|
Проблема с ЭМС в неизолированном buck конверторе, Завернули блок питания на ЭМСе... |
|
|
|
Nov 22 2011, 09:30
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Здравствуйте, разработали импульсный стабилизатор тока на популярной HV9961. Мощность по выходу 36 Вт. Выходной ток 0.35 А. Максимальное рабочее напряжение на выходе 120 Вольт. Особенность чудо-микросхемы - работа в режиме Toff=const и неизолированное решение. Преобразователь чудесно работает. Дает очень хороший стабильный ток на выходе, при малом количестве обвеса и без электролита на выходе. Прекрасно удерживает ток во всем диапазоне входных напряжений имеет большой рабочий диапазон температур. Короче подходит и все бы замечательно, но есть такая штука как сертификация. И ЭМС на источник питания для светильника куда более жесток чем для радиотехнической аппаратуры. ЭМС по ГОСТ Р 51317.3.2-2006. Сертификационныйй центр сказал что по ЭМС не прошли и выдал протокол со спектральными составляющими потребляемого тока. Рисунок в аттаче. В силу того что живем мы в своего рода удаленном районе, ближайший центр где можно проверить БП на ЭМС - соседняя область. Меня это конечно не радует - после каждого изменения отправлять - денех не напасешься. Решил попробовать хотя бы примерно оценить уровень помех... Сделал следующее - осциллографф Tektronix TDS2014B, токовый шунт (сопротивление его вычислил до 4 знака). Сохранил 5 осциллограмм тока с осцилла через софтину на комп и загнал в эксель. Сделал фурье и получил следующую картинку (аттач EMC1). Меня порадовала - очень похожа на ту что прислали их сертификационного центра. Т.е. цифры конечно же не точные, но картинки очень очень похожи. Еще нюанс - Мои графики в значениях амплитуды тока, график из центра в процентах. За 100% принято значение первой гармоники тока (50 Гц), исследование проводится на первых 40 гармониках - т.е. до 2500 Гц - сразу вопрос отпадает о пропускной способности осцилла. Дальше начались поиски решения - поставил кондер 0,47 мкФ (рекомендуемый даташитом) на выход - стало лучше (аттач EMC2). По входу у меня стоял дифференциальный фильтр - два конденсатора по 0.1 мкФ + PLY индуктивный фильтр между ними. Я добавил еще два конденсатора - два вывода соединяем вместе и на землю, два оставшихся на ноль и фазу входного питания. Стало хуже. (аттач EMC3). Результаты - научился проводить ЭМС (в неком наверное очень приближенном виде). Задавил 2, 4 и далее четные гармоники до нужного мне уровня 7, 5, 3 процентов. Осталась проблема с нечетными гармониками - она заключена в следующем - для третьей гармоники значение не должно превышать 29.7%, для 5-ой - 10%, для 7ой - 7%, для 9-ой - 5%. Далее все по 3 процента и только на нечетных. Вопрос - как при моем раскладе задавить третью гармонику почти в три раза не прибегая к ККМ, возможно ли это вообще??? Или смело разрабатывать ККМ? P.S. Эквивалента сети нет - сделал БПФ над входным напряжением - там гармоник много, в том числе пресловутая третья примерно 30% от первой - я понимаю что она вносит свой "вклад" в результаты моих изысканий, и даже понимаю что ее простое вычитание мне мало что даст - осцилл показывает разницу в децибеллах. По построенным мной графкам после фурье - все достаточно чисто. P.P.S. Прошу сильно не пинать - опыта не так много как хотелось бы, но все с чего-то начинают.
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
3 страниц
1 2 3 >
|
 |
Ответов
(1 - 42)
|
Nov 22 2011, 13:15
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 172
Регистрация: 14-11-11
Из: Москва
Пользователь №: 68 299

|
Тогда БП от любой техники (компьютерный и т.д. с кондером и без ККМ) имеет такой же ток? Или в них специально входные дроссели и кондеры установлены. Попробуйте свою схему запитать от кондера компьютерного БП, через все его входные цепи. Если поможет - то по очереди удалять компоненты вх. цепи, контролируя вх. ток. Оставить только нужные  Часто ставят резистор, но это скорее для ограничения тока при включении. Но, возможно, они и гармоники снижают? Может быть проблема в переключении диодов выпрямителя, попробуйте для проверки поставить быстрые диоды или, наоборот, медленные. Ещё можно попытаться "переименовать" свой прибор в дугую группу с менее жесткими требованиями...
