Тестируем сетевые фильтры со встроенной USB зарядкой Orico!

Как часто вы покупаете сетевой фильтр, ну тот, который «Пилот»? Я думаю, что у вас на работе до сих пор служат те, первые модели «пилотов», которые появились ещё в начале 90-х. По ним ходят, их пинают, а им всё нипочём, и конструкция этих устройств не менялась уже четверть века. Однако, гаджетов в нашей жизни стало больше, свободных зарядочек — меньше, и как-то сами собой USB-порты стали обживаться в электрических розетках, а Тёма Лебедев даже выпускал USB-розетку на 4 порта «Розеткус-6».

Но без хайпа и переплаты за бренд, сегодня сетевой фильтр с USB-портами — это новая реальность офисной и домашней жизни: свободных портов вам хватит всегда, и не нужно искать зарядник или переживать, что ты оставил его дома.

Давайте посмотрим, как выглядит подобное решение от компании Orico

У нас на тестировании побывали аж 3 сетевых фильтра Orico с USB портами, и я бы разделил их на 2 класса: 10-портовый (чёрный) и 5-портовый (белый) будут жить у вас под столом, как и большинство их собратьев. Электрические вилки, в принципе, вполне спокойно относятся к тому, что по ним ходят, ездят, пинают и моют мокрой тряпкой, а вот USB порты такого обращения не потерпят и быстренько сдохнут.

Я считаю, что оптимальным их расположением было бы вертикальное, но у Orico другое мнение на этот счёт. Например, широкий чёрный «пилот» имеет порты на торце, а длинный белый — сбоку.

Второй класс — это «пилот», который будет стоять у вас на столе, например, для подключения ноутбука. Обычно, много розеток такому сетевому фильтру не нужно, а применяется он, в основном, как удлинитель. Вот здесь уже оптимальная экономия рабочего места: USB порты и розетки установлены сверху.

Выходные сглаживающие фильтры

В качестве сглаживающих выходных фильтров используются те же LC-­фильтры, которые были рассмотрены выше. Однако в данном случае такие фильтры не удастся заменить покупными, и их всякий раз приходится рассчитывать разработчику. Выходной сглаживающий фильтр позволяет снизить пульсации выходного напряжения до единиц мВ или даже нескольких сотен мкВ. Уменьшение амплитуды пульсаций до десятков мкВ едва ли возможно, даже если увеличить число каскадов выходного фильтра.

Уменьшению пульсаций помешают паразитные составляющие компонентов фильтра и проводников печатной платы. Кроме того, из-­за джиттера частоты коммутации в спектре выходного напряжения могут возникать низкочастотные составляющие вплоть до нескольких Гц. Их, конечно, невозможно подавить сглаживающим фильтром. Таким образом, если требуется ограничить пульсации выходного напряжения вплоть до мкВ, после сглаживающего фильтра в цепь питания устанавливается LDO-регулятор.

Рис. 7. Сглаживающий фильтр на выходе повышающего преобразователя

Рассмотрим наиболее распространенную конфигурацию сглаживающего фильтра – π-фильтр (или П-фильтр). Схема его включения в цепь повышающего преобразователя приведена на рис. 7 [1]. Резонансная частота этого фильтра определяется из выражения (4).

В отличие от ЭМП-­фильтра, сглаживающий фильтр входит в состав контура обратной связи, поэтому частота среза фильтра не должна быть меньше 10–20% частоты коммутации. В противном случае уменьшается устойчивость системы из-­за запаздывания в петле обратной связи, что приводит к затягиванию переходных процессов, а также к ухудшению устойчивости из-­за уменьшения запаса по фазе. Как и в случае с ЭМП-­фильтрами, в сглаживающий фильтр необходимо ввести демпфирующую цепочку. На рис. 7 показаны три возможных варианта цепочек демпфирования.

Вариант демпфирования 1 с введением резистора RFILT представляется самым простым и экономичным, но введение этого резистора ослабляет эффективность фильтра. Кроме того, уменьшается импеданс параллельной RL-­цепочки фильтра. Вариант демпфирования 2 наиболее эффективен, т. к. эта цепочка улучшает характеристику фильтра, но увеличивает стоимость из-­за использования керамического конденсатора. На первый взгляд может показаться, что вариант демпфирования 3 – самый эффективный. Однако в этом случае требуется наибольшая емкость конденсатора. Следовательно, возрастает стоимость решения. К тому же, поскольку введение этой цепочки уменьшит полосу пропускания петли обратной связи, этот вариант следует исключить из рассмотрения.

