Проблема с сетевым фильтром, схема Векслера Опции

[Voyager]

Расчитал сетевой фильтр по методике, предложенной в Справочнике по источникам питания под ред. Г.С.Найвельта - там предлагалась схема сетевого фильтра и было сказано, что она разработана С.Г.Векслером. Т.е. используется 2 двухобмоточных дросселя - один с согласным включением обмоток, другой - со встречным. И все вроде бы замечательно - должны фильтроваться помехи как симметричные, так и несимметричные. Но когда изготовили плату с этим фильтром оказалось, что при работе дроссель со встречным включением гудит так сильно, что не обратить на это внимания просто нельзя. Подскажите, пожалуйста, что я не учел при расчете - может у кого-нибудь была похожая проблема.

[OgRom]

Расчитал сетевой фильтр по методике, предложенной в Справочнике по источникам питания под ред. Г.С.Найвельта - там предлагалась схема сетевого фильтра и было сказано, что она разработана С.Г.Векслером. Т.е. используется 2 двухобмоточных дросселя - один с согласным включением обмоток, другой - со встречным. И все вроде бы замечательно - должны фильтроваться помехи как симметричные, так и несимметричные. Но когда изготовили плату с этим фильтром оказалось, что при работе дроссель со встречным включением гудит так сильно, что не обратить на это внимания просто нельзя. Подскажите, пожалуйста, что я не учел при расчете - может у кого-нибудь была похожая проблема.

У дросселя с встречным включением обмоток при протекании через фильтр тока нагрузки сердечник значительно намагничивается, так как магнитные потоки не взаимокомпенсируются.
"Гудение" - верный признак того, что сердечник подвержен действию сильных магнитных полей.
Необходимо убедиться, что:
а) Сердечник дросселя не насыщается.
б) Потери в сердечнике в пределах нормы.

Если имеет место насыщение - пересчитываете "железо" или вводите зазор в имеющееся с коррекцией числа витков.

В последнее время с несимметричной помехой предпочитают бороться не с помощью встречно включенного дросселя, а путем включения магнитно не связанных индуктивностей в оба провода фильтра.
У Murata есть согласные дроссели фильтров, конструктивно имеющие такие индуктивности внутри (например  Murata_AC_Filters.pdf ( 492.96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1263
)
Применение двух таких дросселей последовательно дает отличный эффект.

[Voyager]

Спасибо, OgRom, теперь хоть ясность появилась - по какому пути решается проблема. А не подкажете хорошей литературы по расчету трансформаторов и вообще, где бы подробно описывались процессы в трансформаторе?

Кстати в этом фильтре использовались именно те трансформаторы, о которых вы говорили - PLA10AN3030R4R2. После появления этого гула я нашел в стареньком блоке питания 2 трансформатора, но немного другой конструкции - на кольце намотаны провода с изоляцией. И сам намотал как хотел обмотки - согласно и встречно. Включил. Такого гула не было...

[OgRom]

Спасибо, OgRom, теперь хоть ясность появилась - по какому пути решается проблема. А не подкажете хорошей литературы по расчету трансформаторов и вообще, где бы подробно описывались процессы в трансформаторе?

Кстати в этом фильтре использовались именно те трансформаторы, о которых вы говорили - PLA10AN3030R4R2. После появления этого гула я нашел в стареньком блоке питания 2 трансформатора, но немного другой конструкции - на кольце намотаны провода с изоляцией. И сам намотал как хотел обмотки - согласно и встречно. Включил. Такого гула не было...

Про процессы в трансформаторе, на мой взгляд, неплохо и доступно было описано в книге Б.Ю. Семенова "Силовая электроника для любителей и профессионалов". На этом форуме мне попадались ссылки на неё. Много хорошей литературы на http://ihtik.lib.ru.

Не удивительно, что PLA10 гудела - эта катушка индуктивности предназначена для использования исключительно в согласном включении, когда магнитные потоки обмоток компенсируют друг друга.

В случае с Вашими кольцами - здесь много зависит от магнитного материала, числа витков, тока нагрузки.
В любом случае, в силу механических особенностей,
заставить кольцо "загудеть" несколько сложнее .

Что касается фильтра, я не стал бы усложнять проект еще одним заказным моточным изделием, каким несомненно станет двухобмоточный дроссель на несимметричную помеху.
Гораздо выгоднее применить ту же Murata PLY10 или PLY17.
Если у вас очень жесткие требования по несимметричной помехе, примените дополнительно две независимые катушки индуктивности с минимальной паразитной емкостью.

А если все же решите реализовать схему Векслера - тогда обязательно учитывайте свойства сердечника дросселя, не вгоняйте его в насыщение. Неплохо об этом написано в здесь

 ___________________________________________________________1.pdf ( 262.32 килобайт ) Кол-во скачиваний: 910
. Можно посчитать с помощью "калькулятора электронщика"(выложен на этом форуме в разделе "математика").

[Voyager]

Спасибо, буду разбираться...
Но самое плохое здесь то, что в паспорте на трансформатор muRAT-ы не было указано никаких параметров сердечника - получается, что расчитать можно все, что угодно, а найти трансформатор, который реально сответствовал бы этим расчетам, сложно из-за простого отсутствия информации в паспорте. Можно конечно самому накрутить трансформатор "на коленках" какой нужно, но ставить такую самоделку в изделие, которое собираются продавать... никто не одобрит, даже если и работать будет как надо. Но я соглашусь с Вами - скорее всего эту задачу лучше решить введением независимых дросселей - и рассчитывается проще, и купить проще. Только не понимаю одного, почему никто не хочет использовать схему Векслера - из-за сложности расчета трансформатора? Должны же быть у нее какие-то преимущества перед раздельными дросселями...

Сообщение отредактировал Voyager - Mar 2 2007, 23:14

[OgRom]

Спасибо, буду разбираться...
Но самое плохое здесь то, что в паспорте на трансформатор muRAT-ы не было указано никаких параметров сердечника - получается, что расчитать можно все, что угодно, а найти трансформатор, который реально сответствовал бы этим расчетам, сложно из-за простого отсутствия информации в паспорте. Можно конечно самому накрутить трансформатор "на коленках" какой нужно, но ставить такую самоделку в изделие, которое собираются продавать... никто не одобрит, даже если и работать будет как надо. Но я соглашусь с Вами - скорее всего эту задачу лучше решить введением независимых дросселей - и рассчитывается проще, и купить проще. Только не понимаю одного, почему никто не хочет использовать схему Векслера - из-за сложности расчета трансформатора? Должны же быть у нее какие-то преимущества перед раздельными дросселями...

Murata подразумевают, что их изделие будет использовано в соответствии со схемой включения.
Для этого случая они привели исчерпывающие данные.
Что касается схемы Векслера: преимущество дросселя со встречным включением на несимметричную помеху аналогично преимуществам дросселя с согласным включением обмоток на симметричную - во взаимных компенсациях магнитных потоков. Для получения необходимого значения подавления помехи у магнитно связанного дросселя получается меньшая индуктивность (и меньшая паразитная емкость), нежели у раздельных несвязанных дросселей. В этом теоретическое преимущество схемы Векслера.
Однако, в отличие от случая с симметричной помехой,у второго дросселя токи нагрузки и токи помехи протекают в "одном направлении". Соответственно, дроссель на несимметричную помеху должен выдерживать без насыщения весь ток нагрузки. А этот ток, как правило, имеет существенные значения. Поэтому весь выигрыш от связанных индуктивностей часто компенсируется размерами магнитопровода.

[Voyager]

Теперь понятно.
Большое спасибо!!!