Audio síťový filtr – k čemu?

Je dnes užití externího síťového filtru vůbec k něčemu? Proč není kvalitní síťový filtr součástí většiny spotřební elektroniky? Proč nás má zajímat vysokofrekvenční rušení, když ho neslyšíme, ani nevidíme?

Základní princip

Síťový filtr, nebo také slengově „síťová pračka“ potlačuje (omezuje) vysokofrekvenční rušení jdoucí směrem ze sítě k citlivému spotřebiči, nebo spotřebičům, většinou mluvíme o audio řetězeci. Funguje ale také opačně, potlačuje VF (vysoko frekvenční) rušení směrem od spotřebiče do sítě. Některé moderní externí filtry mají v sobě navíc integrovanou přepěťovou ochranu a chrání tak velmi drahé zařízení od přechodných dějů, které se v přenosové síti často vyskytují. Přepěťové ochrany také omezují přepěťové špičky v síti vlivem úderu blesku, nebo napěťových špiček, které vznikají při spínání velkých výkonů nebo zapnutí/vypnutí lokální rozvodné sítě.

Zdroje rušení

V dnešní době jsou to hlavně spínané zdroje všude kolem nás. Najdeme je v nabíječce na mobil, počítači, televizi, zkrátka všude kam se podíváš. V Evropské unii musí všechny tyto spotřebiče splnit zákonem stanovené normy EMC viz. odkaz. Základní požadavek na konstrukční řešení jejich zdrojové části je u většiny výrobců co nejnižší cena. Spotřebiče tak balancují na hraně platných EMC norem a „jakési“ to VF rušení do sítě přece jen unikne. Dalším nešvarem spínaných zdrojů je deformace proudu v síti, tzv. vyšší harmonické složky proudu.

Rozvodná síť je pro nás všechny společná. Respektive okruh trafostanice nízkého napětí (NN), ze které rozvádějí elektrickou energii dráty NN až do Vašeho domu nebo bytu. Ten samý drát je společný i pro Vaše sousedy. To, co pustí soused do sítě je po tom samém drátu přenášeno i do Vašich zásuvek. Většinou soused není sám a stovky domácností na sídlišti zcela určitě nějaké to VF rušení na společném drátu vyprodukují.

Proč filtrovat vysokofrekvenční rušení, když je mimo slyšitelnou frekvenci?

Modulace a interference

Interference je charakteristická vlastnost vlnění. U elektrického proudu a napětí znamená vzájemné ovlivňování, prolínání, kde se v určitém bodě vzájemně zesilují, zatímco v jiných bodech vzájemně ruší. Modulace je potom několik složených frekvencí dohromady, v našem případě je na vysoké frekvenci namodulovaná frekvence nízká (slyšitelná). Složením (modulací a interferencí) náhodných vysokých frekvencí vznikají frekvence nízké.

Druhy externích síťových filtrů

Nezabíhejme do konstrukčních detailů, zpravidla se jedná o LC útlumový článek, který tlumí určité frekvenční spektrum. Lepší filtry mají v sobě také integrovanou přepěťovou ochranu. Nejúčinnější filtrace je potom kombinace LC filtru, přepěťové ochrany a oddělovacího transformátoru, který téměř dokonale oddělí vaše spotřebiče od VF rušení venkovní sítě.

Jak funguje oddělovací transformátor?

Transformátor funguje tak, že elektrickou energii procházející primárním vinutí přemění na magnetický tok. Elektromagnetický tok je pomocí magnetického obvodu z tranformátorových plechů přenesen na sekundární vinutí, na kterém se opět nainduje napětí. Standardní transformátorové plechy mají u vyšších frekvencí než 50Hz značný útlum, proto se VF složky na sekundární vinutí nepřenášejí. VF rušení se přenáší pouze kapacitní vazbou mezi vinutími, tu však lze vhodným konstrukčním řešením eliminovat.

Bezpečnost

Oddělovací transformátor galvanicky oddělí připojené zařízení od sítě. Ochranný vodič PE (zem) je však stále se sítí spojen. Zásuvkové svorky L i N jsou nyní na odděleném potenciálu. Znamená to, že fáze L Vás při dotyku nekopne. Samozřejmě za předpokladu, že se zároveň nedotknete N. Svorka N se nesmí spojit se zemí PE. Více v normě ČSN EN 61558-2-4.




Facebook
Twitter
Pinterest
Pinterest
LinkedIn

 

 

Odkazy:

https://cs.wikipedia.org/wiki/Amplitudov%C3%A1_modulace
https://cs.wikipedia.org/wiki/Interference
https://cs.wikipedia.org/wiki/Transform%C3%A1tor