Для высокочастотных преобразователей с малым выходным током имеется еще один нетривиальный вариант сглаживающего фильтра — вместо дросселя в фильтре используется резистор. Рассмотрим простой пример, где в качестве выходного фильтра PoL-­преобразователя с частотой коммутации 2 МГц и выходным током 20 мА применяется RC-фильтр. Пусть сопротивление резистора равно 10 Ом, а емкость конденсатора — 1 мкФ. Частота среза этого фильтра составит около 16 кГц; учитывая ослабление 20 дБ/декаду, получим, что пульсации с частотой 2 МГц ослабляются более чем в 100 раз. Однако придется смириться с падением напряжения 200 мВ на резисторе.

Заметим, что расчет фильтров носит приблизительный характер и расчетные параметры обязательно должны проверяться путем макетирования фильтра совместно с преобразователем. На величину емкости фильтра влияет напряжение заряда, частота пульсации тока, температура емкости. Индуктивность дросселя фильтра нелинейно зависит от тока. Кроме того, на характеристики фильтра будет влиять и преобразователь. Эти изменения невозможно учесть в практических расчетах. Помощь при разработке фильтра оказывают фирменные САПР для расчета фильтров. Например, схему расчета сглаживающего фильтра можно найти в [1]. Для расчета ЭМП-­фильтра можно воспользоваться средствами [2].

Высоковольтная часть

Наши домашние и офисные электрические розетки рассчитаны на ток 10 Ампер, и большинство сетевых фильтров имеют тонкий, дешёвый сетевой провод. У фильтров Orico кабель рассчитан на ток 16 Ампер, и он заметно более упругий и толстый. На практике это ничего не даёт, кроме ощущения, что у вас 1.5-кратный запас по мощности на кабеле.

В любом случае, при перегрузке, встроенный электромагнитный предохранитель отключит нагрузку, защищая проводку от пожара.

Как и у всех крутых сетевых фильтров, у Orico есть шторки на розетках, защищающие высоковольтную часть от пыли и детей.

Почему-то рассматриваемые сетевые фильтры не имеют крепления на стену, хотя было бы удобно.

Фильтрация от высокочастотных помех осуществляется по тому же принципу, как и у всех — на вход установлен конденсатор. Давайте посмотрим на форму напряжения в обычной розетке 220 В, и что даёт установка сетевого фильтра, для сравнения будем использовать фильтры APC серии SurgeArrest.

Как видите, разницы между Orico и APC никакой, так что как ни крути, но погоня за брендовыми сетевыми фильтрами не оправдана.

Рассматриваемая модель OSJ-4A5U-EU имеет четыре выключателя на каждую из розеток. С моей точки зрения, это — неоправданное улучшение, потому что например ногой ты не сможешь нажать кнопку, не задев соседнюю, а лезть под стол, чтобы выключать каждую розетку неудобно. Конечно, вы можете отключить принтер и компьютер, оставив работать USB-вебкамеру, или заряжая power bank, но это какой-то слишком частный случай.

Конструкция

Хочу отметить, что я не силен в области изготовления печатных плат, занятие это «на любителя», долгое и муторное, поэтому предлагаемое в данной статье решение было изготовлено на базе односторонней платы для макетирования. В целом, можно сказать, что все используемые в предлагаемом устройстве детали не являются экзотическими и легко находятся в специализированных магазинах.

Мое устройство выполнено не в виде некого разветвителя с розетками, а виде самостоятельного блока, снабженного входом и выходом сетевого напряжения, при этом используются стандартные евро-разъемы (как на компьютерной технике). К выходу соответственно подключается разветвитель с обычными розетками, к которому уже и подключается нагрузка. Эстеты могут изготовить по такому фильтру на каждое ключевое устройство своей аудиоаппаратуры. В бескомпромиссном решении [] предлагается устанавливать по фильтру ВЧ помех на каждую розетку, чтобы фильтровать «мусор» от самих подключенных потребителей. В своем решении я отказался от этой идеи в угоду удешевления устройства. На рис. 1 представлена схема фильтра.

