Предлагаемое устройство (его схема показана на рис. 1) можно использовать для сравнительной оценки эффективности LC-фильтров, предназначенных для работы в сети переменного тока 220 В.
Рис. 1
По сути, это однополупериодный фазовый регулятор мощности на тринисторе VS1 с узлом управления на аналоге однопереходного транзистора VT1VT2. Наличие мощной нагрузки имитируют конденсаторы C1, C2, включённые последовательно с токоограничивающими резисторами R1, R4. Предположим, что в данный момент на устройство поступает отрицательная полуволна сетевого напряжения. В этом случае через диоды VD1, VD2 и резисторы R1, R3, R4 конденсаторы C1 и C2 заряжаются так, что потенциал их верхних (по схеме) обкладок - отрицательный, а нижних - положитель
ный. Диод VD3 при этом закрыт, поэтому узел управления на транзисторах VT1, VT2 обесточен и трини-стор VS1 закрыт. В таком состоянии устройство находится до окончания отрицательной полуволны сетевого напряжения.
С приходом положительной полуволны открывается диод VD3 и конденсатор C3 начинает заряжаться через резисторы R10, R11. Когда напряжение на нём и соединённом с ним эмиттере транзистора VT2 становится примерно на 0,6 В больше напряжения на его базе, оба транзистора лавинообразно открываются и конденсатор разряжается через них, токоограничивающий резистор R5 и управляющий электрод тринистора VS1. В результате последний открывается и через резисторы R1, R4 быстро перезаряжает конденсаторы С1, С2 - напряжение на их обкладках меняет знак, и в сеть 220 В поступает короткий импульс, амплитуда которого зависит от её параметров - сопротивления, индуктивности электропроводки и наличия в сети близкорасположенных помехоподавляющих конденсаторов. Напряжение питания узла управления тринистором во время действия положительной полуволны сетевого напряжения ограничивается параметрическим стабилизатором, образованным стабилитроном VD4, светодиодом HL1 (индикатор включения в сеть) и резистором R7. Резистор R2 служит для разрядки конденсаторов C1, C2 после отключения устройства от электросети.
Рис. 2
Детали устройства размещены на печатной плате (рис. 2) из фольгиро-ванного стеклотекстолита. Все постоянные резисторы, кроме R4, - МЛТ, ОМЛТ, С2-33 или аналогичные импортные указанной на схеме мощности. Резистор R4 должен быть обязательно проволочным с рассеиваемой мощностью 7...15 Вт (например, С5-35В, С5-37 или импортный). Желательно, чтобы его индуктивность была минимальной. Если для его крепления к плате будет использован винт, то лучше, чтобы он был латунным. Следует учесть, что во время работы этот резистор сильно нагревается, и если плата будет помещена в компактный корпус, в его стенке напротив резистора следует предусмотреть вентиляционные отверстия. Подстроечный резистор R11 - любой малогабаритный, например РП1-63Мб.
Конденсатор C1 - керамический высоковольтный К15-5 или аналогичный импортный ёмкостью 4700. 10000 пФ. Конденсатор C2 - трёхвыводной К73-21г (такие конденсаторы применялись в сетевых фильтрах унифицированных отечественных полупроводниковых телевизоров) или импортный плёночный с номинальным напряжением 250.280 В переменного тока (устанавливались в импортные кинескопные телевизоры и компьютерные мониторы на входе фильтра сетевого напряжения 220 В). Применённый конденсатор во время работы не должен заметно гудеть и нагреваться, если подобные эффекты будут иметь место, то такой конденсатор для работы в этом устройстве не пригоден. Гудеть может и проволочный резистор R4, но это допустимо.
Высоковольтные диоды 1N4007 заменимы на UF4007, 1N4937GP, 1N5399, КД209Г, КД243Ж, КД247Д, вместо стабилитрона Д814Д подойдут Д814Д1, КС212Ж, 1N4742A, BZV55-C12, BZV85-C12. Светодиод АЛ307КМ можно заменить любым другим непрерывного свечения без встроенного резистора, например, из серий КИПД21, КИПД66, L-1513. Транзистор КТ503Е заменим любым из серий КТ503, КТ645, КТ646, КТ6114, 2SC2331, 2SC2383, SS8050, а КТ502А - любым из серий КТ502, КТ6115, 2SA931, 2SB564, SS8550, однако следует учесть, что цоколёвка заменяющих транзисторов может отличаться от указанной на рис. 2.
Тринистор КУ221Г закреплён на монтажной плате с помощью двух винтов М3 с гайками и двух надетых на винты (между фланцем тринистора и платой) металлических втулок длиной 3 мм. Теплоотвод не требуется. Возможная замена тринистора - КУ221А-КУ221В, 2У221А-2У221Г или импортный, например MCR218-10FP Для подключения к сети 220 В используют провода сечением 1 мм2 и длиной до 600 мм. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3.
Рис. 3
Для проверки работоспособности имитатор помех G1 (рис. 4,а) и понижающий трансформатор Т1, вторичная обмотка которого соединена с входом осциллографа Р1, подключают через тройник XP2XS2XS3 к розетке XS1, соединённой с сетью 220 В через заведомо хороший сетевой фильтр Z1 (он необходим для предотвращения попадания в сеть помех от имитатора). Если имитатор работает, на экране осциллографа будет отчётливо видна создаваемая им короткая помеха, полярность которой зависит от положения его вилки в розетке тройника. Налаживание сводится к установке движка подстроечного резистора R11 в такое положение, в котором тринистор открывается на пике амплитуды сетевого напряжения, в этом случае уровень создаваемых устройством помех максимален.
Рис. 4
Проверяемый сетевой LC-фильтр Z1 включают по схеме, показанной на рис. 4,б. Здесь, как и в предыдущем случае, Z1 - фильтр, защищающий сеть от помех имитатора, мощный проволочный резистор R1 имитирует "плохую" сеть, увеличивая её сопротивление, A1 - реальная нагрузка, с которой предполагается работа фильтра, или её имитация (и та, и другая могут отсутствовать), T1 - выходной трансформатор канала звука от лампового телевизора (можно применить любой маломощный понижающий трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 5.15 В). При отсутствии фильтра Z2 и нагрузки A1 на экране осциллографа будет наблюдаться импульсная помеха амплитудой 30...40 % от размаха напряжения частотой 50 Гц. Изменяя сопротивление введённой в цепь части подстроечного резистора R11, можно наблюдать, как помеха перемещается по положительной или отрицательной полуволне сетевого напряжения.
Имитатор помех будет полезен и при проверке разных устройств на восприимчивость к помехам, проникающим из сети. Если, например, у вас имеется усилитель мощности ЗЧ, который очень чувствителен к сетевым помехам, его включают через сетевой фильтр и тройник в одну розетку вместе с имитатором, и если создаваемые им помехи прослушиваются в подключённых к усилителю АС, то можно попытаться их уменьшить или полностью устранить разными схемотехническими или конструктивными способами.
При настройке и эксплуатации описанного имитатора следует помнить, что все его элементы находятся под опасным напряжением сети переменного тока, поэтому необходимо строго соблюдать правила техники электробезопасности.
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.