Коммутатор с фильтром ЭМП

[МакМарк]

Добрый день! Помогите осмыслить схему пожалуйста.

Схема используется для управления подачей питания 220В (с помощью электромеханических реле), которое может содержать помехи, на управляемые полупроводниковые ключи в другом модуле, а далее - на светофорные лампы. Управление питанием необходимо для обеспечения безопасности работы светофора в аварийных режимах. Не исключено, что схема также предназначена для снижения помех, которые выдает контроллер обратно в сеть. 

Схема содержит реле (линии управление этим реле я опустил, для упрощения), варисторы S20K275, конденсаторы подавления ЭМП B32923C3105K000, 1мкФ, 305 В, X2, синфазный дроссель 2х1 мкГн (померяли) намотанный сдвоенным проводом (13 витков) 1,3мм в диаметре на торроиде 60х40х18 неизвестной марки, да в общем-то и все. Рассчитана на 16А. Сделано в Голландии. 

Задача - сделать наш аналог, но не слепо, а понимая что делаем.

Встали вопросы:

1) Зачем дроссель намотан сдвоенным проводом. Допустимо ли мотать одинарным проводом, имея в виду, что тока больше 6А не будет (в цепи стоит автомат на 6А), а обычно течет ток не превышающий 2-3А. 

2) Оригинальный прибор предназначен для работы с токами до 16А. Новый прибор проектируется под ток не превышающий 6А. Имеет ли смысл менять параметры компонентов фильтра (уменьшать емкость кондеров, дроссель..), если да, то чем руководствоваться?

3) Допустимо ли вместо 4х запаралеленых кондеров на 1мкФ каждый использовать 1 на 4мкф? 

4) Насколько чувствителен фильтр к изменениям параметров компонент: если свой дроссель будет не 2х1мкГн, а 2х0.8 мкГн, чем это грозит?

5) есть мысль для тора использовать T37: b64290l0674x037 36*23*15 или N30: B64290L82x830   50*30*20. Насколько важно использовать тор той же геометрии, что и оригинальный, и связано ли это с максимальным током?

6) на что основное обратить внимание при проектировании схемы и ПП?

7) покритикуйте схему

Спасибо!

 

 

 

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Lexter]

11 часов назад, МакМарк сказал:

покритикуйте схему

Рекомендуется рисовать вход слева, выход справа. Т.е. распространение сигнала слева направо или сверху вниз.

 

11 часов назад, МакМарк сказал:

тока больше 6А не будет (в цепи стоит автомат на 6А), а обычно течет ток не превышающий 2-3А. 

Я бы поставил готовый стандартный сетевой фильтр подавления ЭМП  за 10 баксов, с известными характеристиками, указанными в даташите, и освободил бы голову для решения более важных задач.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[МакМарк]

1 час назад, Lexter сказал:

Я бы поставил готовый стандартный сетевой фильтр подавления ЭМП  за 10 баксов, с известными характеристиками, указанными в даташите, и освободил бы голову для решения более важных задач.

Свежая мысль, спасибо! Однако, для принятия решения вероятно стоит понимать характеристики существующего фильтра? Например, я сразу вижу, что в "моем" фильтре конденсаторы на порядки большей емкости, а катушка - на порядки меньшей, при много большем (по)токе насыщения. Будет ли новый фильтр отличаться по своим АЧХ от моего и существенна ли для моего применения эта разница. Как можно приблизиться к этому пониманию? Посчитать свой фильтр, сравнить с данными о стандартном?

Как показала практика, голландский прибор - крайне надежен, работает практически в любых условиях, максимум что случалось - вышибало варистор (после грозы с молниями). Не хочется этого терять. 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Lexter]

5 часов назад, МакМарк сказал:

Не хочется этого терять.

Возьмите да добавьте их по входу. Единственно, при этом и предохранитель должен быть соответствующий, а на вашей схеме я его не вижу.

А по поводу АЧХ и необходимого подавления помех - в даташитах есть все необходимые характеристики. Они соответствуют требованиям разных стандартов на электропитание, в том числе есть фильтры и для наиболее жёстких. Просто подберите тот, который соответствует заданному в вашем ТЗ.

[МакМарк]

13 часов назад, Lexter сказал:

Просто подберите тот, который соответствует заданному в вашем ТЗ.

Проблема в том, что я не понимаю своего ТЗ  Я не могу оценить свой фильтр, его АЧХ, почему там 4 кондера в параллель, а не 1, почему дроссель намотан двойным, а не одинарным проводом, почему магнитопровод именно такой (какие соображения влияли на его выбор) и т.д.. Если кто-то с опытным взглядом может дать оценку этих вопросов и направить ход рассуждений в соответствующую сторону - то это то, что мне надо. Тогда, я, вероятно, смогу принять решение: можно ли использовать полную замену, частичную замену, или надо просто копировать существующий фильтр.. 