|
|
|
|
|
Nov 22 2011, 13:40
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Цитата(SergCh @ Nov 22 2011, 13:57)  Странно, мне казалось что при проверке на ЭМС проверяют помехи на частотах 0.15-30Мгц(150Мгц), они значит ещё и гармоники меряют. Что меряют и в каком диапазоне зависит от того что Вы сертифицируете. Цитата(SergCh @ Nov 22 2011, 13:57)  Коэффициент мощности тоже измеряют? Формально - нет. Цитата(SergCh @ Nov 22 2011, 13:57)  Гармоники можно задавить например конденсатором по входу или индуктивностью после выпрямителя. Или и то и другое. У меня кондер есть... даже три... они режут ВЧ. А тут надыть индуктивность и фильтр... но на такой гармонике - сомневаюсь. Цитата(SergCh @ Nov 22 2011, 13:57)  Расскажите, как вы ток разлагали в фурье в экселе. Для экселя есть такая штука - Пакет анализа данных. Там есть Фурье. Есть только неудобство - количество отсчетов то ли четным должно быть, то ли степенью двойки - не помню точно. Но работает и считает верно. Я графики строил в проге SciDAVis. Она также умеет делать преобразование Фурье.... очень кстати прога понравилась. Цитата(Plain @ Nov 22 2011, 14:10)  Такой БП потребляет ток от сети только когда напряжение в ней больше напряжения линейки, отсюда и типичный спектр прямоугольника. Согласен... и тоже прихожу к выводу что фиг чего задавлю... Цитата(Plain @ Nov 22 2011, 14:10)  Корректор автоматом получился бы в случае инвертирующего преобразователя (т.е. с полным, а не частичным переносом энергии дросселем), но данная схема на это не способна. Тут только руками развести остается... и начинать делать ККМ. Цитата(alexvu @ Nov 22 2011, 17:15)  Тогда БП от любой техники (компьютерный и т.д. с кондером и без ККМ) имеет такой же ток? Или в них специально входные дроссели и кондеры установлены. Совершенно верно )) Только уровень ВЧ помех гораааздо больше. И там надо смотреть спектр мощности. Цитата(alexvu @ Nov 22 2011, 17:15)  Попробуйте свою схему запитать от кондера компьютерного БП, через все его входные цепи. Если поможет - то по очереди удалять компоненты вх. цепи, контролируя вх. ток. Оставить только нужные  Часто ставят резистор, но это скорее для ограничения тока при включении. Но, возможно, они и гармоники снижают? Может быть проблема в переключении диодов выпрямителя, попробуйте для проверки поставить быстрые диоды или, наоборот, медленные. Сомневаюсь что поможет - частота не та... но завтра еще поиздеваюсь над всякими другими источниками. и Погляжу. Цитата(alexvu @ Nov 22 2011, 17:15)  Ещё можно попытаться "переименовать" свой прибор в дугую группу с менее жесткими требованиями... Вот это толковая идея, но меня не пускают в другую группу. К сожалению наша система ГОСТов все еще базируется на "старых" понятиях и такой штуки как светодиодный светильник совершенно нет.
|
|
|
|
|
Nov 23 2011, 03:15
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Цитата(Пушкарев Михаил @ Nov 22 2011, 18:33)  На изделия группы С (осветительные приборы с потребляемой мощностью более 25 Вт) заложены очень жесткие требования. По-видимому, это сделано из-за их потенциально большого количества. Наверняка такие же требования и в иностранных стандартах. Причина большого уровня нечетных гармоник в потребляемом токе - работа выпрямителя на емкостную нагрузку. Помочь может только коррекция коэффициента мощности включением дросселя большой индуктивности, либо активного ККМ. Последнее заставит отказаться от HV9961. Почему заставит отказаться? Цитата(Microwatt @ Nov 23 2011, 02:23)  Похоже, завернули не по ЭМС а таки по коэффициенту мощности. HV9961 листал, но не включал, точно ее возможности вспомнить не могу. Делал я как-то светодиодный источник с заумными требованиями. Выкрутился вроде через полу-ККМ на коммутируемых конденсаторах. Цена вопроса - три диода и резистор. Поищите, ключевое слово "valley-fill" Нет, завернули как раз по ЭМС... коэфициент мощности их устроил... Уровень любого пользователя на форуме определяется количеством сообщений - но это по теории. По факту - microwatt в своем репертуаре - Veni, vidi, vici... за что ему огромное спасибо. ))) результаты добавления "valley-fill" в аттаче... И картинки всех графиков для сравнения... К сожалению, несмотря на то что третья гармоника (29,7% от 1ой) задавилась как надо, то 7-ая (требуется 7%) и 9-ая (требуется 5%) пока слишком высокие. Совсем не хочется делать полноценный ККМ... UPD: применил схему без удвоителя на конденсаторах - с удвоителем получается картинка хуже... Опять же вероятно что номиналы не удачно выбраны...
