Існує два основних види перешкод генеруються комп'ютером.
1. Перешкоди, які генеруються швидкісними дискретними пристроями - системної плати. За характером, високочастотні перешкоди з частотами кратними тактовим частотам перерахованих нижче вузлів і їх складових частин (ядро, кеш.), А спектральний розподіл визначається ще й алгоритмами роботи ПО і процесора. Ці вузли:
а. Широкосмугові - комутаційні. їх генерують:
- БП комп'ютера,
- регульовані джерела живлення процесорів і пам'яті (інвертори).
- БП через нелінійність навантаження.
ВЧ перешкоди генеруються ПК.
Тут, на цьому сайті ***** розказано про механізм генерації перешкод першої групи джерел, там же ***** описаний спосіб їх ефективного придушення безпосередньо на джерелі.
Але існує ще один спосіб придушення вихідних і вхідних ВЧ перешкод, про який хотілося б нагадати і настійно порекомендувати. Це ферритові трубки, вони захищають зовнішні лінії підключення до комп'ютера від високочастотних перешкод. Вони ефективно пригнічують ВЧ перешкоди, що поширюються по поверхні коаксіальних ліній (поверхнева хвиля) і синфазних перешкоди в двопровідних лініях, підкреслюю. як від вихідних, так і від зовнішніх перешкод.
Цей спосіб широко відомий, але застосовується тільки фахівцями з боротьби з перешкодами.
На фото, ви бачите потовщення на кабелях багатьох зовнішніх пристроїв. Зараз випускаються роз'ємні ферритові трубки, які мають різні типорозміри і можуть бути встановлені Вами самостійно на кабель, що потребує захисту (на фото зліва).
Якщо немає під рукою ферритовой трубки можна скористатися старим, перевіреним способом -використовувати ферритові кільце. Діаметр його повинен бути достатнім щоб протягнути у внутрішнє отвір кінцевий роз'єм.
Досить 3-5 витків.
У разі показаному на рис.2, зліва після установки кільця, сторонні шуми стали практично не чутні в динаміках колонок Microlab B 75.
В ідеальному випадку, всі кабелі підключені до системного блоку ПК, повинні бути захищені ними.
Широкосмугові перешкоди блоку живлення ПК.
БП комп'ютера теж є джерелом перешкод, як для його навантажень, так і для живильної його мережі. Джерелом перешкод є інвертор блоку живлення, він може бути небезпечним для діапазоні частот від десятків кілогерц до декількох мегагерц. Вплив перешкод мінімізується до допустимих значень вбудованими вхідними та вихідними фільтрами. Іноді в "no name" блоки живлення не мають таких фільтрів або мінімізують їх за допомогою блокувальних конденсаторів включених паралельно мережевого кабелю, тому їх застосування не рекомендується. Нормальні фільтри зображені на рис. 3, справа.
Оскільки даний вид перешкоди повністю усувається заміною БП на нормальний, даний вид перешкод тут не розглядаємо.
НЧ перешкоди блоку живлення ПК.
Набагато небезпечніше гармонійні складові споживаного струму в мережі (лінії живлення) виникають через нелінійність навантаження. Така нелінійність має місце через характер внутрішнього опору блоку живлення. Відомо, що на вході БП стоять оксидні накопичувальні конденсатори на яких формується напруга живить імпульсний інвертор. Ці конденсатори заряджаються імпульсами струму, тільки в момент перевищення напруги мережі живлення залишкової напруги на конденсаторі. Тому форма споживаного струму не синусоїдальна, а скоріше це імпульси струму з частотою мережі. Див. На рис. 3 зліва.
Так само відомо, що симетричні (це мостові і диференціальні) схеми мають мінімум гармонійних складових на парних гармоніках, відповідно максимум на непарних гармоніках, тому сумарний струм буде описаний виразом
тут I 1. I 3. I 5 - діючі значення 1,3,5 гармонік струму (вплив гармонік I 2. I 4 - дуже малий).
Більше 90% споживаної енергії зосереджено в області 1 - 5 гармонік. Це частоти 50, 150, 250 Гц. Як перешкоди це не дуже, які частоти, але тим вони і страшні. Чим ближче до основної частоті перешкода, тим її складніше придушити. Ці перешкоди збагачують мережу живлення підвищеними гармоніками, що призводить до нагрівання елементів розрахованих на роботу в мережі 50 Гц, в більшості своїй це пристрої містять обмотки на сердечниках з електротехнічної сталі. Наприклад трансформатори пристроїв підключених на лінії з перешкодами.
У неякісних мережах з підвищеним опором Z = XL + R (протяжні сільські і міські мережі приватного сектора) рівень гармонік різко зростає.
