Buizenversterkers
Voeding en netfilters
Filters

Omdat er steeds meer apparaten met schakelende voedingen op het net aangesloten worden is het aangeraden een degelijke netfilter te gebruiken.
-

-

Op verschillende fora wordt er gesproken over netfilters. Het is belangrijk te weten wat ze doen, maar ook hoe ze aangesloten moeten worden, en hier wordt er veel bullshit verkocht.

Netfilters worden meer en meer noodzakelijk. Twintig jaren geleden hadden de meeste huishoudelijke toestellen nog een lineaire voeding of waren gewoon aangesloten op het net (gloeilampen). Dergelijke apparaten produceren geen storingen.

Tegenwoordig hebben de meeste toestellen schakelende voedingen: lader voor smartphones (één in iedere stopcontact van het huis), televisie, laptop, desktop, ledverlichting, zonnepanelen,... Op ieder moment van de dag zijn er tientallen apparaten aan het storen. Zelfs als de voedingsblokken geen stroom moeten leveren storen ze.

We hebben drie soorten storingen:

  • Harmonische storingen:
    Dit zijn storingen van de golfvorm: in plaats van een mooie sinus te hebben heeft men een vervormd signaal. Dit wordt veroorzaakt door de belastingen die niet zuiver lineair zijn, maar zelfs een generator levert geen mooie sinus. Om deze vervormingen te meten meet men de harmonischen van de grondfrekwentie (50Hz). Er zijn veel storingen aanwezig, maar gelukkig worden ze goed onderdrukt door de gelijkrichter en de elko's.

    De elko's worden opgeladen tot de piekspanning en leveren stroom tussen de twee pieken. Als de waarde van de elko's voldoende is (100µF per kanaal voor een kleine push pull versterker van 15W), dan is de overgebleven rimpel voldoende onderdrukt. In versterkers waar men de storingen maximaal wilt onderdrukken zal men weerstanden in serie met de diodes plaatsen om de stroompieken te verminderen (hetzelfde effekt als men gelijkrichterbuizen zou gebruiken). Een waarde van 100Ω is optimaal. Dit zijn de cyan weerstanden op de schakeling boven.

  • Piekstoringen:
    Dit zijn meestal storingen afkomstig van machines waar kleine vonken kunnen ontstaan: koolborstelmotoren, ontekingen,... Dit zijn storingen die aanwezig zijn op beide geleiders met dezelfde fase. De stoorpulsen gaan door de voedingstransfo ten gevolge van de capaciteit tussen het primair en secundair. De storing is dan aanwezig op alle componenten. Bepaalde schakelingen zijn gevoeliger voor dergelijke stoorpulsen: dat zijn de versterkers met zwevende massa zoals circlotronschakelingen.

    Deze stoorpulsen kunnen onderdrukt worden door een electrostatisch scherm tussen primair en secundair. Het scherm wordt aan de massa aangesoten om de stoorpulsen te laten wegvloeien. Alle vroegere transformatoren hadden zo'n scherm omdat buizenversterkers in het algemeen gevoeliger waren voor dergelijke storingen. Naast het scherm kan men ook kleine condensatoren plaatsen op alle secundaire uitgangen (10nF naar massa). Daardoor vloeien de storingen die toch op het secundair zijn geraak naar de massa.

  • Schakelpulsen:
    Dit zijn storingen die in de schakeling zelf ontstaan. De diodes in de voeding die in en uit geleiding gaan produceren kleine stroompulsen (ringing). Op het ogenblik dat de diode uit geleiding gaat wordt de kring hoogohmig, waardoor er een gedempte trilling kan ontstaan. De kleine condensatoren van 10nF naar massa kunnne deze storingen onderdrukken, maar men kan een extra boucherot filter gebruiken (100nF en 22 à 47Ω in serie).

De netfilters bestaan uit kleine condensatoren tussen de geleiders en kleine spoelen tussen ingang en uitgang. Er is een condensator van 10nF tussen fase en neutre en twee condensatoren van 3.3nF tussen fase, neutre en massa. De condensatoren moeten van het type X2 zijn zodat ze direct op de netspanning gebruikt kunnen worden. De twee kleine spoelen zijn vaak uitgevoerd als één onderdeel, zodat de flux van beide spoelen onderdrukt wordt (geen risico op saturatie van de spoel). Daardoor is de gecombineerde spoel beter in staat stoorpulsen te onderdrukken.

