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]

uq.vintch, надо уходить от плохого варианта, а именно, сохранить размах на ключе в пределах 500 В, что в данной ситуации означает разбить выход на соединённые последовательно 2 отдельно выпрямленные части, и заодно там можно будет поставить нормальные диоды. Плюс, 2 одинаковых диода и 2 одинаковых конденсатора, помноженные на партию,— это дополнительный опт. И в отношении дросселя тоже экономия — китайцы будут только рады мотать 3 одинаковые обмотки вместо 2-х разных.

Что-то я не понял малость... Если я разобью вторичную обмотку на две, выпрямлю; мне всёравно прийдётся их последовательно соединить => отраженное напряжение всё-равно ведь будет равно сумме напряжений этих обмоток умноженной на коэффициент трансформации.
Пожалуйста, если я ошибаюсь, уточните где именно

Насчёт напряжения ключа. Пробой наступает при 700В. Это TOP Switch HX. У JX серии вовсе 725. Запаса в 50В более чем достаточно, особенно при наличии TVS стоящего параллельно RCD снабберу.

А вкратце индуктивность первичной обмотки никак не связана с выходным напряжением. Она выбирается из условия достижения заданного тока при заданном входном напряжении.

Я же вроде бы нигде не утверждал обратного Скорее наоборот:

По расчёту как раз таки выходит свыше 1.4мГн максимум и исходя из формул - вполне понятно, почему.

Коэффициент трансформации при этом не должен давать большое отраженное напряжение.

Да, именно поэтому у меня индуктивность первичной обмотки считается уже после вторичной, вместо того, чтобы взять максимально допустимую; которая в свою очередь позволила бы минимизировать ток в первичной цепи.

Я же Вам шпаргалку подсунул. там посмотрите, промоделируйте.

Она подтверждает мои расчёты.

Не убедил с отраженным? Для 150 вольт выходного максимум 1:1 трансформатор. Пытаетесь запредельный режим ключа организовать? Пробуйте. Ничто так не убеждает, как собственный опыт.

Отраженное напряжение в сумме с максимальным входным напряжением и всплеском, обусловленным индуктивностью рассеяния не должно превышать 700V для TOP Switch HX. На практике же, инженеры PI (и я с ними абсолютно согласен) не рекомендуют, чтобы это напряжение превышало 650В - вполне разумная предосторожность.
Учитывая время реакции и разброс напряжения срабатывания снаббера, вполне достаточным будет лимит отраженного напряжения в сумме с питающим в 600-620В. При максимальном напряжении питания в 400В, отраженное напряжение в таком случае может безопасно достигать 200-220В, что у меня и положено. Оставшиеся 30-50V резервируем на всё то же время реакции снаббера.
Но всё это теория, ясное дело.
Когда доедет оборудование, запущу блок от 415VDC, нагружу его на 110-120%, посмотрю что будет твориться на стоке. Вполне вероятно, вы вновь окажетесь правы

Спасибо!

[Plain]

Что-то я не понял малость... Если я разобью вторичную обмотку на две, выпрямлю; мне всёравно прийдётся их последовательно соединить => отраженное напряжение всё-равно ведь будет равно сумме напряжений этих обмоток умноженной на коэффициент трансформации.
Пожалуйста, если я ошибаюсь, уточните где именно

Полагаю, там, где невнимательно читали про 3 одинаковые (т.е. отдельные) обмотки.

Дроссель 1:1:1. Первичка 420:75, вторичка 420:75 + 420:75 = 150 В. Диоды 600-вольтовые, и делает их каждая первая фирма, в отличие от 1 кВ.