Входной фильтр подавления ЭМП, Фильтр ЭМП для источника питания на 10...20 Вт Опции

[uwboy]

Итак, господа, прошу помощи!

Проектируемое устройство:

• измерительное устройство;
• микромощные входные сигналы;
• металлический корпус с окном индикатора;
• источник питания на борту.

Требования к источнику по основной функции:

• выходная мощность порядка 10...20 Вт;
• три варианта питающей сети по исполнениям: постоянный ток, 27 В, переменный однофазный 220 В 50 или 400 Гц;
• разброс напряжения питания порядка ±25%.

Требуется помехозащита по ГОСТ 30804.4.4 (наносекундные импульсы) и ГОСТ Р 51317.4.5 (микросекундные импульсы) для группы исполнения III по ГОСТ 32137.

В основу конструкции защищаемого источника питания положено следующее:

• DC/DC-преобразователь 27-->±12 В на 20 Вт;
• низкочастотный трансформатор (один и тот же для 50 и 400 Гц) 220-->27 В, после всё тот же DC/DC-преобразователь.

Я пытаюсь спроектировать помехоподавляющий фильтр. Разумеется, из того, что есть в перечне МОП 44. Самостоятельный поиск к значимым результатам меня не привёл. Надеюсь на помощь опытных товарищей.

Рассматривал следующие варианты:

• Захаров, А. Защита промышленных приборов в соответствии с нормами по электромагнитной совместимости. Компонентны и технологии №5, 2006. Топология на рис. 6.
• Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Г. С. Найвельт, 1986. Топология на рис. 12.14.

Но затрудняюсь оценить их эффективность при помощи схемного симулятора и описания метода испытания по ГОСТ.
Буду признателен, если растолкуете или укажете доходчивую литературу.

Также отмечу по результатам симуляции: достаточно эффективно подавляется наносекундная помеха «провод—провод» между линиями питания при помощи симметричного ФНЧ четвёртого порядка (Найвельт, таблица 12.3, Г-образный с индуктивным входом); перераспределение энергии пачки наносекундных импульсов даёт небольшое перенапряжение, приведённое к первичной обмотке низкочастотного трансформатора.

Что-то подсказывает мне, что я глубоко неправ.

[КОРД]

низкочастотный трансформатор (один и тот же для 50 и 400 Гц) 220-->27 В, после всё тот же DC/DC-преобразователь.

А зачем на 27В??? Лишняя ступень...
В случае сетевого питания - сразу тогда на 12В.

[uwboy]

Непонятно, почему вы ухватились именно за фильтр.

Это устройство защиты для источника питания. Для измерительной части — экранировка и RC-цепи по входам. Мощная импульсная помеха прикладывается именно ко входу источника питания.

А зачем на 27В??? Лишняя ступень...
В случае сетевого питания - сразу тогда на 12В.

Две причины: унификация и стабилизация с высоким КПД (при значительных отклонениях напряжения питания сети) в импульсном источнике.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=AK=]

Это устройство защиты для источника питания. Для измерительной части — экранировка и RC-цепи по входам. Мощная импульсная помеха прикладывается именно ко входу источника питания.

Неужто у вас источник питания сбоит от помех? Невиданное дело. Обычно источнику питания глубоко на**ать на все наносекундные помехи, он их вообще не замечает.

Источник питания боится мощных ("микросекундных") помех, он от них выгорает. Однако EMC фильтры от мощных помех не защищают. От слова "совсем".

Вот такая загогулина получается... (с)

[uwboy]

Неужто у вас источник питания сбоит от помех?

Сбоит измеритель. Но помехи через источник просачиваются. Буду признателен за конкретные предложения или критику.

Источник питания боится мощных ("микросекундных") помех, он от них выгорает.

От них тоже защищаюсь.

Однако EMC фильтры от мощных помех не защищают. От слова "совсем".

Да-да. Я уже оценил массо-габаритные характеристики ФНЧ, способного накопить энергию, сравнимую с энергией микросекундных импульсов. Тут, похоже, только варисторы, органичительные диоды и прочие нагреватели. Здесь микросекундная помеха не должна выводить фильтр из строя. Через низкочастотный трансформатор она проходит плохо и, как мне представляется, остатки эффективно давятся фильтром перед импульсным источником (благо, амплитуда как минимум в 10 раз меньше, а сопротивление источника больше).
Кстати, хотел поинтересоваться, следует ли демпфировать конденсаторы чтобы подавить резонансы EMC-фильтра?

Спасибо за подтверждение.

[=AK=]

Сбоит измеритель. Но помехи через источник просачиваются. Буду признателен за конкретные предложения или критику.

Конкретное предложение состоит в том, чтобы перестать рассматривать по-отдельности блок питания и измеритель. У вас сбоит устройство, вот и рассматривать надо устройство в целом. Еще раз повторяю, прежде всего надо рассмотреть пути распространения помех и обеспечить оптимальную топологию земляных цепей.

Вы стандарт на испытания на EFT уже прочитали? По стандарту вам положено инжектировать наносекундные помехи не только в провода питания, но (через емкостные клещи) также в каждый подходящий к устройству кабель. А устройство при этом должно находиться в 100мм над сплошной заземленной поверхностью. Представили? Вот и смотрите, как и куда у вас при этом помехи побегут, и много ли им помешает этот ваш EMC фильтр в питании.