Подавление ВЧ помехи в fly-back AC-DC преобразователе. Опции

[uq.vintch]

Здравствуйте.

В настоящий момент занят разработкой AC-DC преобразователя, номинальной выходной мощностью в 70W.
Выход: 22В 3А
Вход: 100..240В

За основу взял TOP Switch HX.

В настоящее время проектируется уже вторая версия (первая имела 3 ревижина + 1 прототип) этого блока питания.
И самый тревожный для меня момент - наличие этой проклятой высокочастотной помехи, которая вызывается индуктивностью рассеивания...
Частота затухающих колебаний превышает 20 МГц, амплитуда в отдельных случаях достигала 1В.

На самом деле, нагрузке, впринципе, эта помеха не существенна. Но здесь другая проблема - у меня на БП стоит микроконтроллер, который пока что питается через линейный параметрический стабилизатор. И вот тут то начинается самое интересное.. Помеха имеет очень высокую частоту, изза этого, естесственно, стабилизатор она пролетает без каких-либо изменений. И на линии питания МК имеем 5В и пики в среднем близ 500мВ амплитудой (1В это был совсем страшный случай).

Сейчас начал всё почти с нуля. Собрал макетную печатную плату (она является именно печатной платой, разведена с учётом специфики SMPS, но имеет макетные элементы - тест-поинты, площадки под токовые петли и тому подобное), спаял. Для трансформатора установлен разъём, в который ETD29 вставляется непосредственно. Дополнительно, для начальных тестов сделан переходник под POL-30030 от Premier Magnetics.

Последняя версия трансформатора имела двухсекционную первичную обмотку и односекционную вторичку + экран поверх магнитопровода.
Сравнивая помехи на выходе между моим трансформатором и POL-30030 - разницы почти нет.
Посмотрел на выход у БП MeanWell, 12V 55W - амплитуда меньше раза в 3.

Завтра приступаю к полному расчёту трансформатора и компонент схемы, начну мотать... Пока что в голову лезет только 2 экрана поверх первички и вторички соответственно + экран поверх магнитопровода.
Бусины сегодня уже попробовал поставить, они не дали никакого эффекта. Но здесь оговорюсь. Индуктивность у бусинок близ 7мкГн. Ток насыщения - менее 1А. Поэтому (поправьте меня, если я не прав) по-идеи, при выходном токе в 3А она будет просто по-определению бесполезна...
Дополнительно попробовал взять кольцо М2000НМ, намотать на нём пару витков с большим расстоянием (чтобы минимизировать межвитковую ёмкость), получил индуктивность близ 5мкГн, впаял - разницы совершенно никакой.

И в завершении, все уже полагаю поняли в чём состоит собственно вопрос - господа, пожалуйста, если кто-то сталкивался и нашел удачные решения, прошу, поделитесь опытом. Любые идеи, как минимизировать помеху или скорректировать дизайн, чтобы получить амплитуду этой помехи ну хотябы до 100мВ... Иначе у МК здорово глючит АЦП, да и вообще както всё некрасиво...

Также, дополнительный вопрос. На предыдущих блоках была проблема - сгорали диодные мосты. Причём каждый раз летел только один мост, ну и предохранитель разве что. Вопрос - это может быть как-то связано с этой самой помехой (в высоковольтной части её амплитуда поболее будет), либо причина только в мостах. Мосты, кстати, "таблетки", непонятно чьего производства, чей предельный ток совпадает с потребляемым (упущение разработки...).

Последнее. Следующий этап развития, ещё не утврждённый, но намечаемый - сборка этого же блока, но с выходом 144В 0.35А. Пока не буду сильно затрагивать эту тему, но всёже, кто как считает, здесь будут какие-то проблемы, кроме конструкции обратной связи?

Заранее всем большое спасибо за участие, буду отписываться по мере продвижения. И буду очень признателен за любые ответы, кроме безпочвенной критики

[uq.vintch]

Межземельный конденсатор забыл нарисовать. Стоит 2.2nF 2kV Y1 между HV DC "+" и Выходной GND. Если вы о нём...
К слову - его установка заметно влияет на этот шум, но видимо не достаточно хорошо.

Снаббер на выходном диоде будет стоять, но из практики - его установка почти никак не сказывается на выходе.

Обратная связь с С4 вроде должна быть, до выходного дросселя.

Да, Power Integrations рисуют везде так, но я нигде не нашёл объяснения, почему. И судя по просто здравому смыслу, поидеи, это не должно иметь никакой разницы. Завтра попробую переставить из интереса... На предыдущих версиях делал отвод, взятый до выходного дросселя, а здесь почему-то решил поумничать))

POL-30030 для 22 вольт - может и не самое лучшее решение.

Это факт. Как я сказал - сие творение, лишь макет, а POL-30030 - только для старта. Завтра расчитываю и мотаю трансформатор на 22В. На предыдущих версиях также стояли трансформаторы собственного проекта; правда расчитанные PI Expert. В этот раз основательно перекопав теорию, расчитывать буду всё самостоятельно; всякие "умные программки" к добру не приведут.

Еще стандартный вопрос: а где это такая сеть 100-240? С таким диапазоном делать сложнее, Ваша схема работать не будет. А вот зачем это вообще нужно оценивалось?

Блок питания делается для уличного фонаря, достаточно функционального, с расчётом на среднесерийное производство (план до 1000шт/месяц). Поэтому логично предусмотреть универсальное входное напряжение, как минимум из соображений маркетинга.
Предыдущие версии тестировались в диапазоне 90-240В - работали на ура, не считая шума и, как в последствие оказалось, сгорающих мостов. В самом деле, совершенно нелепая ошибка...

Добавлю, что следующим этапом планируется интеграция PFC. Отсюда всего 100мкФ ёмкости на входе. Но это уже другая история...

Microwatt, вы сказали, что достичь 100мВ вполне просто. Позволю себе предположить, что замеры были произведены со сравнительно узкой полосой пропускания.
При включении ограничения полосы до 40 МГц, я наблюдаю заметное снижение амплитуды иголок.
И в довершении, не удержался, нашел свой старый осциллограф с полосой в 10 МГц, посмотрел на выход... Чего и следовало ожидать:

Здесь шума не видно вовсе.
Если я не прав, то моё положение ещё печальнее

[stells]

Да, Power Integrations рисуют везде так, но я нигде не нашёл объяснения, почему.

по-моему после дросселя сигнал уже сильно отстает и Вы его никакой ОС не скорректируете - болтанка будет на выходе

Для измерения пульсаций выхода на щуп осциллографа рекомендуют одевать керамику+электролит небольшой - их у меня нет. Да честно говоря, не вижу особого смысла в этом; имхо - это способ скрыть проблему с глаз))

вроде писали уже много раз, что эти иголки есть, даже если ткнуться щупом в землю. т.е. это наводки на щуп, а не реальная помеха

[Vokchap]

вроде писали уже много раз, что эти иголки есть, даже если ткнуться щупом в землю. т.е. это наводки на щуп, а не реальная помеха

Верно.
+ организация длинных измерительных контуров с заземлением в нескольких точках, которые дёргают возвратные токи (возможно осцилл в розетке через вилку "землится"). Дизайном платы Вы обеспечили ёмкостным токам смещения транса путь возврата через измерительные цепи, сравнимый с возвратом через проходной конденсатор (который у Вас 2.2нФ). Возможно слишком высокий импеданс участка, где стоит этот конденсатор, возможно чрезмерно большая межобмоточная ёмкость у трансформатора, возможно просто дизайн платы "кривой".