомнил, что данная проблема широко обсуждалась на спец форумах, как и борьба с помехой»
Выпаял из старого сгоревшего компьютерного ИБП, колечко Т200-52 «но можно и ферритовое от старого телевизора» 
Намотал запорный дроссель — подключил к выходу ИБП, удивился тем что помехи идущие по проводам питания 13,5, остались только на определенных диапазонах!
Намотал кольцо до заполнения, можно и синфазно «в два провода + и -» и получил приличную индуктивность. Этот дроссель, в обще убрал помехи ШИМ ИБП, идущие по проводам питания 13,5 Вольт.
Поместив эту конструкцию обратно в металлическую коробку от советского тестера и заземлил — помехи исчезли полностью. Сама плата БП перестала наводить и по проводам не чего не лезет. Но такой способ последнее дело,все ИБП разные и надо экспериментировать с номиналами обвязки, парой простой диод вносит ужасную картину.
ЗЫ. В данный момент не использую металлический корпус — сильно большой и плохо вентилируемый. Поместил ИБП в пластиковый корпус — но чтоб избавится от помехи «наведенки» самой платки. Поместил ИБП под стол в удаленном от трансиверов месте)
Пользую больше года, живу за городои и все ВЧ диапазонны чистые от индустриальных помех. 
Источник
Подавление помех от импульсных источников питания
Импульсные блоки питания в большинстве случаев создают основную электромагнитную «пелену» помех в полосе частот 1. 100 МГц, т. е. во всех КВ-диапазонах и в начале УКВ. Дело осложняется и тем, что число таких блоков исчисляется сегодня десятками в одном жилище (компьютеры, мониторы, освещение, различные зарядные устройства и т. п.) и сотнями в одном доме — в ближней зоне КВ-антенны любительской радиостанции.
Даже если предположить идеальный случай — соответствие нормам на паразитное излучение всех близлежащих блоков питания, то сумма нескольких десятков паразитных полей явно будет выше нормы. И в своём КВ-приёмнике вы услышите массу паразитных сигналов, которые, по нерушимому закону «падающего бутерброда», окажутся на частоте DX. В реальности же среди десятков окружающих вас импульсных блоков питания найдутся и те, в которых фильтрация помех сделана плохо, а то и вовсе отсутствует. Один такой блок может закрыть возможность приёма во всей полосе КВ в радиусе десятков метров. Поэтому важно знать, как подавлять паразитное излучение кабелей импульсного блока питания, чтобы правильно дорабатывать существующие устройства и выбирать новые.
На рис. 1 приведена упрощённая схема импульсного блока питания. Точнее, узел преобразования напряжения показан предельно упрощённо, а вот цепи подавления помех, наоборот, полностью. И общий случай питания — от трёхпроводной (с отдельным проводом электротехнического заземления) розетки.
Рис. 1. Схема импульсного блока питания
Дроссели L1 и L2 подавляют синфазные помехи, идущие от блока питания и подключённого к нему устройства (например, трансивера с антенной) в сетевой провод и далее в линии электропитания. Обмотки дросселя L1 обычно имеют индуктивность около 30 мГн. Это основные элементы подавления помех в питающей сети. Поэтому они должны быть качественными и обладать высоким импедансом во всей подавляемой полосе, начиная от частоты переключения транзистора блока питания (десятки-сотни килогерц) до нескольких мегагерц.
А в ответственных случаях (чувствительные приёмники и их антенны рядом) — до десятков-сотен мегагерц. Один дроссель это сделать не может. Поэтому в таких случаях последовательно с L1 и L2 включают такие же дроссели, но с индуктивностью в 50. 500 раз меньшей, чем указано на рис. 1. Эти дополнительные дроссели должны иметь высокую собственную резонансную частоту, чтобы эффективно подавлять верхние частоты требуемой полосы.
Конденсатор С1 подавляет низкочастотные дифференциальные помехи, идущие от блока питания в сеть. Высокочастотные синфазные помехи подавляют керамические конденсаторы малой ёмкости С2 и С3, включённые параллельно С1.
Но это не единственная функция С2 и С3. Они также замыкают синфазную составляющую импульсов переключения на корпус устройства.
