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]

И вновь я здесь

Работы по блоку питания возобновлены. ТЗ претерпело ещё некоторые изменения - нынче вышли на 110W мощности.
150V 0.7A

Начал настраивать обратную связь. Сходу две проблемы. Меньшая - при перепаде 70/105Вт напряжение долго восстанавливается (около 50-80мс). Это на самом деле в общем то и за проблему посчитать нельзя, нагрузка будет постоянной, поэтому восстановление может длиться хоть пол секунды, ничего не изменится.
И гораздо менее приятная проблема - звон. Причём он больше ощутим ушами, нежели осциллографом. На осциллографе можно заметить синусоидальные колебания выходного напряжения с амплитудой менее полувольта (при выходе 145В!), но частота составляет как раз около 11-13кГц.
Первоначально было задумано использовать вспомогательную обмотку с напряжением в 12В для питания оптрона. Собрал, вот результат; всё работает, но звенит ужасно.
Попробовал изменить конфигурацию - завёл питание оптрона через 120В супрессор (P6KE120) непосредственно с выхода. Шум стал меньшей частоты, амплитуда по-прежнему едва заметна осциллографом, но при этом всё-равно присутствует звук. Буквально акустический шум, весьма значительной интенсивности. Присутствует как при нулевой нагрузке, так и при 70, и при 110 Вт. Немного меняет тон.

Обратная связь построена по стандартной для TOP Switch схеме - TL431 + оптрон.
Пробовал увеличивать конденсатор компенсации с 47нФ до 100, 220, 440 и 1000нФ. Пробовал снижать до 33 и 22нФ. Последовательно с ним каждый раз включал многооборотный потенциометр на 500кОм, крутил от 0 до 500кОм - в определённом месте шум становился чуть-чуть меньше (как акустический, так и на экране осциллографа), заметно менялся отклик обратной связи (амплитуда просадки и время восстановления), но всёравно удачной комбинации найти так и не удалось.

Наконец, попробовал собрать схему - оптрон + стабилитрон + резистор; сгорела она через секунд 10 работы, но это неважно. Важно, что эти 10 секунд шума практически небыло; по крайней мере акустического.

Вопрос. Почему звенит ОС? Даже не так.. почему она не перестаёт звенеть, когда я компенсацию делаю просто нереально инертной?
Пожалуйста, кто имеет опыт разработки ИБП, подскажите, как мне здесь лучше действовать, почему может звенеть ОС, возможно изменить схему ОС.. в общем любые идеи. Сроки как всегда закончились позавчера, опыта маловато, а идеи закончились

p.s. на время теста ОС пробовал отключать Over Current Protection и UV/OV + Output OV защиты. Разницы не заметил.
p.p.s. сразу оговорюсь - это не Pulse Bunching, не "доброкачественный" шум от конденсаторов или трансформатора. Здесь именно "паталогия" обратной связи.

[Microwatt]

И вновь я здесь

Работы по блоку питания возобновлены. ТЗ претерпело ещё некоторые изменения - нынче вышли на 110W мощности.
150V 0.7A

Начал настраивать обратную связь. И гораздо менее приятная проблема - звон. Причём он больше ощутим ушами, нежели осциллографом. На осциллографе можно заметить синусоидальные колебания выходного напряжения с амплитудой менее полувольта (при выходе 145В!), но частота составляет как раз около 11-13кГц.
Первоначально было задумано использовать вспомогательную обмотку с напряжением в 12В для питания оптрона. Собрал, вот результат; всё работает, но звенит ужасно.
Обратная связь построена по стандартной для TOP Switch схеме - TL431 + оптрон.

1. Заведите обратную связь прямо с выпрямителя, не за выходным маленьким дросселем, если он у Вас есть.
2. Почти наверняка - корреция АЧХ ТЛ431 неудачна или ее рабочая точка. Гасить ее питание стабилитроном - ничего хорошего. Ни надежности, ни стабильности.
3. я в итоге выбросил в источнике с выходом 110вольт ТЛ и поставил дедовскую схему регулятора на транзисторе с опорным стабилитроном в эмиттере. Намного легче стало с переходными процессами и позвякиванием в определенном диапазоне нагрузок.
Хотя, каскад этот нужно грамотно термокомпенсировать, иначе, погрешность от температуры будет много хуже, чем у ТЛ431.

[vlvl@ukr.net]

Не осилил все страницы, по поводу помехи ( слету, как правило):

1. Как соединены полуобмотки первички, правильно Z оразно.
2. Начала всех обмоток должны быть с одной и той же стороны каркаса.
2. Зазор нужно делать в центральном стержне.
4. Разводка платы.
5. Зашунтируйте выходной диод снабером, иногда ставять 2а диода Шотки последовательно.
6. Можно поставить снабер параллельно вторичке ( 470пФ, 20 Ом - корректируется по месту)
7. Начало первички должно идти от ключа.
8. Экран КЗ вокруг транса, материал выбрать таким чтобы потери в нем были МАХ.

По поводу ОС, для начала заведите ее от отдельной обмотки без оптопары и добейтесь нормальной работы в такой схеме ( на коэф. стабилизации не обращайте внимания, хотя он может Вас устроить). Когда разберетесь с источником в таком режиме, переходите к схеме с оптопарой.