На малюнках зліва зображені випрямлена доданими мостом Br1 напруга мережі - зеленим кольором і напруга на накопичувальних конденсаторах - червоним кольором. Синім кольором показані імпульси струму, що відбирається від мережі блоком живлення комп'ютера. Ці імпульси струму сфазіровани (синхронні) з напругою мережі. На сучасних блоках харчування амплітуда імпульсів струму перевищує 10 А.
Ситуація особливо погіршується, коли на одній лінії живлення працюють десятки комп'ютерів, струми в лінії живлення практично підсумовуються, через їх синхронності.
тут I 3. I 9. I 15 - діючі значення 3,9,15 гармонік струму. Крім того, трифазні мережі живлення в Росії мають схему «Зірка». Вони мають 4х дротову схему, де три фідери, силові перетин яких розраховано на проектну потужність навантаження, а один меншого перетину «Нуль», через нього в нормальних умовах протікає струм менш струму будь-якої з фаз, тому поки його перетин завжди менше.
Струм через нульовий провід може зростати тільки при нерівномірному завантаженні фаз (перекіс не більше 10%) і наявності гармонійних складових в струмі навантаження. Перше обмовляється проектними нормами, хоча зараз в нашій стихії не завжди виконується. а друге докладно описано в статті, про яку тут говориться.
Все це має плачевні наслідки, підвищені струми через нульовий провід мережі призводить до його нагрівання, руйнування ізоляції, спрацьовування запобіжників. А гармоніки призводять до збільшення струму в нульовому проводі більш ніж в 1,5 рази в порівнянні з струмом в фазі. Вони так само збільшують втрати в трансформаторах в пристроях підключених до лінії і на підстанціях, погіршення умов роботи конденсаторів компенсації реактивної потужності навантаження і можливого виникнення резонансних явищ з індуктивністю мережі на частотах гармонік.
Результат про який не пишуть.
Головне до чого призводять підвищені струми в нульовому проводі, це виникнення на його опорі Z. підвищеної напруги. Ці напруги різні для різних об'єктів на території, як «сидять» на одному фідері, так і на різних фідерах. Мені відомі випадки, коли різниця напруги в точках підключення нульового проводу на сусідніх об'єктах (будівлях) перевищувала 50 вольт.
До чого це призводить.
Для простого перекосу фаз при підключенні нульового проводу до нуля об'єкта (захисне занулення, зараз говорять система вирівнюючи напруг) різниця напруги між сусідніми об'єктами створювало струми перетікання між об'єктами. Ці струми плавили кабелі зв'язку, обплетення яких заземляється на об'єктах (реальні струми досягали десятків-сотень ампер). Навіть якщо кабелі не входять плавляться, цей струм, що протікає по оплітці або земляний жили кабелю, наводить на сигнальних ланцюгах напруга порівнянне з утворюючим цей струм.
В умовах наявності гармонік в ланцюгу нуля їх струми наводять в сигнальних ланцюгах перешкоди з частотою 150, 450, 750 Гц.
В останньому випадку обов'язково застосування ізолюючих трансформаторів на лініях зв'язку між об'єктами в кожній лінії.
Як піти від НЧ перешкод і захистити від них мережі?
Виходом із ситуації може бути перехід на харчування груп комп'ютерів від мережі постійного струму із вжиттям заходів щодо ізоляції боку постійного струму від сторони змінного струму джерела. Якщо придушити перешкоди близьких по частотах непарних гармонік в силових мережах змінного струму складно, то придушити їх в мережі постійного струму не є складним завданням.
Особливо важливо, що на відміну від мережі змінного струму, де в групі комп'ютерів підключених до мережі відбір струму відбувається синхронно всіма комп'ютерами і струми підсумовуються 1. то при харчуванні від мережі постійного струму блоки живлення комп'ютерів відбирають потужність з мережі живлення асинхронно (випадково). В результаті струм усредняется, а його амплітуда знижується, тому знижуються і вимоги до виконання мережі постійного струму.
1 Якщо вам нічого не говорить сказане вище, ось простий і наочний приклад.
Блок живлення системного блоку комп'ютера потужністю 300 Вт, що працює на номінальній потужності, має середній струм трохи більше 1 Ампера. При цьому амплітуда імпульсів струму перевищує 5 Ампер. Якщо в офісі працює 10 таких комп'ютерів амплітуда імпульсів струму перевищує 50 А, при середньому струмі наскільки більше 10 А. Результат - система захисту по струму не спрацьовує, але мережі піддаються п'ятикратної перевантаження по струму, а це перевантаження з'єднань, втрати в мережі розводки (особливо якщо вони довгі).