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

 

[MTh]

На самом деле поддерживаю Microwatt - пульсации тока на выходе очень велики (+/-30...50 мА) - на 100 Гц, глаза будет напрягать... сколько мы таких штук уже насмотрелись и налечились...

Итак отчитываюсь:

побаловался сегодня в следующих вариантах:

emc9 - удвоитель напряжения на двух кондерах по 0.1 мкФ + VFPFC на двух кондерах и трех диодах.
emc10 - удвоитель убран, собран VFPFC yf 4 кондерах и 5 диодах + 2 резистора по 112 ом (5 Вт)
emc11 - удвоителя нет, VFPFC на 4 кондерах и 5 диодах+2 резистора 156 Ом (5 Вт)

на графиках по несколько линий - 5 раз снимал осциллограммы - чтобы среднее какое-то получить, метод-то малость неидеален...

Задавить все так и не удалось... видно что резисторы давят гармоники, но значение сопротивления видимо должно быть в рамках килоом- полтора. Что означает что они будут греться как печки... Удвоитель напряжения дает сильный прирост промежуточных гармоник.

Что дальше делать, пока не знаю. Активный групповой ККМ... или смена 9961 на какой-нить power int со встроенным ККМ.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

пульсации тока на выходе очень велики (+/-30...50 мА) - на 100 Гц, глаза будет напрягать... сколько мы таких штук уже насмотрелись и налечились...

Хм... ну еще можно их (пульсации на выходе ККМ) немного подавить простым линейным стабилизатором тока.
Немного в мощности потеряется, но не так уж разительно. Посопротивляйтесь еще.
Современные еврозаморочки открывают большой простор для фантазии разработчика и траты денег покупателями... В кредит, разумеется.

[Plain]

еще можно их (пульсации на выходе ККМ) немного подавить простым линейным стабилизатором тока.

Это почему? Вроде не немного, а полностью давятся, там ведь амплитуда с пару вольт.

Можно собрать каскадный ККМ по схеме boost-buck — в сравнении с buck-boost, недешёвый плавающий на 600 В ключ и искажение входного тока при переключениях с одного плеча на другое здесь заменяется на заземлённый ключ (ещё и весьма слабенький), дополнительный дроссель, пару обычных медленных диодов и непрерывный входной ток. Плюс небольшой линейный источник тока на выходе. Управлять всем этим делом проще всего микроконтроллером.

Итого, отсутствие холодного (зарядного) тока, чистый синус тока на входе и честный постоянный ток на выходе.

[Microwatt]

Это почему? Вроде не немного, а полностью давятся, там ведь амплитуда с пару вольт..

Я об этом же. Ну-пару-не пару, может раза в 2-3 больше, но подавить вполне можно.
Я только - никаких МК в источниках. Кроме как моргать диодами и пищать в буззер.

[Plain]

Я об этом же. Ну-пару-не пару, может раза в 2-3 больше, но подавить вполне можно.

Формула там простая — чем больше единовременных вложений в ёмкость ККМ, тем меньше будет долговременно поджаривать.

только - никаких МК в источниках. Кроме как моргать диодами и пищать в буззер.

В атомных электростанциях — однозначно, а в быту — вполне нормально:

http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_...0100726/184492/