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]

Integrator1983

Да, логично

Plain

Специализация и в самом деле микроконтроллеры, но мне очень бы не хотелось пускать силовой каскад на МК, ну это както слишком уж.
Что касается ТОРов, мы уже отгрузили близ сотни фонарей, всё вполне уверенно работает. Мосты поправил, сейчас вот с помехой разобраться, больше у меня вопросов нет собственно, всё понятно, всё работает

-------------------

И кстати, вопрос всем кто зацепил эту тему - чем вам так не нравится интегральное решение от PI? Я могу назвать чем оно лучше, но никак не могу назвать, чем хуже (гибкость в виде выбора мосфета - не в счёт; речь о БП низкой мощности).

Теперь по теме. Намотал сегодня трансформатор. Собрал такой аццкий бутерброд (исключительно ради того, чтоб посмотреть, что получится):
- экранирующая обмотка, замкнута на "+" силовой части (во время обратного хода это "минус" первички ведь)
- первичка
- экран из фольги, замкнут на "+" силовой части
- обмотка смещения
- экран из фольги, замкнут на GND выхода
- вторичка

собрал сердечник. Поверх сердечника - изоляция, затем короткозамкнутый виток фольги.
Припаял к "+" силовой части. Скобы, удерживающие половинки сердечника (имеют электрический контакт с половинками) также замкнул
на этот экран.
обмотнул изоляцией.

Поставил в плату. Всё сходу запустилось, сразу нагрузил под полную нагрузку. Всплеск тока обусловленный паразитной ёмкостью носит вполне терпимую амплитуду, видимо благодаря целым 6 виткам изоляции между экранами и обмоткой.
Но в остальном же, помеха какой была - такой и осталась. Просто тупо никакой разницы.

Я както совсем запутался. Понятно, если бы помеха просто изменилась. Уменьшилась амплитуда или увеличилась. Но она не изменилась вовсе, по крайней мере визуально, существенной разницы нет. Отсюда следует логический вывод - завязка обусловлена не трансформатором, я прав?

Но в таком случае, чёрт возьми, откуда же пробивает этот проклятый шум и каким же образом он так лихо бьёт через всю плату.. Каким образом его экранировать.
Разводка силовой части в этой плате была сделана в соответствии с совокупностью рекомендаций целого ряда источников - минимум изгибов дорожек, максимально короткие соединения, максимально широкие полигоны, с достаточно большим клиренсом между собой, для минимизации емкостной связи.
Выходной каскад - по аналогии. И в очередной раз повторюсь, разводка уже многократно переделывалась, а на результате никак не сказывается.

Полагаю, рекомендации касательно снабберов, замены диодов и прочее - временно можно отложить. Очень сомневаюсь что причина в этом.

В завершении этого малоприятного дня, у кого-то есть интересные мысли на этот счёт?

И вот после всего этого, я всё больше склоняюсь к рекомендациям от тау и vao, а именно - запитать осц от аккумулятора и всё это дело положить на металлический лист, который заземлить. Но мне по-прежнему непонятно, если помеха наводится, то так или иначе есть её источник (или я снова чего-то не понял?) и следовательно его нужно найти и устранить; или хотябы купировать както...

Маленькое дополнение.

Взял щуп. Замкнул землю на измерительный контакт (тоесть накоротко замкнул сам щуп) и ткнул его в GND выхода.
Как я думаю все уже догадались, увидел две иголки с такой же амплитудой...

Выходит, чтоль, это шум который обусловлен в сущности только самим осцем, а точнее какой-то комплексной завязкой через линию питания?
И эту штуку совсем ничего не подавляет получается.. На входе ведь стоит дроссель синфазный, полноценный фильтр собран.

Тык... видимо эта штука решила меня сегодня добить. Только обратил внимание на временную развёртку осциллографа, частота работы выходит не 132кГц а 46кГц. При том, что согласно ДШ, даже если замкнуть Frequency пин на Control - частота должна быть более 50кГц. И это не говоря о том, что мне совершенно непонятно, каким образом тогда вообще работает трансформатор. Нужно осц проверить на чём-то. Не думаю что он совсем сошёл с ума, но всёже проверю. Только завтра. А сегодня - пойду напьюсь...