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Nov 23 2011, 05:40
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Цитата(Пушкарев Михаил @ Nov 23 2011, 08:48)  Наверняка найдется решение, в котором совмещаются ККМ и стабилизатор тока. Ваши рисунки не смотрел, очень уж они объемные. На прикрепленном рисунке демонстрация того, что причина высокого уровня нечетных гармоник именно в работе выпрямителя на конденсатор. Наверняка найдется... но есть у них определенные проблемы... Ну конденсатор я все-таки убрал... в VFPFC уже их итак кучка... что интересно, в документации на VFPFC - графики очень красивые... думаю, чего-же у меня-то не так
|
|
|
|
|
Nov 23 2011, 18:42
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Цитата(MTh @ Nov 23 2011, 07:15)  Нет, завернули как раз по ЭМС... коэфициент мощности их устроил... Если бы завернули по ЭМС, сказали бы что излучает на частоте, например, 200кГц или 5Мгц выше положенного. На гармониках частоты преобразователя другими словами. А если речь зашла о гармониках тока на 50Гц - только коэффициент мощности рассматривается. Ничего другого. В приведенных выше ссылках рассматривается несколько усложненная схема "заполнения долины". В первоначальном варианте она гораздо проще. Там сначала смущает большой номинал резистора последовательно для зарядки конденсаторов. Но если вспомнить ТОЭ, то низкий КПД при зарядке конденсатора через резистор только при зарядке с нуля. При дозаряде на 10-20% все не так уж плохо. Вот варьируя параметры этой схемы и можно добиться сносной компенсации гармоник. По крайней мере IR как-то добился для люминисцентных ламп соответствия стандартам. Жаль, не найду сейчас ссылку...
|
|
|
|
|
Nov 24 2011, 04:50
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Цитата(Microwatt @ Nov 23 2011, 21:42)  Если бы завернули по ЭМС, сказали бы что излучает на частоте, например, 200кГц или 5Мгц выше положенного. На гармониках частоты преобразователя другими словами. Суть в том что я попадаю в категорию С по ЭМС для освещения. Там верх анализа ЭМС - 2500 Гц. Цитата(Microwatt @ Nov 23 2011, 21:42)  А если речь зашла о гармониках тока на 50Гц - только коэффициент мощности рассматривается. Ничего другого. Ну распределение тока в гармониках - как раз и влияет на коэфициент мощности - так сказать одно из другого вылазит. Цитата(Microwatt @ Nov 23 2011, 21:42)  В приведенных выше ссылках рассматривается несколько усложненная схема "заполнения долины". В первоначальном варианте она гораздо проще. Да, но она не дает того эффекта который нужен. Цитата(Microwatt @ Nov 23 2011, 21:42)  Там сначала смущает большой номинал резистора последовательно для зарядки конденсаторов. Но если вспомнить ТОЭ, то низкий КПД при зарядке конденсатора через резистор только при зарядке с нуля. При дозаряде на 10-20% все не так уж плохо. Вот варьируя параметры этой схемы и можно добиться сносной компенсации гармоник. По крайней мере IR как-то добился для люминисцентных ламп соответствия стандартам. Жаль, не найду сейчас ссылку... IR в своем документе как раз дал эти данные и поставил резистор на 1.2 КОм - у меня даже 120 Ом - разогревается мама не горюй. Сейчас набрал маленько деталек буду ставить эксперименты. IR кстати приводит в документе данные по ЭМС аналогичные моим по % составляющим тока. И из 3 или 4 тестов в документе, пройден был бы только один. Проблемы те-же что и у меня - 3 и 5-ая гармоники задавлены, 7-ая выскакивает...
