Современная электроника №8/2023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 Оценка подавления синфазных и дифференциальных помех в сетевых фильтрах с применением осциллографов Rigol серии DS70000 В статье рассматривается вопрос о проведении экспериментальной оценки эффективности подавления сетевыми фильтрами помех некоторых видов с использованием типовых средств измерений современных радиолабораторий . Даётся характеристика составляющих электромагнитной обстановки в электросетях общего назначения . Рассматриваются некоторые теоретические аспекты борьбы с кондуктивными помехами в сетях электропитания . Обоснованы типы имитационных воздействий , подходящих для оценки эффективности подавления помех , рассмотрены схемы и особенности проведения таких измерений . Приведён пример измерений для оценки эффективности подавления импульсных синфазных помех , выполненных с использованием осциллографа серии DS70000 компании Rigol. Николай Лемешко ( АО « Корпорация « Комета ») Михаил Горелкин ( ООО « РШ Тех ») Введение Обеспечение требований по элек - тромагнитной совместимости ( ЭМС ) уже давно стало неотъемлемым спут - ником проектирования электронных устройств ( ЭУ ). В этом направлении радиоэлектроники важнейшими явля - ются понятия помехоэмиссии и поме - хоустойчивости [1]. При этом нежела - тельные воздействия – радиопомехи – подразделяются на кондуктивные , рас - пространяющиеся в проводящих сре - дах , и излучаемые , передаваемые через свободное пространство . Мероприятия , направленные на обеспечение ЭМС некоторого ЭУ на стадии его проекти - рования и эксплуатации , всегда долж - ны учитывать принципиальные разли - чия в механизмах распространения этих типов радиопомех . Основным способом снижения эмис - сии кондуктивных помех и повыше - ния стойкости к ним является огра - ничение по спектру , или фильтрация [2], которая может быть реализована как для питающих напряжений , так и для информационных сигналов . Для обеспечения ЭМС почти всегда при - меняются фильтры низких частот , по возможности имеющие наиболее про - стую структуру и минимальное коли - чество элементов . Вместе с тем филь - трацию питающих напряжений можно отнести к сфере особой ответственно - сти , поскольку помеховая обстанов - ка в электросетях общего назначения характеризуется наличием как сравни - тельно безобидного широкополосного радиошума , так и эпизодическим появ - лением помех весьма большой энер - гии , способных вывести ЭУ из строя в отсутствие дополнительных мер защи - ты . Таким образом , роль сетевых филь - тров ( СФ ) в ЭУ фактически состоит в том , что они принимают на себя пер - вый удар кондуктивных помех из пита - ющей сети , включая возможные пере - напряжения разной природы . Для борьбы с последними в структуру СФ вводят специальные нелинейные эле - менты – разрядники , варисторы , дио - ды Зенера . Выдвигая те или иные требования к СФ в части ослабления помех , всегда следует ориентироваться на конкрет - ную электромагнитную обстановку , характерную для типового примене - ния ЭУ [3]. Ясно , что в электросетях промышленных предприятий и жилых домов абсолютный уровень помех будет различным , однако на основе элементарного анализа можно выде - лить некоторые типовые источники кондуктивных помех . Например , к ним относятся импульсные источники вто - ричного электропитания , отличающи - еся много большей частотой рабочего цикла по отношению к номинальной частоте электросети . Массовое при - менение импульсных источников приводит к формированию широко - полосного радиошума на частотах до 5…10 МГц . Ещё одним примером являются электродвигатели , способ - ные формировать помехи на частотах до 300 МГц из - за наличия скользящих контактов [1]. При оценке электромаг - нитной обстановки для обоснования требований к фильтрам необходимо оценивать вклад каждого источника помех , а также не забывать давать про - гнозную оценку помехоэмиссии со сто - роны ЭУ , которая также должна в тре - буемой степени ослабляться СФ . Схемотехнические и конструктор - ские решения , закладываемые в СФ , должны быть проверены экспери - ментально на опытных либо серийных образцах . Несмотря на то что СФ могут быть весьма точно промоделированы , уже на частотах порядка нескольких мегагерц в их конструкции возможно проявление паразитных индукционно - ёмкостных связей , а также резонанс - ных явлений , в том числе на отдель - ных компонентах , что существенно снижает эффективность фильтрации . Для проведения измерений для оцен - ки эффективности работы СФ целесо - образно использовать стандартные средства измерений и ориентировать - ся на виды помех , являющиеся харак - терными для электросетей . Помеховая обстановка в электросетях , её основные составляющие и некоторые характеристики Номенклатура показателей качества электрической энергии устанавлива - ется стандартом [4] и включает харак - теристики , относящиеся к частоте переменного напряжения , его откло - нению от номинального значения , к уровню гармоник , к степени симме -