Рис. 1. Схема фильтра.

Фильтр в целом состоит из трех частей:

1. Фильтр импульсных помех на базе варистора LS40K275, который обеспечивает поглощение импульса высокой энергии.
2. Фильтр постоянного напряжения на базе C4 и C5.
3. Фильтр ВЧ помех на базе промышленного устройства B84112-B-B110 производства фирмы Epcos.

Список использованных деталей в моем варианте:

При сборке устройства внимательно соблюдайте подключение деталей согласно схеме, особенно не перепутайте полярность подключения C4 и C5.

Внимание! Помните, устройство будет использоваться в сети с напряжением 220В! Собирая это устройство вы все делаете исключительно на свой страх и риск.

Законченное устройство может выглядеть как на рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2.

Рис. 3.

Конденсатор C7 является опциальным, его нахождение в схеме продиктовано исключительно изотерическими соображениями, а именно он призван гасить «звон» трансформаторов в нагрузке. Однако по-хорошему этот конденсатор должен находиться непосредственно на трансформаторных вводах внутри самой аппаратуры.

USB-часть

К компьютеру сетевые фильтры не подключаются, и как USB хабы работать не могут — только заряжают ваши смартфоны или питают другие USB устройства. Каждый порт может выдавать ток до 2.4 Ампера, причём суммарная мощность не ограничена искусственно: для пяти портов это — 40 Вт.

Отключения портов нет, ни общего ни индивидуального. Давайте протестируем зарядку смартфона при подключении напрямую и через 5-метровый USB-кабель.

Нас интересует вопрос: если выключателя USB портов нет, то получается, что преобразователи питания постоянно работают, и сетевой фильтр потребляет электричество, увеличивая ваши счета за энергию?

Используя измеритель питания мы выяснили, что в режиме простоя «пилоты» Orico потребляют 0.0 Вт / 5.6 ВА

, то есть даже когда к сетевому фильтру ничего не подключено, счётчик он не крутит, и на оплату электроэнергии не повлияет.

Выводы

Такие простые, но полезные сетевые фильтры, как Orico, дадут вам по 5 USB портов в любой комнате. Например, если вы делаете ремонт и что-то сверлите или режете — у вас под рукой зарядка для смартфона, повербанка или Bluetooth-колонки. Кстати, это очень удобно, особенно если вы во время работы слушаете Youtube через Bluetooth: раньше вам потребовалось бы две зарядки (причём, вторую для колонки надо было покупать отдельно), а теперь — нет.

Что понравилось:

• 16 Амперный провод
• Корпус из огнестойкого материала
• Ток USB до 2.4 А на порт
• Электромагнитная защита от перегрузки

Что не понравилось:

• Нет выключателя USB портов
• У 4-розеточных и 8-розеточных фильтров USB порты смотрят вбок
• Нет моделей с портом Type-C

При наличии таких удобных фильтров с USB портами, покупка обычного «пилота» уже не выглядит разумным решением: на кухне, в офисе или на даче, такие фильтры избавят вас от страха забыть зарядку.

Михаил Дегтярев (aka LIKE OFF) 30/05.2019
Теги ИБП

Отсечь все лишнее

LessLoss Firewall Current Conditioning Unit
Цена – 410 долларов (стандартная версия с кабелем LessLoss и модифицированным штеккером Oyaide C-079)

LessLoss USB Firewall Key

Цена – 385 долларов
Наша редакция не в первый раз сталкивается с продукцией LessLoss, и она всегда оставляет у нас самые позитивные впечатления. На очереди горячие новинки фирмы – и они действительно горячие, на USB-модуль уже растянулась очередь из предварительных заказов: кондиционер питания Current Conditioning Unit и “очиститель” USB-сигнала USB Firewall Key.

Оба продукта довольно дорогие по меркам массовой индустрии (410 и 385 долларов, соответственно), с другой стороны – весьма доступные в сравнении с устройствами класса High End. При этом производитель обещает если не большую, то вполне сравнимую с сетевыми кабелями фирмы эффективность.