Разберёмся с этим подробнее. На стоке силового транзистора присутствуют прямоугольные импульсы с размахом около 300 В (выпрямленное и отфильтрованное напряжение сети) с частотой несколько десятков-сотен килогерц. Фронты этих импульсов короткие (меньше микросекунды). Во время этих фронтов ключевой транзистор находится в активном режиме и греется, поэтому фронты стараются сделать короче. Но это расширяет полосу создаваемых помех. И всё равно в мощных блоках питания транзистор нагревается. Для охлаждения его закрепляют на теплоотводе, в качестве которого в некоторых случаях используют металлический корпус блока питания (про экранирование не забываем). Транзистор изолируют от корпуса прокладкой. Ёмкость стока на корпус может достигать нескольких десятков пикофарад.
А теперь посмотрим, что у нас получилось: транзисторный генератор прямоугольных импульсов с размахом 300 В через конденсатор в несколько десятков пикофарад (конструктивный между стоком охлаждаемого транзистора и корпусом устройства на рис. 1 показан штриховыми линиями) подключён к корпусам и блока питания, и питаемого им устройства. Мы считаем, что это корпус с нулевым потенциалом, а на самом деле там протекает большой ВЧ-ток через конструктивную ёмкость теплоотвода. Это приведёт к появлению большого синфазного тока (а значит, и помех) на корпусах всех устройств, подключённых к нашему источнику питания.
Чтобы такого не было, установлены конденсаторы C2 и С3. Фронты импульсов со стока транзистора, просочившиеся через конструктивную ёмкость теплоотвода, через эти конденсаторы и диоды моста (точнее, через диод, открытый в данный момент) замыкаются на исток транзистора. Этот путь для них оказывается проще, чем синфазно растекаться по корпусам.
Но проблемы с высоковольтными короткими фронтами импульсов на стоке силового транзистора не заканчиваются с установкой конденсаторов С2 и С3. Есть ещё одна паразитная ёмкость — между обмотками трансформатора (тоже показана на рис. 1 штриховыми линиями). Через неё импульсы тока поступают в выходную цепь блока питания. Сразу в оба провода, т. е. как синфазная помеха. Конденсатор С4 замыкает эти токи на исток транзистора, создавая им более лёгкий путь для протекания.
Конденсаторы С2-С4 оказываются включёнными между безопасными для человека цепями (выходами и корпусом источника) и силовой сетью 230 В. Для обеспечения безопасности людей номинальное напряжение этих конденсаторов делают очень высоким (несколько киловольт), а их конструкцию такой, чтобы в случае аварии они обрывались, а не замыкались. Конденсаторы, устанавливаемые на месте С2-С4, выпускаются как отдельный тип и называются Y-конденсаторами. Конденсаторы с маркировкой Y1 рассчитаны на импульсы напряжения до 8 кВ, Y2 — до 5 кВ.
С точки зрения подавления помех, ёмкость конденсаторов С2-С4 желательно иметь побольше. Но надо иметь в виду, что при двухпроводной сети (или обрыве провода заземления в трёхпроводной) выходы и корпус источника через конденсаторы С2-С4 оказываются соединёнными с сетевым фазным проводом. Поэтому их суммарная ёмкость должна выбираться так, чтобы ток частотой 50 Гц на корпус не превышал 0,5 мА (неприятно, но не смертельно). С учётом возможного максимального напряжения в сети, разброса, температурных уходов и старения получается не более 5000 пФ.
Рассмотрим теперь ошибки, допускаемые в фильтрации помех импульсных источников.
Иногда, для экономии, ставят только один из двух конденсаторов С2 или С3. Идея, на первый взгляд, кажется разумной: всё равно ведь они соединены параллельно через большую ёмкость конденсатора С1. Но на высоких частотах конденсаторы большой ёмкости совсем не являются коротким замыканием, а имеют заметный индуктивный импеданс. Поэтому такая экономия может привести к тому, что на десятках мегагерц (выше резонансной частоты С1, которая окажется невелика, поскольку это конденсатор большой ёмкости) заметно снизится подавление синфазного тока, протекающего на корпус.
Встречается отсутствие конденсатора С4 — или производитель решает, что можно С4 не устанавливать, так как в его трансформаторе ёмкость мала, или пытливый потребитель выкусывает, чтобы от источника не пощипывало током утечки 50 Гц через этот конденсатор. Внешними цепями эта проблема не лечится (хотя хороший внешний развязывающий дроссель по выходным цепям снижает остроту проблемы), надо ставить С4 на его законное место.
