После курения ГОСТов и исследования considerated layout`ов переразвел макет и уперся в отсутствие материалов для нового макета. А пока они возникают, решил пристальнее посмотреть на печатную плату неисправного компьютерного БП с активной PFC. И был немало удивлен сочетанием изрядного пренебрежения священными правилами разводки ККМ с тем, что эти БП все-таки нормально работают! После некоторого чухания лба сделал следующее:
- восстановил исходный вариант разводки земли макета;
- прервал землю между ножкой С8 и истоком VT1;
- соединил напрямую ножки C8 и C4
(т.е. сделал минусовой вывод C4 центром "земляной звезды")
- убрал экспериментальные 10нФ между соединением R1 и R2 - и землей.
В результате ККМ заработал на малой мощности: с нагрузкой 3,3кОм в полном диапазоне входных напряжений держит стабильно 395VDC выходного. Кстати, резистор 3,3кОм изрядно греется, и оказалось, что то, что до сих пор я считал холостым ходом - на самом деле при номинальном выходном напряжении 47W мощности в нагрузке.
Осциллограммы при нагрузке 3,3к - файлы 0-3.
В файле 4 - осциллограммы при большой нагрузке (лампы 75W + 75W + R=3.3k). Видно, что Ucontrol выше 3,6В, контроллер вышел из режима стабилизации напряжения (Uвых=352В). Не мог понять - почему при сниженном модулирующем напряжении Um скважность не максимальная? Насколько я понял - тут срабатывает сразу две блокировки:
- Dynamic Responce Enhancer - возможно, включается примерно через 1мс после нуля сетевого напряжения, и выключается за 1мс до следующего. Из-за чего резко возрастает Ucontrol. А поскольку его величина при генерировании модулирующего тока Im находится в знаменателе дроби (см. eq.8 стр. 14 датащита), то мы и видим плоскую вершину вместо горба выпрямленной синусоиды на осциллограмме Um.
- Over-Power Limitation - срабатывает в каждом цикле ШИМ, ограничивая скважность небольшой величиной. Думаю, именно благодаря OPL я был в тупике все это время, а макет все еще жив
В файле 5 - та же ситуация, но на быстрой развертке. Примерно посередине плоской вершины Um напряжение на резисторе R6 достигает где-то -0,3В, что соответствует пиковому току 3А. Явно занижен порог ограничения мощности. Недолго думая, припаял еще 0,1Ω параллельно R6. При этом возрос в 2 раза и порог срабатывания защиты по току Over-Current Protection. По расчету (eq.20 стр.19 датащита) его величина была 6,6А, стала 13,2А, что для VT1 SPP20N60 вполне приемлемо. Остался невыясненным вопрос - не войдет ли в насыщение сердечник дросселя L1? Каюсь, на него просто махнул рукой, а надо бы выяснить, прежде чем нагружать на номинальную нагрузку. А пока что выяснилось, что с уменьшенным шунтом ККМ согласился работать на "большую" нагрузку. Лампы 75W + 75W потребляют 0,293А; R=3.3k потребляет 0,12А, итого 116+47=163W.
В файле 6 - та же ситуация, но R6 уменьшен, выходное напряжение в норме, и макс. ток катушки уже ампер 5.
Итак, что реально изменило ситуацию:
- Для уменьшения наводок на вывод Ufb: перенесены R1 и R2, и увеличен С10 до 10нФ - спасибо SmartRed;
- С подачи Plain огранизовал "земляную звезду" с центром на минусе C4;
- Вдвое уменьшил номинал шунтового резистора R6.
Теперь макет работает беззвучно. Только при малых входных напряжениях разделительный транс трещит На нагрузке 163Вт при уменьшении входного напряжения имеем стабильные 395В, (файлы 7,8,9) которые начинают проседать при 125В и ниже (файл 10).
Было любопытно увидеть воочию осциллограммы потребляемого тока с ККМ (файлы 11-14) и без него (файлы 15 и 16): без питания 14В имеем мост, кондер и активную нагрузку на нем.