Как и что фильтруем

На чем построен принцип работы новинок? Впервые примененная в кабельной продукции LessLoss DFPC технология фильтрации за счет скин-эффекта работает как очиститель сигнала от привнесенных в него высокочастотных помех со стороны как техники в вашем доме (от трансформатора питания в подъезде до холодильника на кухне), так и окружающего пространства – например, вышек связи или мобильных телефонов. Не надо читать учебники физики, все и так знают, что мир вокруг пронизан электромагнитным излучением. А вот его влияние на цепи питания вашего музыкального тракта или на сигнал USB производители аудиоаппаратуры изучают уже многие годы с переменным успехом.

По мнению разработчиков LessLoss как сам путь электрического сигнала от электростанции до конечной розетки в вашей комнате, так и воздействие на него в процессе, сказываются наиболее сильным эффектом на низкочастотном диапазоне, в средней мере – на средних частотах, и в меньшей степени – на высокочастотном диапазоне. Причиной тому служит коэффициент затухания, повышающийся с увеличением частоты сигнала. Это объясняет, почему кабели и фильтры, как правило, наиболее «слышны» в басовом регистре – обычно он становится более отчетливым и динамичным, а атака улучшается именно при замене дешевых кабелей питания на более дорогие.

Идея фильтрации за счет естественного эффекта затухания сигнала подкупает своей простой и очевидностью, однако успешно применить ее в готовой продукции смогли именно инженеры LessLoss. Более подробно почитать о технологии устранения шумов, мешающих сигналу, можно здесь(на английском языке). Компания в сетевых шнурах использует только проводники, способные провести ток от 41-60 А (!), специально ориентированные в пространстве для фильтрации помех.

Изучаем коробочки

LessLoss Current Conditioning Unit представляет собой деревянный бокс размером с пару пачек сигарет. С одной стороны корпуса расположен традиционный штекер для подключения сетевого кабеля, с другой – десятисантиметровый шнур LessLoss с разъемом Oyaide C-079. То есть модуль включается “в разрыв” питания вашего усилителя или плеера. Просто подключаете к сетевому разъему устройства коннектор Oyaide C-079 от Current Conditioning Unit, а с другой стороны втыкаете ваш кабель питания. Весит модуль совсем мало и проблем в инсталляции не доставит.

LessLoss USB Firewall Key похож на обычную флешку, только заключенную в аккуратный деревянный корпус. Разница лишь в том, что с другой стороны у нее есть разъем USB 2.0 type A. С одной стороны, это позволяет без проблем соединить несколько блоков USB Firewall Key в цепочку (и добиться, по словам производителя, еще большего эффекта). С другой – иногда может потребоваться коннектор USB 2.0 type B для дальнейшего подключения к устройству – а тут его нет.

LessLoss утверждает, что первые выводы о влиянии фильтров на звучание можно делать не ранее, чем через неделю прогрева.

Что слышим

Начнем с хороших новостей – новинки определенно работают. При использовании для подключения к сети монофонических усилителей мощности от VTL, LessLoss Current Conditioning Unit обращает на себя внимание уже знакомой нам фирменной манерой подачи – четкая, трехмерная сцена, весомый и подтянутый бас. Не услышать влияние фильтра в тракте невозможно, а, учитывая стоимость, он становится настоящим must have для желающих сэкономить на дорогих кабелях и использовать штатные «шнурки». Безусловно, полностью его эффект раскрывается с хорошим сетевым кабелем (в идеале – также от LessLoss), но фильтрация помех будет отлично работать даже с компьютерным пятидесятирублевым проводком питания.

USB Firewall Key работает сходным образом. При его использовании в связке iMac – Devialet 400 улучшился, в первую очередь, бас. Однако высокие частоты тут претерпели куда большие изменения, чем при использовании сетевого фильтра. Звуковая сцена стала действительно голографической, тарелки можно было просто потрогать руками. Включение двух USB Firewall Key один за другим еще немного увеличило этот эффект, но привело к небольшому сжатию сцены. А вот дальше кашу маслом мы уже испортили – три «свистка» дали мутный и не слишком управляемый бас. Так что, все хорошо в меру, либо нужен дополнительный прогрев.

Оценки

Дизайн 95

Качество изготовления 90

Звук 95

Функции 95

Итого 95

Вывод:
Несмотря на скромные размеры и общую «легковесность» аппаратов, заявленные результаты они обеспечивают. Технология работает – и добавить к этому нечего. Ждем новых интересных продуктов от LessLoss.
Александр Чечелёв

Редакция Hi-Fi.ru