Современная электроника №8/2023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 ограничителей напряжения позволяет смягчить эту проблему . Импульсные перенапряжения имеют малую дли - тельность , их спектр может прости - раться до 10 МГц и выше , поэтому СФ способны эффективно ослаблять поме - хи такого рода . Наконец , типовые СФ вполне способны подавлять узкополос - ные и широкополосные помехи , сфор - мированные и инжектированные в ЭС сторонними техническими средства - ми , а также специально передаваемые сигналы для управления автоматикой и информационного обмена . Таким образом , при оценке эффек - тивности подавления помех СФ следу - ет ориентироваться на узкополосные составляющие , а также на импульс - ные помехи со спектром , охватываю - щим частоты выше 10 кГц . Для опреде - ления показателей эффективности СФ должна использоваться обоснованная номенклатура тестовых воздействий . Типовые схемы сетевых фильтров Согласно теории обеспечения ЭМС , схемотехнические методы , реализу - емые в СФ , обеспечивают снижение помехонесущих напряжений за счёт повышения полного сопротивления и помехонесущих токов за счёт шун - тирования с использованием цепей с частотно - зависимыми свойствами . При этом для трёхпроводных цепей питания все помехи могут быть раз - делены на синфазную и дифференци - альную компоненты [1]. Любое распределение помех в трёх - проводной сети может быть пред - ставлено так , как показано на рис . 2. Синфазная и дифференциальная ком - поненты помех , ничем не отличаясь в смысле физической природы , воз - вращаются к источнику , т . е . в электро - сеть , разными путями . Дифференци - альная компонента помех протекает через фазный и нулевой проводники в разных направлениях , а синфазная – однонаправленно в этих же прово - дниках и возвращается к источнику через цепи заземления . Пути проте - кания помех дифференциального и синфазного типа должны быть реали - зованы в сетевом фильтре , а отклю - чение заземления недопустимо по соображениям не только электробе - зопасности , но и ЭМС . Типовые схе - мы сетевых фильтров , если только они не построены по одноэлемент - ным неэффективным схемам , отве - чают данным требованиям . На рис . 3 представлен один из вари - антов схемотехнического решения для СФ . Здесь ослабление дифференциаль - ной компоненты достигается её шунти - рованием ёмкостями C Х 1, C Х 2 , последова - тельно включёнными C Y1 и C Y2 , а также совокупной индуктивностью рассея - ния L lkg обмоток ферритового транс - форматора FT. Ослабление синфаз - ной компоненты достигается за счёт встречного протекания токов в обмот - ках ферритового трансформатора , соз - дающего дополненную индуктивность L, а также шунтирования ёмкостями C Y1 и C Y2 . Эквивалентные схемы для дифференциальной и синфазной ком - понент показаны на рис . 4. Для эффективной работы СФ его плечи должны быть симметричны . При отключении заземления на соот - ветствующем выходе СФ появляется потенциал , составляющий половину напряжения электропитания . Вви - ду того , что безопасным для челове - ка считается ток , равный 1 мА , ёмко - сти C Y1 и C Y2 не могут иметь большой номинал , если речь идёт о ТС с напря - жением электропитания от 110 В . В типовом случае они имеют номина - лы 3…5 нФ , в то время как ёмкости C Х 1 и C Х 2 составляют 0,1…0,47 мкФ . Индук - тивность обмоток ферритового транс - форматора обычно лежит в интерва - ле 1…10 мГн . Из анализа типовой схемы филь - тра следует , что при возникновении импульсных перенапряжений через обмотки FT могут кратковременно про - текать токи , вызывающие насыщение в магнитопроводе . В первую очередь это касается синфазной составляющей . В этом случае эффективность филь - трации резко снижается , что вдвойне усугубляет ситуацию с воздействием помех на ЭУ . Ввиду этого в ЭУ ответ - ственного назначения применяются фильтры с повышенной эффектив - ностью . Пример схемы такого филь - тра показан на рис . 5. Здесь имеет - ся ряд дополнительных элементов . Перед точками подключения схемы ЭУ устанавливаются ферритовые дрос - сели L 1 и L 2 без взаимной индуктив - ности , которые дают высокое полное сопротивление для любой составля - ющей помех . Поскольку их магнито - проводы не должны насыщаться при полном переменном токе линии , то они будут иметь значительные раз - меры и массу . Применение ферритов в качестве материалов магнитопрово - да позволяет достичь сохранения вно - Дифференциальная компонента Синфазная компонента L N GND Электрическая сеть Техническое средство Рис . 2. Дифференциальная и синфазная компоненты кондуктивных помех в трёхпроводной ЭС через техническое средство Рис . 4. Эквивалентная схема : а ) для дифференциальной составляющей ; б ) для синфазной составляющей Рис . 3. Типовая принципиальная электрическая схема СФ К электрической сети L N C x1 C x2 C y1 C y2 GND L N GND LL NN C x1 L log /2 L log /2 C x12 +C r1 C r2 /(C r1 +C r2 ) LL L GND C r1 +C r2 GND а б