Отсутствие С2, С3 может быть допустимо, но только если выполняются все три следующих условия сразу: сеть двухпроводная, корпус блока питания не имеет контакта с корпусами питаемых устройств (пластмассовый, например), силовой транзистор установлен не на теплоотводе-корпусе. Если хотя бы одно из условий нарушено, С2 и С3 должны быть.
Установка перемычек вместо основного развязывающего дросселя L1 редко, но всё же встречается в дешёвых источниках плохих производителей. Экономят, видимо. Лечится это установкой нормального дросселя. В крайнем случае такой дроссель можно сделать, намотав сетевой шнур на большом ферритовом магнитопроводе.
Перемычка вместо L2 встречается, увы, часто, даже у приличных производителей. Видимо, полагают, что раз в двухпроводной сети этот дроссель не нужен (а там он действительно не требуется, току некуда течь), то без него можно обойтись и в трёхпроводной. Увы, нет, поскольку это открывает прямую дорогу в сеть для синфазных помех (и помех из сети на корпус). Исправляется установкой L2 в разрыв провода между разъёмом сети и платой. На худой конец допустим внешний дроссель на сетевом шнуре.
В завершение рассмотрим частую ошибку, которая относится не только к импульсным, но и ко всем блокам питания. Нередко слева (по рис. 1) от L1 устанавливают дополнительные конденсаторы, как показано на рис. 2. Они должны блокировать чужие помехи, идущие из сети в источник питания. Конденсатор С1 блокирует дифференциальные помехи и нам не мешает. А вот конденсаторы С2 и С3, замыкающие синфазные помехи в сетевых проводах на земляной провод, могут стать причиной соединения по ВЧ корпуса устройства и силовых (фазы и нуля) проводов сети. Это произойдёт, если среднюю точку С2 и С3 соединить с корпусом устройства, как показано штриховой линией красного цвета на рис. 2. Делать так нельзя (хотя печально, часто именно так и подключают). ВЧ синфазные помехи из сети пойдут через С2 и С3 на корпус устройства. И назад: синфазные токи устройства (например, трансивера с антенной) потекут в сеть. Правильное подключение средней точки С2 и С3 должно быть только к выводу заземления трёхпроводной розетки, но не к корпусу устройства, т. е. к левому выводу дросселя L2, как показано линией зелёного цвета на рис. 2.
Рис. 2. Схема блока питания
Если используется двухпроводная питающая сеть, то проверьте, нет ли в вашем блоке питания конденсаторов с проводов сети на корпус устройства. И если есть, удалите их, так как это прямая дорога для ВЧ синфазных токов из сети в ваше устройство и назад.
А если сеть трёхпроводная, то установите дроссель L2 между корпусом своего устройства и землёй сети (он разорвёт путь для синфазных токов между ними), а среднюю точку входных конденсаторов (С2, С3 по рис. 2) переместите на землю сети.
Сетевой фильтр, показанный на рис. 2 с конденсаторами С1-С3, является общим случаем для питания любых устройств, генерирующих радиочастотные помехи, например КВ-передатчиков.
Автор: Игорь Гончаренко (DL2KQ), г. Бонн, Германия
Мнения читателей
Николай / 27.02.2020 — 02:19
Исправьте в конце-концов фамилию автора на Гончаренко.
Перець / 16.03.2019 — 10:57
Нічого не запутано.На мал.1 С2 і С3 знаходяться після дросселя L1. А на мал.2 C2 і C3 знаходяться до дросселя L1. Тому і точка заземлення різна. P.S. Прізвище автора статті — Гончаренко, а не Гочарко.
Андрей / 15.05.2018 — 02:55
Запутанно как-то, на рис.1 С2,С3 идут на корпус прибора, а на рис.2 они идут землю. Как правильно?
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
Источник
DIY: Борьба с помехами на радио от блоков питания видеорегистраторов/навигаторов
Текстом ниже не пытаюсь «открыть Америку» для читателей, просто решил поделиться своим опытом…
Все началось приблизительно, год назад, когда я обратил внимание, что, при прослушивании радио в автомобиле, появились шумы, причем проявлялись они не всегда, а только в определенных точках города, где раньше проблем с приемом никогда не было. В тот момент подумал, что это связанно с работами на радиопередающей вышке, да и сам радиоэфир слушаю редко, все больше музыку с дисков, поэтому особого внимания проблеме не уделял.
