Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW

par **Mhz** Jeu 28 Oct - 8:30

La règlementation impose un filtrage de l'alimentation de nos émetteurs.
En cas de contrôle de la station, suite à une plainte de voisinage par exemple, c'est un des premiers points qui sera vérifié. (Je me rappelle d'un OM qui, étant fortement susceptible d'avoir une visite technique, accourut chez moi "au galop", pour voir si j'en avais un à lui passer, hi).

On trouve pas mal de montages, on peut en acheter tout fait... Le principe de base est le même, un passe-bas en "Pi" symétrique :

DANGER TENSION SECTEUR !

Les deux selfs L1 et L2 peuvent être bobinées sur de la ferrite, mais se méfier car échauffements ou phénomènes se saturation (le résultat peut être pire que sans filtre).
Ici elles sont réalisées avec du fil électrique isolé type maison, de section 1,5 mm² pour la version 1 KW, ou de 2.5 mm² pour la version 2 KW. D'un côté il y a trois spires espacées de 10 mm entre elles, pour éviter qe les THF les traversent par effet capacitif, puis elles sont jointives jusqu'au bout (HF). Il y a 50 spires en tout, bobinées sur un tube PVC (ou autre) de 40 mm de diamètre.
L1 est bobinée en sens inverse de L2, pour une meilleure efficacité.
C1 = 22 nF plastique type "X2 spécial secteur" 250 Vac (ou mieux 275Vac).
C2 = C3 = 100 nF plastique type "X2 spécial secteur" 250 Vac (ou mieux 275 Vac).
C4 = 33 nF plastique type "X2 spécial secteur" 250 Vac (ou mieux 275 Vac).
F = Fusible retardé 5 AT pour 1 KW, ou 10 AT pour 2 KW.
P1 = Prise mâle secteur 2P+T 16 A.
P2 = Socle ou prise femelle secteur 2P+T 16A.
Options :
K-K' = Double interrupteur secteur 16 A (c'est bien d'avoir à proximité une possibilité de coupure secteur en cas de problème).
Amp = Ampèremètre alternatif isolé, échelle correspondant au courant à passer :

Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW Amperemetre

On peut mettre aussi un voyant au néon secteur en sortie, ou comme moi incorporé dans l'inter.

Construction dans boîte métallique reliée à la terre :

Montage des selfs :

Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW Montage_selfs

Fixées au bas du boîtier avec entretoises :

Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW Fixation_bobine

La capa d'entrée C1 est soudée directement sur l'interrupteur :

Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW Capa_entree

Les capas de sortie C2 et C3 directement sur les bobines, reliées en "T" à la terre (masse) à travers C4 :

Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW Capas_sortie

A l'arrière, le socle secteur est fixé, et le câble d'entrée passe à travers un passe-fil :

par **Mhz** Jeu 28 Oct - 17:56

[size=48]Un filtre secteur[/size]

Ce filtre qui s’intercale entre le réseau domestique 230Veff et la station est destiné à bloquer les perturbations électromagnétiques conduites par le secteur.

Rappelons que les perturbations électromagnétiques peuvent être conduites par les câbles ou rayonnées.

Dans le cas d'une station d'amateur, on a fréquemment une combinaison des deux types: les différents câbles, dont celui du secteur, agissant comme antenne et conduisant ensuite les perturbations, soit vers le secteur avec risque de brouillage des appareils qui y sont connectés, soit vers l'alimentation du transceiver ce qui peut provoquer des retours de HF.

Pour remédier à ces problèmes, on intercale le plus près possible du transceiver un filtre bloquant les perturbations conduites (en mode commun et en mode différentiel) par les fils du secteur.

Ce filtre, qui est une obligation réglementaire pour les stations d'émission, est également utile à la réception en assurant une protection contre les nuisances véhiculées par le secteur (parasites, CPL, etc).

Il est constitué d’un filtre secteur type informatique, intégré à la prise d’entrée, suivi d’un filtre RF en pi, type F2XS, et d’éléments de protection contre les surtensions. Interrupteur, fusible et voyant complètent le dispositif.

Le schéma est le suivant :

Les bobines L1 et L3 présentent une inductance élevée et bloquent les fréquences RF (bandes décamétriques).
Les bobines L2 et L4 présentent une inductance plus faible mais une très faible capacité répartie (peu de spires espacées les unes des autres pour réduire la capacité parasite). Elles bloquent les fréquences supérieures (VHF & UHF).

L’inductance L5 est optionnelle (quelques spires sur un tore en ferrite). Elle permet de bloquer les perturbations en mode commun en cas de retour HF par la terre.
Les condensateurs participent à l'élimination des courants HF et VHF.

Réalisation

L1 - L3 : 80 spires jointives de fil émaillé 12/10 de mm sur un tube isolant en PVC de diamètre 25 mm.
L2 - L4 : 10 spires de fil émaillé espacées les unes des autres de 1 à 2 mm, et bobinées sur le même type de mandrin que précédemment.
L1 & L2 sont bobinées dans le sens des aiguilles d’une montre, et L3 & L4 sont bobinées dans le sens contraire. On évite, ainsi, tout couplage entre ces enroulements.
C1 : condensateur papier ou polyester classe X : 100 nF – tension d’utilisation 275VAC.
C2 et C3 : condensateur papier ou polyester classe Y – 10 nF – tension d’utilisation 275VAC.
C4 et C5 : condensateur mica ou céramique - 500 à 1 000 pF – 1kV service.
VR1, VR2 et VR3 : varistance du type MOV, 230 Veff service, pour la suppression des surtensions transitoires.