Een dergelijke filter zit vaak in een kleine metalen behuizing aan de ingang van de voeding. Bij schakelende voedingen gebruikt men doorgaans discrete componenten op de voedingsprint zelf (zie voorbeeld rechts: voedingsmodule van een videorecorder aangeduid in het paars). De massa is hier de antennekabel omdat de videorecorder geen randaarde heeft.

Soms bestaat de olledige filter uit één onderdeel die op een condensator lijkt, maar met ingangen en uitgangen. We hebben de condensatoren (0.1µF tussen de stroomgeleiders en 2.5nF tussen de geleiders en de massa) en de dubbele spoel van tweemaal 4mH. De filter is eveneens voorzien om gebruikt te worden op een toestel zonder electrische massa: de massa wordt gevormd door de antenneleiding (de filter zit in de voeding van een decoder).

De goede werking van de filter hangt af van de kwaliteit van de massa. Zijn er veel storingen op de massa zelf, dan kunnen die het toestel bereiken via de massaleiding.

Fase, neutre (nulgeleider), aarde

In een electrische installatie 230/400V voorziet men doorgaans in één enkele massa die naar alle apparaten loopt. Het aarden van electrische installaties komt hier meer aan bod.

We hebben eerst de nulgeleider, dit is een stroomgeleider die aan de massa gelegd wordt aan de laatste transformator van het distributienetwerk. Het aarden van de neutre dient om zwevende netten te voorkomen. Het potentiaal op deze geleider is doorgaans zeer laag ten opzichte van de massa, maar omdat er ook stroom door deze geleider loopt, ontstaat er hier toch een klein potentiaalverschil ten opzichte van de massa. Het is vaak een zeer gestoord signaal ten opzichte van de massa.

Naast de nulgeleider hebben we ook de fase, dit is de tweede electrische stroomgeleider. In sommige situaties kan men de netstoringen verminderen door de stekker omgekeerd in het stopcontact te plaatsen: gezien vanuit het apparaat zijn de twee geleiders immers evenwaardig, maar er kunnen meer storingen zijn op het ene of het andere geleider.

De massa wordt PE of protective earth aangeduid, en is lokaal verbonden met de aarde door middel van één of meerdere staven in de bodem. De massa bevat normaal gezien geen storingen, maar alle lokale apparaten gebruiken deze massaleiding en kunnen eigen storingen op de massaleiding steken (wasmachines, pompen, schakelapparaten, enz). Een woonunit kan één of meerdere massa's hebben die al dan niet met elkaar verbonden worden.

Het beste is een onafhankelijke massa te gebruiken voor gevoelige apparaten. Deze onafhankelijke massa heeft eigen palen in de grond en eigen kabels die los lopen van de andere voedingskabels (om het oppikken van storingen te reduceren). Daardoor kunnen de storingen afgevoerd worden en kunnen er geen storingen van andere apparaten de versterker bereiken.

Kleine electronische toestellen hebben geen massa nodig als ze aan bepaalde normen voldoen, dit zijn toestellen die dubbel geïsoleerd zijn, waarbij de stroomvoerende delen op een voldoende afstand staan van geïsoleerde delen. Rechts het logo van een apparaat dat dubbel geïsoleerd is.

Toestellen die laagohmig zijn (transistor toestellen) zijn minder gevoelig dan hoogohmige toestellen (buizenversterkers). Dergelijke apparaten worden daarom best geaard met een aparte massakabel.

Tip: als je in een appartement woont en je moet dus gebruik maken van de bestaande massa, kan je de storingen verminderen door de waterleiding te gebruiken als aparte massa. Deze massa is natuurlijk niet goedgekeurd en kan enkel gebruikt worden voor één reeks apparaten. Deze apparaten moeten ook allemaal dubbel geïsoleerd zijn (ze hebben normaal geen massa nodig). Het is de transfo die voor deze scheiding zorgt, samen met een zorgvuldige constructie. Door een extra massa te voorzien kunnen de storingen afgevoerd worden.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-