Но вот, совсем недавно, в сервисе «Вопрос-ответ» DNS встретил несколько вопросов по проблемам со штатными блоками питания видеорегистраторов и навигаторов и, при активном «гуглении», наткнулся на упоминание некачественной продукции, от которой идут наводки на автомагнитолы при прослушивании радио, и более того, помехи для GPS приемников навигаторов. «Шуметь» может как блок питания, так и устройство к нему подлюченное. Сопоставив данные факты с датой приобретения видеорегистратора Explay DVR-004 (как раз год назад), начали закрадываться подозрения, не он ли источник помех радио.
Покатался по городу, нашел точку, в которой начались помехи, вытащил блок питания видеорегистратора из прикуривателя и …
помехи пропали, радио стало слышно просто отлично!
Проблема локализована, пора заняться ее устранением 🙂
Снова изучение форумов, и приблизительный список решений:
- * Заменить некачественный блок питания на качественный.
- * Убрать импульсный блок питания и поставить стабилизатор на базе кр142ен5 или аналогов.
- * Запитать видеорегистратор от отдельного источника питания.
- * Экранировать корпус видеорегистратора и провод его питания.
- * Поставить на провод питания видеорегистратора ферритовые кольца.
- * Поставить сглаживающие фильтры по питанию на вход и/или выход блока питания регистратора.
Первый вариант я для себя отсек сразу, т.к. вскрытие блока питания моего видеорегистратора показало, что, схема, в принципе, достаточно грамотная, по крайней мере, соответствует типовой для микросхемы MC34063.
Второй вариант плох тем, что «кренки» сильно греются и их нужно хорошо охлаждать (радиатор площадью не меньше 10 см2), что достаточно пожароопасно.
Третий вариант для автомобиля совсем не подходит, не возить же с собой два аккумулятора.
Четвертый вариант, особенно в части корпуса видеорегистратора или навигатора, труднореализуем.
Для себя решил пробовать 5 или 6 вариант, т.е. ставить фильтр по питанию.
Под рукой, как раз был неисправный блок питания персонального компьютера, на входе у которого отдельной платкой стоял фильтр по питанию, решил попробовать его.
Замеры шумов при его подключении показали, что они «живее всех живых» 🙂
Тогда решил собрать из подручных средств П-образный сглаживающий фильтр, не заморачиваясь его расчетами.
Под рукой, как раз, были необходимые компоненты, а именно:
- * Конденсаторы 25V 1000uF (продаются в любом радиомагазине за сущие копейки).
- * Дроссель (выпаял из неисправного блока питания).
- * Штекер в прикуриватель автомобиля (позаимствован с неисправного автомобильного компрессора).
Первым делом поставил в штекер предохранитель, чтобы, в случае короткого замыкания, не спалить электронику автомобиля или блок питания видеорегистратора. Именно отсутствие предохранителя и стало причиной мучительной смерти компрессора, когда на морозе лопнула оплетка его провода и произошло короткое замыкание. Второй раз на эти грабли решил не вставать.
Для быстрой проверки изготовил «прототип» — распаял схемку «навесом». Получилась такая конструкция.
Первое же испытание «в поле» показало неплохой результат, уровень шумов снизился существенно, небольшие помехи остались, но их можно списать на действительно низкий уровень сигнала в некоторых местах нашего города. Также, не стал ставить ферритовые кольца на провод питания, т.к. их под рукой не оказалось, а полученный эффект меня устроил 🙂
Следующим шагом – облагородил схемку в небольшой корпус из под мышки Logitech, уж очень не хотелось снимать часть панели в авто и припаивать получившийся фильтр непосредственно к разъему «прикуривателя».
Для этого разобрал блок питания видеорегистратора
отпаял пружинку и минусовой контакт
Выкинул «потроха» мышки и разместил фильтр и блок питания внутри ее корпуса, закрепив элементы с помощью клеевого термопистолета.
Результат получился вполне симпатичный
На этом все, надеюсь мой опыт пригодится кому-нибудь еще.
Источник