СЕТЕВОЙ ФИЛЬТР "SINGLE"

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электросетевым приборам - сетевым фильтрам, предназначенным для защиты аппаратуры (теле-, радио-, видео и т.д.) от импульсных перенапряжений и выбросов тока, высокочастотных помех, а также динамических искажений напряжения питающих электросетей.
Известно устройство, содержащее LC-фильтр, полупроводниковые ограничители напряжения и устройства контроля и индикации исправности полупроводниковых ограничителей напряжения [RU 2214036, С2, Н03Н 7/09, 10.10.2003].
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.
Известно также устройство, содержащее катушки индуктивности на ферромагнитных сердечниках, включенные в разрыв линейных проводов, и конденсаторы, связывающие линейные провода между собой и с шиной заземления, при этом, катушки индуктивности зашунтированы ключевыми резистивными двухполюсниками [RU 81858, U1, Н03Н 7/09, 27.03.2009].
Недостатком устройства также являются относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее вторичный источник питания, нагрузку, выходной фильтр, предназначенный для защиты от высокочастотных помех, схему защиты от перенапряжения и короткого замыкания, предназначенную для токовой защиты и состоящую из системы управления, узла контроля выходного тока, а также транзисторного быстродействующего ключа, при этом, система управления первым входом соединена с источником вторичного питания, вторым входом с узлом контроля сетевого напряжения, третьим входом с узлом контроля выходного тока и связана с транзисторным быстродействующим ключом, который, в свою очередь, первым входом соединен с источником вторичного питания и узлом контроля сетевого напряжения, а выход транзисторного ключа соединен с выходным фильтром и узлом контроля выходного тока [RU 59922, U1, H03H 7/09, 27.12.2006].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, что обусловливает относительно низкое качество защиты от нежелательных изменений параметров (в т.ч. скачков) питающего напряжения.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении качества защиты.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее блок токовой защиты и блок защиты от высокочастотых помех, введены блок термозащиты, вход которого соединен с выходом блока токовой защиты, блок защиты от импульсных помех, вход которого соединен с выходом блока термозащиты, а первый выход - соединен с входом блока защиты от высокочастотных помех, блок коммутации, сигнальный вход которого соединен с выходом блока защиты от высокочастотных помех, блок штепсельных разъемов, выход которого является выходом устройства, а вход - соединен с выходом блока коммутации, измеритель напряжения сети и синхронизатор, входы которых объединены и соединены с выходом блока токовой защиты, блок индикации и исправности заземления, первый вход которого соединен со вторым выходом блока защиты от импульсных помех, и микроконтроллер, первый и второй входы которого соединены, с выходами, соответственно, синхронизатора и измерителя напряжения сети, первый выход - соединен с управляющим входом блока коммутации, а второй выход - соединен со вторым входом блока индикации и исправности заземления.
На чертеже представлена общая функциональная схема сетевого фильтра.
Сетевой фильтр содержит блок 1 токовой защиты и блок 2 защиты от высокочастотых помех.
Кроме того, сетевой фильтр содержит блок 3 управления электропитанием, который может быть выполнен в виде выключателя, блок 4 термозащиты, вход которого соединен с выходом блока 1 токовой защиты, блок 5 защиты от импульсных помех, вход которого соединен с выходом блока 4 термозащиты, а первый выход - соединен с входом блока 2 защиты от высокочастотных помех
Сетевой фильтр содержит также блок 6 коммутации, сигнальный вход которого соединен с выходом блока 2 защиты от высокочастотных помех, блок 7 штепсельных разъемов, выход которого является выходом сетевого фильтра, а вход - соединен с выходом блока 6 коммутации, измеритель 8 напряжения сети и синхронизатор 9, входы которых объединены и соединены с выходом блока 1 токовой защиты, блок 10 контроля фазировки и исправности заземления, первый вход которого соединен со вторым выходом блока 5 защиты от импульсных помех, и микроконтроллер 11, первый и второй входы которого соединены, с выходами, соответственно, синхронизатора 8 и измерителя 9 напряжения сети, первый выход - соединен с управляющим входом блока 6 коммутации, а второй выход - соединен со вторым входом блока 10 индикации и исправности заземления.
Работает сетевой фильтр следующим образом.
При включении блока 3 управления электропитанием, который может быть выполнен в виде выключателя, через блок 1 токовой защиты, который может быть выполнен на плавких предохранителях и обеспечивает защиту сетевого фильтра и, следовательно, его нагрузку, от недопустимых по амплитуде токов на сетевой фильтр подается внешнее сетевой напряжение, обычно 220 В..
Блок 4 термозащиты, который может быть выполнен на стандартных термопредохранителях, обеспечивает защиту от перенагрева сетевого фильтра и, следовательно, возможных недопустимых параметрах токов и напряжений, подающихся в нагрузку.
Блок 5 защиты от импульсных помех может быть выполнен в виде стандартного ограничителя напряжения, а блок 2 защиты от высокочастотных помех - в виде фильтра высоких частот. Эти блоки осуществляет защиту нагрузки от импульсных и высокочастотных помех, которые могут возникнуть в сети.
Блок 6 коммутации, который может быть выполнен в виде электромагнитного реле, осуществляет отключение блока 7 штепсельных разъемов и, следовательно, нагрузки при опасных отклонениях напряжения, которые не ограничиваются блоком 5 защиты от импульсных помех.
Блок 7 штепсельных разъемов, обеспечивает подключение выходного напряжения к нагрузке.
Блок 6 коммутации управляется микронтроллером 11 на основе информации об уровне сетевого напряжения от измерителя 9 напряжения сети и моментов перехода напряжения сети через ноль, что фиксируется синхронизатором 8, который может быть выполнен в виде индикатора нуля. При отклонениях напряжения опасных для нагрузки по сигналу микроконтроллера 11 блок 6 коммутации осуществляет отключение нагрузки в оптимальный момент времени (при переходе напряжения сети через ноль). Указанной информации о работе микроконтроллера 11 достаточно для его проектирования.
Блока 10 индикации и исправности заземления может быть выполнен в виде индикатора, что позволяет осуществлять контроль исправности сетевого фильтра и исправность контура заземления. В частности, сигнал измерителя 9 о величине входного напряжения сети, позволяет через контроллер 11 формировать сигнал для соответствующего индикатора блока 10, сигнализирующего о напряжении близком к номинальному или о его выходе за допустимые пределы. Кроме того, сигнал на соответствующий индикатор блока 10 индикации и исправности заземления подается и с выхода блока 4 защиты от импульсных помех, что также позволяет осуществлять контроль исправности сетевого фильтра по дополнительной информации.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства, обеспечивается расширение функциональных возможностей сетевого фильтра, поскольку помимо токовой защиты и защиты от импульсных помех, предложенное техническое решение обеспечивает термозащиту и защиту от высокочастотных помех, коммутацию (отключение) нагрузки при недопустимом выходе напряжения за заданные пределы в оптимальные моменты времени и осуществить контроль состояния фильтра. Все эти усовершенствования позволяют обеспечить не только расширение функциональных возможностей, но и повышение качества защиты нагрузки и удобство применения сетевого фильтра.