Естественно, окончательная схема будет разведена по-другому. Но работает же некошерно разведенный каскад PFC в компьютерном БП - почему бы и моему макету не заработать? Тем более, что кое-что уже получилось.
Остались вопросы:
- проверить порог насыщения сердечника дросселя - чтоб гарантированно не насыщался. Буду читать Прессмана; есть Эпкосовская программка Magnetic Design Tools, которую пока не освоил. Может, с нею это можно просто вычислить?
- уменьшил шунт - что еще надо изменить в схеме для корректной работы с полной нагрузкой во всем диапазоне входных напряжений?
- не знаю, стоит ли применить выводные резисторы в нижних плечах делителей R9-R13-R11 и R1-R2-R3? Чтоб не плыло выходное напряжение с температурой, или еще что... в общем, не доверяю SMD-резисторам.
- и по-прежнему с интересом жду мнение форумчан.
2016_02_04___half_loaded_working.rar ( 1 мегабайт )
Кол-во скачиваний: 53Цитата(SmartRed @ Jan 30 2016, 20:12)
Надо разделять землю силовых цепей и землю управляющей электроники.
И соединяться эти земли должны так, чтобы сквозь землю управляющей электроники не протекал ток силовых цепей.
...
В силовой части в особенности надо минимизировать контура по которым замыкается переменная составляющая.
А меньшую нагрузку схема держит?
Да, 3,3кОм все время нагружает выход; и при 395В это 47Вт. Я как-то не обратил на это внимания с самого начала
В первом варианте макета ток силовых цепей вроде бы не протекал. Но текли токи импульсов на затвор VT1. И на ножке истока было разветвление тока: ток драйвера через проводник между платами возвращался на минус C8, а ток истока по своему печатному проводнику на большой плате возвращался на минус C4.
Теперь же токи затвора и истока текут вместе по участку печатному проводнику между истоком VT1 и минусом C4, и лишь потом ток затвора прямым навесным проводом возвращается на минус C8. Чего-то тут я недопонял. Разве что в прежнем варианте падение напряжения на печатном проводнике между истоком VT1 и минусом C4 (импульсы тока стока) добавлялись к каждому напряжению, которое контроллер мерил отн. своей земли = отн. потенциала ножки стока VT1?
А с минимизации площадей контуров я начинал разводку
Подскажите, плиз: в ГОСТ Р МЭК 60601-1-2010 в Таблице 11 указаны минимальные ПУТИ УТЕЧКИ и ВОЗДУШНЫЕ ЗАЗОРЫ между частями противоположной полярности в СЕТЕВОЙ ЧАСТИ. Если сетевая часть включает в себя каскад PFC по схеме моего макета - к каким цепям относятся эти зазоры? Ну, понятно, что это будут 2 проводника переменного тока на вход моста VD10. А какие еще? Там указано, что до 17В путь утечки должен быть не менее 0,8мм. Не может быть, чтобы это относилось, например, к цепям противоположной полярности 14В - питание каскада PFC! Не уверен - надо ли с таким зазором (а для 400В это уже 3,2мм) разводить цепи +VD10-L1-VD1+С4 и -VD10-R6-(-C4) ?
Или же про эти пути утечки можно забыть для цепей после сетевого фильтра, включающего защиту от импульсных перенапряжений? (И разводить исходя из прочности изоляции на плате между двумя проводниками). Но тогда, мне кажется, это должно быть где-то указано...
Цитата(Dima92 @ Jan 31 2016, 15:59)
В IPC-2221a (легко ищется) в разделе 6 - Electrical Properties указано сколько мм на какие напряжения.
Нашел, спасибо. Но рядом там же упоминался IPC-9592B
"For power conversion circuits ", и по евонной формуле зазоры получаются больше чем для uncoated external conductors в IPC-2221a. Так что для меня полной ясности все еще нет.
Сообщение отредактировал Dmitry__ - Feb 5 2016, 17:51
Наладка ККМ/PFC на NCP1654, ККМ 250Вт на NCP1654 с универсальным входом (85-265VAC)
Jan 28 2016, 12:31