L'ensemble est monté dans un boîtier métallique fermé et relié à la terre. Prévoir un espacement suffisant entre les bobinages et le boîtier : 3 cm au moins.
Les mandrins sont montés sur des chevilles qui servent au bricolage. Elles sont maintenues espacées, entre elles, par ces mêmes chevilles traversées par de longues vis, ou par des tiges filetées taillées à la bonne longueur.
Pour bloquer les enroulements lors de leur réalisation on peut utiliser des colliers rilsan, mettre un point de colle, ou percer deux petits trous et y faire passer le fil.

par **Mhz** Jeu 28 Oct - 18:00

Il faut savoir que, même si le filtre secteur ne fait plus partie du matériel obligatoire depuis mars 2013, le matériel d'émission doit être néanmoins conforme aux normes européennes et ne doit donc pas perturber le réseau domestique !
C'est pourquoi le filtre secteur est intégré dans tous les matériels estampillés CE !
Mais bon... excès de bien ne nuisant pas, j'ai toujours utilisé un filtre secteur dans ma station.
Remarque : Si vous utilisez du matériel vieillissant, ou construit par l'OM, donc n'étant pas estampillé CE !
Alors le filtre doit être présent dans votre shack !
Non seulement, le filtre secteur bloquera utilement, toutes ondes indésirables, dans un sens comme dans l'autre, entre l'émetteur et le secteur ! Mais il améliorera sans conteste la sécurité électrique de la station, puisqu'il permettra de rendre (presque) toutes les terres équipotentielles, mis à part la prise de terre du pylône qu'il faudra prendre soin de relier à la prise de terre générale à l'extérieur du shack .
A lire : Mon article traitant de la terre
Enfin, quel plaisir pour un OM de fabriquer facilement un filtre secteur, efficace et pas cher (une vingtaine d'euros)...
Je me suis inspiré de l'article publié en son temps par, F1EYA et F6CSX, et mis en ligne par le regretté André DUCROS, F5AD.
J'ai notamment repris quelques passages et publié le schéma ci-dessous.

Filtre secteur RF 1 (ou 2) KW ANT-QSP2_F1EYA_Filtre_secteur_schema

Schéma proposé par F1EYA et F6CSX

Principe de fonctionnement

Les bobines L1 et L3 présentent une inductance élevée et bloquent les fréquences décamétriques.
Les bobines L2 et L4 présentent une inductance plus faible, mais une très faible capacité répartie (peu de spires espacées les unes des autres pour réduire la capacité parasite), elles bloquent les fréquences supérieures (VHF et UHF).
L’inductance L5 permet de bloquer toutes perturbations en mode commun en cas de retour HF sévère.
Les condensateurs éliminent aussi les courants HF et VHF.

Description

L1 - L3 : 80 spires jointives de fil émaillé 12/10 de mm sur un tube isolant en PVC de diamètre 25 mm ( trouvé au rayon électricité à 3 €). (Valeur de 26 micro Henrys)
L2 - L4 : 10 spires de fil émaillé espacées les unes des autres de 1 à 2 mm, et bobinées sur le même type de mandrin que précédemment. (Valeur mesurée 2,24 micro Henrys)
L1 - L2 sont bobinées dans le sens des aiguilles d’une montre, et L3 - L4 sont bobinées dans le sens contraire. On évite, ainsi, tout couplage entre ces enroulements.
L5 : une vingtaine de spires, ou plus, sur un tore en ferrite.
C1 : condensateur papier ou polyester classe X : 100 nF – tension d’utilisation 275VAC.
C2 et C3 : condensateur papier ou polyester classe Y – 10 nF – tension d’utilisation 275VAC.
C4 et C5 : condensateur mica ou céramique - 500 à 1 000 pF – 1kV service.
VR1, VR2 et VR3 : varistances.

NB : Une varistance est un élément qui protège contre les surtensions possibles d'un réseau électrique ou d'une alimentation.
Le temps de réponse peut être de l'ordre de 25ns, ce qui rend les varistances très performantes pour supprimer les surtensions transitoires.

Tour de main : prévoir un espacement suffisant entre les 2 bobinages et le boîtier : 3 cm au moins. Les mandrins sont montés sur des tiges filetées de 3 mm disposées horizontalement, ce qui simplifie le montage mécanique dans le boîtier.

L'ensemble est construit dans un boîtier entièrement métallique fermé et relié à la terre HF (boite en tôle commandée chez Amazone à... 6€ !)

Dernières vérifications

Vérifiez si votre alimentation électrique est protégée par un disjoncteur différentiel de 30 mA, dans le cas contraire installez en un, il en va de votre vie.
En effet, 50 milliampères de courant à 50 Hz peuvent nous tuer !
Les courants de fuite peuvent atteindre 500 mA, d'après la loi d'Ohm cela correspond à une résistance de 100 Ohms !
En conséquence, si la terre est mesurée à 100 Ohms, on peut avoir 50 Volts (U=100*0,5) sur le boîtier sans que ça disjoncte ! Et ça c'est pas bon du tout pour votre santé !
Alors que si votre installation est protégée par un disjoncteur différentiel de 30 mA et même si la terre est mesurée à 100 Ohms, vous n'aurez reçu (avec le sourire) qu'un courant de 30 mA sous seulement 3 Volts (U=100*0,03) !

[size=13]Les photos[/size]

[size=13]Heureuse surprise[/size]

Dès la mise en service du filtre, je note avec plaisir une meilleure réception, notamment sur le 80m !
Le S-mètre affiche S1 soit une atténuation du bruit de 1 à 2 points, voire plus, ce qui est appréciable !

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