БЕСШУМНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОМПЬЮТЕРОВ КАК ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ В СЕТЬ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, ТАК И ОТ ПОМЕХ ЭЛЕКТРОСЕТИ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты персональных компьютеров как от проникновения обрабатываемой информации в сеть питания, так и от помех в электросети.
Известен фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения /заявка RU 94010505, Н04В 15/02, 1995/. Известный фильтр содержит металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, проходные конденсаторы, катушки индуктивности. В него дополнительно введены блок высокочастотных дросселей и длинных линий, последовательно соединенные блоки режекторных дросселей, блоки сильноточных резисторов и низкочастотных дросселей. Подключены блоки подключения энергии одиночных импульсов. Недостатком известного устройства является акустический шум, создаваемый при его работе.
Задачей полезной модели является создание фильтра, лишенного указанного недостатка.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение акустического шума, уменьшение массы и габаритов устройства, увеличение ресурса, а также повышение вносимого фильтром затухания в широком диапазоне частот.
Для решения поставленной задачи, а также для достижения заявленного технического результата предлагается фильтр для защиты компьютеров как от проникновения обрабатываемой информации в сеть электропитания, так и от помех электросети, содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, и конденсаторы. Отличительной особенностью заявляемого фильтра является то, что в отсеках установлены трансформаторы с двумя обмотками, размещенными на ферритовом кольцевом сердечнике, причем каждый конец предыдущей обмотки трансформатора соединяется с началом последующей обмотки трансформатора, расположенного в соседнем отсеке так, что они составляют две параллельные цепи последовательно расположенных обмоток.
Дополнительно предлагается обмотки трансформатора расположить на диаметрально противоположных местах ферритовых колец и выполнить с одинаковым количеством витков.
Дополнительно предлагается места соединения обмоток соседних трансформаторов через конденсаторы соединить с металлическим корпусом.
Дополнительно предлагается обмотки трансформаторов включить встречно.
Также дополнительно предлагается снабдить фильтр защитным заземлением, выполненным в виде провода с надетыми на него ферритовыми кольцами и соединенным через определенные интервалы через конденсаторы с корпусом.
На прилагаемой иллюстрации представлена схема заявляемого устройства, где 1 - металлический корпус, 2, 3, 4, 5, 6 - отсеки, 7, 8, 9, 10 - экранирующие перегородки, 11-22 - конденсаторы, 23, 24, 25, 26, 27 - трансформаторы, 28 - входные клеммы, 29 - выходные клеммы.
Устройство работает следующим образом. Входные клеммы 28 фильтра подключают к сети, а выходные 29 - к персональному компьютеру. При протекании токов помех по обмоткам трансформаторов 23, 24, 25 и 26 происходит падение напряжения на них и преобразование электрической энергии в тепловую. Принцип работы электрического фильтра заключается в пропускании тока системы электропитания с малым затуханием (0…2 дБ), в определенной полосе частот. Токи, находящиеся вне этой полосы пропускания, протекают с большим затуханием (до 70-100 дБ).
Достигается это применением индуктивно-емкостных элементов и ферритов.
Наличие в схеме конденсаторов 11-19 усиливает этот эффект и вносит дополнительное затухание как в обмотке, так и в самом конденсаторе.
При изменении полярности напряжения на обкладках конденсаторов происходит преобразование части электрического поля в тепловую энергию. Наличие этих эффектов вносит в линию электропитания дополнительное затухание для напряжения помех и обрабатываемых сигналов на компьютерах.
Дополнительное затухание вносит ферритовый сердечник за счет эффекта поглощения высокочастотных помех. Обмотки трансформаторов соединены последовательно, при этом концы обмоток предыдущего трансформатора, например, 23 соединены с началом обмоток последующего трансформатора 24. В этом случае для переменного и постоянного токов магнитные потоки в каждом трансформаторе направлены в противоположные стороны, компенсируют один другого и тем самым снижают нагрузку на сердечник трансформатора, выполненный в виде ферритового кольца. При этом акустический шум при работе трансформатора на переменном и постоянном токах отсутствует. Для уменьшения влияния обмоток трансформатора друг на друга, они на каждом ферритовом кольце размещены диаметрально противоположно. Уменьшение емкостной связи между обмотками трансформатора достигается размещением заземленного экрана между обмотками.
Фильтр оснащен дополнительной поглощающей линейкой для подключения защитного заземления при работе с персональным компьютером.
Падение напряжения на элементах фильтра на частоте 50 Гц и постоянном токе 10 А не более 4 В.
Величина вносимого фильтром затухания регулируется числом ферритовых колец в сердечнике трансформатора и количеством витков обмотки. Данные о величине вносимого затухания, измеренные селективным микровольтметром SVV-8/, приведены в таблице.
№ п/п
Частота, МГц
Величина вносимого затухания, дБ
1
30
90
2
40
78
3
50
85
4
60
28
5
70
90
6
80
83
7
90
90
8
100
50
9
200
30
10
300
95
11
400
94
12
500
94
13
600
92
14
700
92
15
800
92
16
900
92
17
1000
85
Фильтр рассчитан на непрерывную работу. Срок эксплуатации 10 лет. Наработка на отказ не менее 10000 часов при доверительном интервале 0,8. Масса устройства, включающего пять трансформаторов, не более 6 кг.