|
|
|
|
|
Nov 24 2011, 09:38
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
На самом деле поддерживаю Microwatt - пульсации тока на выходе очень велики (+/-30...50 мА) - на 100 Гц, глаза будет напрягать... сколько мы таких штук уже насмотрелись и налечились... Итак отчитываюсь: побаловался сегодня в следующих вариантах: emc9 - удвоитель напряжения на двух кондерах по 0.1 мкФ + VFPFC на двух кондерах и трех диодах. emc10 - удвоитель убран, собран VFPFC yf 4 кондерах и 5 диодах + 2 резистора по 112 ом (5 Вт) emc11 - удвоителя нет, VFPFC на 4 кондерах и 5 диодах+2 резистора 156 Ом (5 Вт) на графиках по несколько линий - 5 раз снимал осциллограммы - чтобы среднее какое-то получить, метод-то малость неидеален... Задавить все так и не удалось... видно что резисторы давят гармоники, но значение сопротивления видимо должно быть в рамках килоом- полтора. Что означает что они будут греться как печки... Удвоитель напряжения дает сильный прирост промежуточных гармоник. Что дальше делать, пока не знаю. Активный групповой ККМ... или смена 9961 на какой-нить power int со встроенным ККМ.
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Nov 25 2011, 00:00
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Цитата(Microwatt @ Nov 24 2011, 17:57)  Хм... ну еще можно их (пульсации на выходе ККМ) немного подавить простым линейным стабилизатором тока. Не, у мну на выходе ККМ все ок, про пульсации я имел ввиду на 9963 EB. Цитата(Microwatt @ Nov 24 2011, 17:57)  Немного в мощности потеряется, но не так уж разительно. Посопротивляйтесь еще. Думаете есть смысл? Цитата(Microwatt @ Nov 24 2011, 17:57)  Современные еврозаморочки открывают большой простор для фантазии разработчика и траты денег покупателями... В кредит, разумеется.  разумеется
|
|
|
|
|
Nov 25 2011, 07:05
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 234
Регистрация: 28-02-06
Из: Иркутск
Пользователь №: 14 771

|
Сегодня предпринял еще одну попытку... результат на графике... видны явные улучшения по четным гармоникам, но результат все-равно недостаточный. Я думаю уломаю шефа послать данную версию на ЭМС чтобы получить действительный результат, но АККМ надо будет делать. P.S. Кому-нить интересны полные выкладки всего этого безобразия со сравнительными графиками и прочим? Я как бы не очень хороший специалист в области ЭМС силовой преобразовательной техники, но думаю с помощью форумчан сможем написать какой-нить достойный докУмент вольным стилем...
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Nov 25 2011, 11:45
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Цитата(Microwatt @ Nov 25 2011, 14:27)  Я об этом же. Ну-пару-не пару, может раза в 2-3 больше, но подавить вполне можно. Формула там простая — чем больше единовременных вложений в ёмкость ККМ, тем меньше будет долговременно поджаривать. Цитата(Microwatt @ Nov 25 2011, 14:27)  только - никаких МК в источниках. Кроме как моргать диодами и пищать в буззер. В атомных электростанциях — однозначно, а в быту — вполне нормально: http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_...0100726/184492/
|
|
|
|
|
Mar 16 2012, 01:03
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 19-10-05
Из: Воронеж
Пользователь №: 9 849

|
Внезапно возникла аналогичная проблема... Дабы не наступать на грабли, интересует ответ на вопрос: возможно ли на HV9961 сделать драйвер удовлетворяющий требованиям ГОСТов? Цитата(MTh @ Nov 25 2011, 10:05)  Сегодня предпринял еще одну попытку... результат на графике... видны явные улучшения по четным гармоникам, но результат все-равно недостаточный. Я думаю уломаю шефа послать данную версию на ЭМС чтобы получить действительный результат, но АККМ надо будет делать. Чем дело закончилось? Удалось ли получить положительный результат?
|
|
|
|
|
Mar 20 2012, 17:09
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 19-10-05
Из: Воронеж
Пользователь №: 9 849

|
Отчитываюсь, что у мну получилось: Вводные: Р=51Вт, схема: три диода + резистор 270 Ом без удвоителя. Pf=0,97, суммарный THD = 17.8% По номерам: №3=3,9% №5=3% №7=12,9% №9=8,9% Седьмую и девятую гармоники победить не удалось  ...... Вывод: по ГОСТ Р 51317.3.2 данное решение проходит только для мощности до 25Вт. Без вариантов..... Буду смотреть в сторону UCC28810 в топологии SEPIC.