В общем, у меня, в силу невовлеченности в предмет, просто нет никаких соображений или ощущений по поводу этого фильтра. 

 

[Lexter]

13 часов назад, МакМарк сказал:

очему там 4 кондера в параллель

Видимо, в этом устройстве очень большие броски токов при коммутации, вот и увеличили ёмкость, а четыре в параллель, - чтобы уменьшить ESR и уложиться в допустимый импульсный ток одного конденсатора.  ... Но на мой взгляд, увеличили не там. На постоянном токе эту ёмкость можно было бы увеличить значительно больше. А так - и ёмкость увеличена несущественно, чтобы давить импульсные наводки в сеть, и ток 50 Гц в эту ёмкость лишние 0,25 А просто так... Разве что нагрузка не имеет выпрямителя и прямо переменным током и питается... Хотя вместе со снабберной цепочкой C1R5 эти 4 конденсатора выглядят странно.   Нравится - поставьте. Детали копеечные.

 

13 часов назад, МакМарк сказал:

почему дроссель намотан двойным, а не одинарным проводом

Видимо хотели, чтобы он работал до более высоких частот. Несколько проводов применяется из-за скин-эффекта. По диаметру одного провода можете прикинуть, до какой частоты хотели расширить.

 

13 часов назад, МакМарк сказал:

почему магнитопровод именно такой

Потому что магнитопровод дросселя расчитывается под заданные ток и частоту. На этом сайте есть программа для таких расчётов, можете её "покрутить".

 

13 часов назад, МакМарк сказал:

нет никаких соображений или ощущений по поводу этого фильтра.

Аналогично.

Данная схема сетевого фильтра (без коммутирующих реле, что они делают - защита, последовательность включения - вам виднее) ничем не впечатляет. Ничего уникального или специфического. Простейшая стандартная схемотехника - пара Х-конденсаторов и синфазный дроссель, всё.  Даже без Y-конденсаторов, хотя вывод "земли" есть. Никаких выдающихся характеристик по подавлению. Насчёт варисторов - вопрос спорный, есть ли в них смысл для схемы, кушающей 16 А. Так, как нарисовано, они схему вообще не защищают. При броске напряжения они бодренько с фейерверком и дымом выгорают (не факт, что успеют выбить автомат на 16 А или что его потом кто-нибудь не включит), и схема остаётся подключена напрямую к сети...

Ну, на 16 А. Так вы сказали, что нужно максимум 6 А, вот на такой я вам ссылку и дал. 10 баксов, и никакой головной боли за самодельный ответственный узел хрен знает из каких деталей.

Изменено 29 мая, 2020 пользователем Lexter

[МакМарк]

Спасибо за ответ!

Фильтр входит в контроллер, управляющий светофорами. Светофоры питаются переменным током, так что выпрямителей на пути электричества и вправду нет. Реле в схеме фильтра управляются ЦПУ и подают питание дальше, на модули, которые питают конкретные лампы светофоров. ЦПУ должен отключить эти реле в случае ошибок светофора, чтобы не допустить потенциально опасных ситуаций, если все ОК, то они просто постоянно включены.

Как вы знаете, работа светофоров - постоянно включаться и выключаться, мигать зеленым, работать в режиме желтого мигания и т.д., причем со старыми ламповыми на больших перекрестках ток этой постоянно коммутируемой нагрузки легко мог доходить до этих 16А или больше. Сейчас, со светодиодными светофорами конечно не так, но для больших перекрестков это все равно может быть под 6А. 

 

[Lexter]

7 часов назад, МакМарк сказал:

все равно может быть под 6А. 

Не вижу проблемы. Это всего лишь 220 * 6 = 1320 Вт. Слабенький бытовой утюг (тоже без конца включается-выключается) или пылесос. Для него вы тоже будете городить супер-пупер-навороченный фильтр?

Да и 16 А - это всего лишь 3,6 кВт. Офисный бойлер-кулер или промышленный перфоратор.  Вам самому теперь не смешно читать свои переживания?

Изменено 30 мая, 2020 пользователем Lexter

[МакМарк]

3 часа назад, Lexter сказал:

 Для него вы тоже будете городить супер-пупер-навороченный фильтр?

У меня нет задачи городить мега-фильтр. Скорее наоборот - понять, от чего страховались создатели оригинала и сделать то же самое, только на меньший ток. У меня ограничения по размеру, стоимости, сложности изготовления и прочее. В целом, диалог с вами помог сформировать какие-то мысли, спасибо!