Проблема с ЭМС в неизолированном buck конверторе, Завернули блок питания на ЭМСе... Опции

[MTh]

Здравствуйте,

разработали импульсный стабилизатор тока на популярной HV9961. Мощность по выходу 36 Вт. Выходной ток 0.35 А. Максимальное рабочее напряжение на выходе 120 Вольт. Особенность чудо-микросхемы - работа в режиме Toff=const и неизолированное решение. Преобразователь чудесно работает. Дает очень хороший стабильный ток на выходе, при малом количестве обвеса и без электролита на выходе. Прекрасно удерживает ток во всем диапазоне входных напряжений имеет большой рабочий диапазон температур. Короче подходит и все бы замечательно, но есть такая штука как сертификация. И ЭМС на источник питания для светильника куда более жесток чем для радиотехнической аппаратуры. ЭМС по ГОСТ Р 51317.3.2-2006. Сертификационныйй центр сказал что по ЭМС не прошли и выдал протокол со спектральными составляющими потребляемого тока. Рисунок в аттаче.

В силу того что живем мы в своего рода удаленном районе, ближайший центр где можно проверить БП на ЭМС - соседняя область. Меня это конечно не радует - после каждого изменения отправлять - денех не напасешься. Решил попробовать хотя бы примерно оценить уровень помех...

Сделал следующее - осциллографф Tektronix TDS2014B, токовый шунт (сопротивление его вычислил до 4 знака). Сохранил 5 осциллограмм тока с осцилла через софтину на комп и загнал в эксель. Сделал фурье и получил следующую картинку (аттач EMC1). Меня порадовала - очень похожа на ту что прислали их сертификационного центра. Т.е. цифры конечно же не точные, но картинки очень очень похожи.

Еще нюанс - Мои графики в значениях амплитуды тока, график из центра в процентах. За 100% принято значение первой гармоники тока (50 Гц), исследование проводится на первых 40 гармониках - т.е. до 2500 Гц - сразу вопрос отпадает о пропускной способности осцилла.

Дальше начались поиски решения - поставил кондер 0,47 мкФ (рекомендуемый даташитом) на выход - стало лучше (аттач EMC2).

По входу у меня стоял дифференциальный фильтр - два конденсатора по 0.1 мкФ + PLY индуктивный фильтр между ними. Я добавил еще два конденсатора - два вывода соединяем вместе и на землю, два оставшихся на ноль и фазу входного питания. Стало хуже. (аттач EMC3).

Результаты - научился проводить ЭМС (в неком наверное очень приближенном виде). Задавил 2, 4 и далее четные гармоники до нужного мне уровня 7, 5, 3 процентов. Осталась проблема с нечетными гармониками - она заключена в следующем - для третьей гармоники значение не должно превышать 29.7%, для 5-ой - 10%, для 7ой - 7%, для 9-ой - 5%. Далее все по 3 процента и только на нечетных.

Вопрос - как при моем раскладе задавить третью гармонику почти в три раза не прибегая к ККМ, возможно ли это вообще??? Или смело разрабатывать ККМ?

P.S. Эквивалента сети нет - сделал БПФ над входным напряжением - там гармоник много, в том числе пресловутая третья примерно 30% от первой - я понимаю что она вносит свой "вклад" в результаты моих изысканий, и даже понимаю что ее простое вычитание мне мало что даст - осцилл показывает разницу в децибеллах. По построенным мной графкам после фурье - все достаточно чисто.

P.P.S. Прошу сильно не пинать - опыта не так много как хотелось бы, но все с чего-то начинают.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SergCh]

Странно, мне казалось что при проверке на ЭМС проверяют помехи на частотах 0.15-30Мгц(150Мгц), они значит ещё и гармоники меряют. Коэффициент мощности тоже измеряют?
Гармоники можно задавить например конденсатором по входу или индуктивностью после выпрямителя. Или и то и другое.
Расскажите, как вы ток разлагали в фурье в экселе.

[MTh]

Странно, мне казалось что при проверке на ЭМС проверяют помехи на частотах 0.15-30Мгц(150Мгц), они значит ещё и гармоники меряют.

Что меряют и в каком диапазоне зависит от того что Вы сертифицируете.

Коэффициент мощности тоже измеряют?

Формально - нет.

Гармоники можно задавить например конденсатором по входу или индуктивностью после выпрямителя. Или и то и другое.

У меня кондер есть... даже три... они режут ВЧ. А тут надыть индуктивность и фильтр... но на такой гармонике - сомневаюсь.

Расскажите, как вы ток разлагали в фурье в экселе.

Для экселя есть такая штука - Пакет анализа данных. Там есть Фурье. Есть только неудобство - количество отсчетов то ли четным должно быть, то ли степенью двойки - не помню точно. Но работает и считает верно.
Я графики строил в проге SciDAVis. Она также умеет делать преобразование Фурье.... очень кстати прога понравилась.

Такой БП потребляет ток от сети только когда напряжение в ней больше напряжения линейки, отсюда и типичный спектр прямоугольника.

Согласен... и тоже прихожу к выводу что фиг чего задавлю...

Корректор автоматом получился бы в случае инвертирующего преобразователя (т.е. с полным, а не частичным переносом энергии дросселем), но данная схема на это не способна.

Тут только руками развести остается... и начинать делать ККМ.

Тогда БП от любой техники (компьютерный и т.д. с кондером и без ККМ) имеет такой же ток?
Или в них специально входные дроссели и кондеры установлены.

Совершенно верно )) Только уровень ВЧ помех гораааздо больше. И там надо смотреть спектр мощности.

Попробуйте свою схему запитать от кондера компьютерного БП, через все его входные цепи.
Если поможет - то по очереди удалять компоненты вх. цепи, контролируя вх. ток. Оставить только нужные
Часто ставят резистор, но это скорее для ограничения тока при включении. Но, возможно, они и гармоники снижают?
Может быть проблема в переключении диодов выпрямителя, попробуйте для проверки поставить быстрые диоды или, наоборот, медленные.

Сомневаюсь что поможет - частота не та... но завтра еще поиздеваюсь над всякими другими источниками. и Погляжу.

Ещё можно попытаться "переименовать" свой прибор в дугую группу с менее жесткими требованиями...

Вот это толковая идея, но меня не пускают в другую группу. К сожалению наша система ГОСТов все еще базируется на "старых" понятиях и такой штуки как светодиодный светильник совершенно нет.