Filtro contra interferencias (ART1046S)

Uno de los problemas de muchos equipos electrónicos y eléctricos es la producción de radio interferencia RFI, o interferencia electromagnética (EMI). Esta interferencia puede afectar el funcionamiento de radios y televisores cercanos causando ruidos y problemas de imagen. Cuando esta interferencia se propaga por la red de energía, puede ser eliminada por un simple filtro. En este artículo enseñamos cómo montar este filtro.

La conmutación rápida de fuentes conmutadas, utilizadas en muchos equipos electrónicos, o incluso la conmutación de los cepillos de motores eléctricos, encontrados en electrodomésticos genera armónicos de altas frecuencias que tanto pueden propagarse por la red de energía como por el espacio en forma de ondas electromagnéticas. Estas interferencias causan problemas de funcionamiento en diversos tipos de equipos, principalmente los que reciben señales de radio como receptores de radio y televisores e incluso equipos de sonido.

Si el problema de interferencia es causado por su propagación a través de la red de energía, se puede resolver con un simple filtro. Este filtro puede ser intercalado tanto entre el aparato interferido y la red de energía como entre el aparato interferente y la red de energía.

El proyecto que proponemos consiste en un filtro pasa bajas que puede operar con corrientes hasta unos 2 A, lo que significa que los aparatos conectados en él no deben superar los 200 W en la red de 110 V y 400 W en la red de 220 V. Para potencias mayores , las bobinas se deben enrollar con hilos más gruesos.

 

Como funciona

Lo que tenemos es un filtro LC doble del tipo pasa bajas. En este filtro la energía pasa por los inductores, desde el enchufe a la toma, pues consiste en el componente de baja frecuencia. Sin embargo, las señales interferentes de altas frecuencias no pasan, siendo colocadas en corto, por los dos capacitores.

Este filtro es del tipo más simple que no tiene conexión a tierra. Sin embargo, es posible utilizar dos capacitores en serie en cada rama y en la unión de ellos, hacer una conexión a tierra, en cuyo caso el filtro se vuelve más eficiente.

El número de espiras de la bobina y el valor del capacitor determinan la eficiencia del filtro, sin embargo existen límites, pues además de ellos, la propia energía de la toma es afectada. Así, los valores indicados en este proyecto se dimensionan para una buena operación del filtro.

Si con la colocación del filtro los problemas de interferencia aún persisten es señal de que no se propaga por la red de energía, sino por el espacio. En este caso la solución dada consiste en el blindaje y puesta a tierra del aparato interferente.

 

Montaje

En la figura 1 tenemos tanto el diagrama del filtro como su montaje, con los componentes soldados en un puente de terminales. El aparato debe cerrarse en una caja metálica para que las señales interferentes no se irradian. Si es posible, esta caja debe ser puesta a tierra. Los capacitores deben ser obligatoriamente tipos de poliéster con tensión de trabajo de al menos 250 V si la red es de 110 V y al menos 400 V si la red es de 220 V. Tipos de alta calidad son recomendables por trabajar directamente conectados a la red de energía.

 

Figura 1- Diagrama y montaje del filtro contra interferencias.
Figura 1- Diagrama y montaje del filtro contra interferencias. | Haga click en la imagen para ampliar |

 

 

Las bobinas L1 y L2 consisten en 20 a 50 espiras de hilo esmaltado de 18 a 22AWG enrolladas en un pequeño bastón de ferrita. Los bastones de ferrita se pueden obtener de radares transistorizados antiguos fuera de uso. Romper con cuidado las ferrites en el tamaño necesario (3 a 6 cm) para enrollar de las bobinas.

Muchas fuentes clave de aparatos comunes como placas madre de computadoras utilizan filtros en la entrada y en ellos se encuentran bobinas con núcleos toroidales como la de la figura 2. Si el lector tiene disponible una placa con este tipo de bobina, en el proyecto, utilizándolas en lugar de L1 y L2 que están en núcleos cilíndricos. La ventaja de estas bobinas toridales es la mayor inductancia debido al recorrido en anillo para las líneas de fuerza del campo magnético, que son más concentradas.

 

 Figura 2 - Bobina en núcleo toroidal que puede ser obtenida de computadoras y otros aparatos con fuentes conmutadas.
 Figura 2 - Bobina en núcleo toroidal que puede ser obtenida de computadoras y otros aparatos con fuentes conmutadas.

 

 

También tenemos una solución en la que las dos bobinas se enrollan en un mismo núcleo, pero en el mismo sentido, en cuyo caso sus campos se cancelan y así el efecto sobre la interferencia es mayor. Estos filtros utilizan bobinas en modo común, como la mostrada en la figura 3. Si el lector tiene un ordenador o una fuente de computadora fuera de uso, puede encontrar una bobina como la mostrada en esta figura y utilizarla en el filtro de manera eficiente.

 

Figura 3 - Bobina para filtro en modo común.
Figura 3 - Bobina para filtro en modo común.

 

 

Observe el sentido de bobinado de las bobinas.

 

L1, L2 - Bobinas - ver texto

C1, C2 - 100 nF - capacitores de poliéster - ver el texto

P1 / X1 - Enchufe y toma de acuerdo con el aparato alimentado

Varios:

Cable de fuerza, caja para montaje, hilos, soldadura, etc.