|
|
|
|
|
Mar 20 2012, 19:11
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 19-10-05
Из: Воронеж
Пользователь №: 9 849

|
Цитата(тау @ Mar 20 2012, 21:00)  что касается сепиков , то Гиратор не ветках у Володина строил ККМ-ные сепики аж на UC3842, с красивым синусом потребляемого тока. гораздо "синуснее" чем в pmp5112. "Синуснее" чем нужно по ГОСТу не нужно  . Но всё равно спасибо за наводку - почитаю. Цитата(Plain @ Mar 20 2012, 21:59)  Вы перечитайте ветку, здесь не нужны никакие SEPIC и дополнительные корректоры, а простой PFC-инвертор (даже на готовых дросселях) и линейный стабилизатор. У меня по ТЗ ток 0,55А и напряжение 80-85В, "простой PFC-инвертор на готовых дросселях" видится с трудом
|
|
|
|
|
Mar 21 2012, 16:44
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 19-10-05
Из: Воронеж
Пользователь №: 9 849

|
Цитата(Plain @ Mar 21 2012, 07:30)  На Ваш труд никто и не посягает. К любому подходящему DCM-PFC-контроллеру цепляете, например, 6 шт. 22 мкГн SRR1280, и заводите обратную связь с выходов линейного источника тока из режимов. 600 мкФ можно набрать 10 мм диаметром электролитами. Так что, и ничего мотать не надо, и вполне себе плоский фонарь выходит, похожий на правду. А не левый стробоскоп. И всё-таки сепик мне кажется более красивым и лаконичным решением - никаких оптронов и живая нагрузка (а она больших денех стоит) в случае бздыка. Что касается пульсаций, то для уличного освещения, а у меня именно так, они не нормируются. А насчёт моточных - так китайцы с удовольствием намотают по одному доллару 1000шт EFD25, а это ощутимо дешевле чем 6 шт. 22 мкГн SRR1280 да и места займёт меньше....
|
|
|
|
|
Mar 21 2012, 23:03
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 19-10-05
Из: Воронеж
Пользователь №: 9 849

|
Цитата(Plain @ Mar 21 2012, 22:09)  EFD25 на 100 кГц такую мощность не потянет Ну тогда EFD30 по 1,2УЕ . Хотя практика показывает, что EFD25 на 50Вт с перегревом 30гр. в классическом BUCK-e на 75кГц вполне. Про сепик пока не знаю..... Цитата(Plain @ Mar 21 2012, 22:09)  оптрон с традиционным обвесом в предлагаемой топологии вовсе не обязателен, А как же тогда быть с этим: Цитата(Plain @ Nov 22 2011, 21:27)  Обратную связь по току проще передать оттуда (сверху) традиционно, оптроном, дополнив её параллельной цепью на ограничителе — чтобы напряжение на выходе не ускакало в случае обрыва в линейке. Как получить информацию о токе ОТТУДА т.е. СВЕРХУ? Цитата(Plain @ Mar 21 2012, 22:09)  а для случая пробоя выпрямителя какой-либо разницы с SEPIC нет. Пробой диода пмсм гораздо более редкое явление нежели пробой ключа Цитата(Plain @ Mar 21 2012, 22:09)  Пульсации яркости — это про электролит на выходе. Без него и стабилизатора тока на светодиоды пойдёт синус 100 Гц, т.е. перегрузка по току в 1,4 раза. И Я про электролит на выходе  Я не предлагал совсем отказаться от него. В случае отсутствия требований по пульсациям, не вижу необходимости стремиться принципиально избавиться от них схемотехническими методами и считаю возможным для себя обойтись электролитом вменяемого габарита без линейного стабилизатора. П.С. Вообщем не делал Я никогда сепиков, а тут вроде удобный случай подвернулся - не отговаривайте меня, не надо...
|
|
|
|
|
Mar 22 2012, 10:33
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Цитата(recolt @ Mar 22 2012, 02:03)  Ну тогда EFD30 по 1,2УЕ . Хотя практика показывает, что EFD25 на 50Вт с перегревом 30гр. в классическом BUCK-e на 75кГц вполне. Дроссель в buck из 50 Вт переносит в среднем половину, а в корректоре-инверторе (каковым является в т.ч. и SEPIC) дроссель переносит удвоенную полную мощность. Цитата Как получить информацию о токе ОТТУДА т.е. СВЕРХУ? Парой резисторов и усилителем тока. Цитата Пробой диода пмсм гораздо более редкое явление нежели пробой ключа. В инверторе пробой ключа нагрузке ничем не грозит. Цитата обойтись электролитом вменяемого габарита без линейного стабилизатора. Ещё раз повторю, чтоб без стабилизатора тока Вы получите пульсирующий ток — весьма маловероятно, что он абсолютно безвреден для столь дорогих Вам светодиодов.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|