Помехи, создаваемые симисторами

При фазовом управлении симистор в диммерном устройстве создает помеху, распространяющуюся на несколько сотен метров от источника. В момент переключения симистора создаются электромагнитные и магнитные помехи. Проявляются эти помехи как щелчки и "зудение". При анализе типа помехи необходимо учесть один аспект. Помеха существует всегда. Даже когда Вы ее не слышите. Определить тип помехи не так просто. Это связано с тем, устройство создает группу помех, которые суммируются и перемножаются с друг другом и синусоидой сети. Приходят помехи на приемное устройство разными путями. На практике ослабление помех достигается подбором различных защитных систем и их параметров. Специальные приборы для вылавливания определенной гармоники есть не у всех. Осциллографом увидеть помеху (без дополнительных фильтров на входе) довольно затруднительно, нужен опыт, да и опыт не всегда помогает. Экспериментировать на реальной площадке не всегда удобно, как правило там нет на это времени.  

Магнитные помехи

Поскольку этот тип помех не распространяется по кабелям питания и нагрузки, с ним проще всего бороться. В основном магнитная помеха создается в дросселе фильтра. Для минимизации этого типа помехи необходимо использовать дроссели на тороидных магнтотопроводах и тщательно их экранировать. Также необходимо удалять чувствительные приборы и устройства, находящиеся в непосредственной близости от источника помех.

Электромагнитные помехи

Самая "противная" помеха, распространяющаяся по кабелям, подключенным к симисторному устройству, создающему помеху. Каждый кабель - это антенна, являющаяся контуром, имеющим определенные характеристики. От длинны кабеля, его типа и расположения зависят частоты "звона", амплитуды и добротности образовавшихся контуров. Спектр помехи может достигать до 100 Мгц и детектируясь во входных цепях усилительных устройств создает тот самый колорит "приятных" призвуков, который раздражает пользователей диммерных устройств. Амплитуда помехи максимальна, когда синусоида достигает своего максимума, а яркость софита на выходе приблизительно равна половине мощности. Таким образом амплитуда помехи зависит от угла отсечки симистора.

Подавление электромагнитных помех

Не буду описывать теоретические основы построения фильтров. Кого интересует теория - посетите книжный магазин. Здесь рассмотрим возможность быстрого создания устройств защиты звуковых трактов от "зудения" и треска, возникающего при работе диммерных систем.
   Для тестирования помех неплохое результаты даст старый АМ приемник с длинноволновым диапазоном. Из приемника удалить фильтр 465 КГц и отключить магнитную антенну и АРУЗ. Необходимо вывести антенну  в виде куска провода около 50 см и положить рядом с кабелем фазы или выходом из диммера.  Будет неплохо, если в приемник добавить стрелочный индикатор и регулятор усиления по ВЧ.
    Детали. Для дросселей подходят практически любые торроидные сердечники с магнитной проницаемостью 1000-2000Н, достаточно важным критерием имеет насыщаемость магнито-провода сердечника. Если ток через дроссель будет больше величины насыщения, дроссель будет пропускать помеху. Поэтому не следует экономить на размере. Если толщина провода будет меньше чем 1 кв\мм на 5А, дроссель будет нагреваться. Конденсаторы могут быть любые, необходимо помнить, что через конденсаторы будет течь большой ток (должны быть хорошие выводы) и важно чтоб напряжение было более 400в (250в пробиваются!). Рекомендую отечественные К73-11, К73-17. Отечественные конденсаторы хорошего качества, что нельзя сказать о полупроводниках. Не советую ставить пленочные китайские, пробиваются.

Практические схемы фильтров
 

Перед тем как приступать к построению фильтров, необходимо помнить, что аналоговый фильтр это не цифровой контроллер и повторяемость схемы не так высока, как хотелось. Все зависит о целой кучи факторов. От типа конденсаторов, где и у кого Вы купили сердечники, как расположили детали в устройстве, куда подключена земля, и в каком месте, какое сопротивление контура земли и высота луны над горизонтом (шутка :).
Наиболее оптимальное решение двойной фильтр на рис 1. От помех защищены  фаза и выход устройства. Неплохие результаты у фильтра на рис 2.  Помеха лезет по выходу, длинна кабеля должна быть минимальна и он должен быть расположен вдали от возможных приемников. Фильтр на рис 3 отличается от рис 2 отсутствием конденсаторов на землю. Иногда просто не работает, иногда нужно нижнюю обкладку конденсатора подключить к земле. RC цепочка на рис 4 практически не помогает, это больше для самоуспокоения. Импульсная помеха на осциллографе становится чуть меньше, но приемные устройства этого не замечают. Теперь самое главное: фильтр придется тестировать, используя для анализа что есть. В крайнем случае можно проложить выходной кабель около входа усилителя, в который вставить кусочек провода 5-10 см длинной. Поэксперементируйте с количеством витков на сердечнике, обычно это 50-150 витков, отключить-подключить конденсаторы, если корпусная земля проведена неудачно, то конденсаторы даже мешают.