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.

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.

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

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.

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.
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.

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

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



Формально - нет.



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


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.


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

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



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


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

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.

На изделия группы С (осветительные приборы с потребляемой мощностью более 25 Вт) заложены очень жесткие требования. По-видимому, это сделано из-за их потенциально большого количества. Наверняка такие же требования и в иностранных стандартах. Причина большого уровня нечетных гармоник в потребляемом токе - работа выпрямителя на емкостную нагрузку. Помочь может только коррекция коэффициента мощности включением дросселя большой индуктивности, либо активного ККМ. Последнее заставит отказаться от HV9961.

Практически из любого оффлайн-контроллера, или монолитного преобразователя, можно сделать полноценный ККМ-драйвер светодиодов — по схеме инвертора (полного буста). Годится любой контроллер, генерирующий постоянный ШИМ-сигнал — в этом случае потребляемый от сети ток автоматом будет синусоидальным в течение всего периода. Ещё, можно не питать линейку через резистор пульсирующим током с конденсатора ККМ, а дополнить выход линейным источником тока на любом подходящем линейном стабилизаторе, ограничив его по напряжению небольшим диапазоном.

Обратную связь по току проще передать оттуда (сверху) традиционно, оптроном, дополнив её параллельной цепью на ограничителе — чтобы напряжение на выходе не ускакало в случае обрыва в линейке.

Похоже, завернули не по ЭМС а таки по коэффициенту мощности.
HV9961 листал, но не включал, точно ее возможности вспомнить не могу.
Делал я как-то светодиодный источник с заумными требованиями. Выкрутился вроде через полу-ККМ на коммутируемых конденсаторах. Цена вопроса - три диода и резистор.
Поищите, ключевое слово "valley-fill"

Почему заставит отказаться?




Нет, завернули как раз по ЭМС... коэфициент мощности их устроил...

Уровень любого пользователя на форуме определяется количеством сообщений - но это по теории. По факту - microwatt в своем репертуаре - Veni, vidi, vici... за что ему огромное спасибо. ))) результаты добавления "valley-fill" в аттаче... И картинки всех графиков для сравнения...

К сожалению, несмотря на то что третья гармоника (29,7% от 1ой) задавилась как надо, то 7-ая (требуется 7%) и 9-ая (требуется 5%) пока слишком высокие. Совсем не хочется делать полноценный ККМ...

UPD: применил схему без удвоителя на конденсаторах - с удвоителем получается картинка хуже... Опять же вероятно что номиналы не удачно выбраны...

Наверняка найдется решение, в котором совмещаются ККМ и стабилизатор тока. Ваши рисунки не смотрел, очень уж они объемные. На прикрепленном рисунке демонстрация того, что причина высокого уровня нечетных гармоник именно в работе выпрямителя на конденсатор.

Наверняка найдется... но есть у них определенные проблемы...
Ну конденсатор я все-таки убрал... в VFPFC уже их итак кучка...


что интересно, в документации на VFPFC - графики очень красивые... думаю, чего-же у меня-то не так

Эффективное подавление нечетных гармоник получается только если сопротивления резисторов R2, R3 в схеме прикрепленного документа достаточно велики (сотни Ом).

Спасибо.

Оказывается, что большое значение имеет наличие в схеме элементов R1, CIN1, CIN2. При этом сопротивления резисторов R1-R3 могут быть десятки Ом. Хорошо проверить схему с выбранными номиналами моделированием, чтобы сравнить с результатами натурнымх испытаний.

Если бы завернули по ЭМС, сказали бы что излучает на частоте, например, 200кГц или 5Мгц выше положенного. На гармониках частоты преобразователя другими словами.
А если речь зашла о гармониках тока на 50Гц - только коэффициент мощности рассматривается. Ничего другого.
В приведенных выше ссылках рассматривается несколько усложненная схема "заполнения долины". В первоначальном варианте она гораздо проще.
Там сначала смущает большой номинал резистора последовательно для зарядки конденсаторов. Но если вспомнить ТОЭ, то низкий КПД при зарядке конденсатора через резистор только при зарядке с нуля. При дозаряде на 10-20% все не так уж плохо.
Вот варьируя параметры этой схемы и можно добиться сносной компенсации гармоник. По крайней мере IR как-то добился для люминисцентных ламп соответствия стандартам. Жаль, не найду сейчас ссылку...

И чего спорить об очевидном. В набор испытаний по ЭМС много чего входит. В конкретном случае открываем стандарт и видим, что анализируется именно гармонический состав потребляемого тока.

Суть в том что я попадаю в категорию С по ЭМС для освещения. Там верх анализа ЭМС - 2500 Гц.


Ну распределение тока в гармониках - как раз и влияет на коэфициент мощности - так сказать одно из другого вылазит.


Да, но она не дает того эффекта который нужен.

IR в своем документе как раз дал эти данные и поставил резистор на 1.2 КОм - у меня даже 120 Ом - разогревается мама не горюй. Сейчас набрал маленько деталек буду ставить эксперименты.
IR кстати приводит в документе данные по ЭМС аналогичные моим по % составляющим тока. И из 3 или 4 тестов в документе, пройден был бы только один. Проблемы те-же что и у меня - 3 и 5-ая гармоники задавлены, 7-ая выскакивает...

Ага, значит Вы нашли это самостоятельно....
Ну что же, пусть как-то это поможет. Активный ККМ - дохлая затея для такого маленького источника. Минимум вдвое выше цена и вдвое хуже надежность.

Неужели блок на HV9931 будет вдвое дороже и менее надежнее, чем на HV9961 + извороты на электролитических конденсаторах и резисторах?

Совместить ККМ и стабилизатор?
Можно и так, но ценою 100Гц пульсаций тока в нагрузке.

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.

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.

Не, у мну на выходе ККМ все ок, про пульсации я имел ввиду на 9963 EB.



Думаете есть смысл?



разумеется

Сегодня предпринял еще одну попытку... результат на графике... видны явные улучшения по четным гармоникам, но результат все-равно недостаточный. Я думаю уломаю шефа послать данную версию на ЭМС чтобы получить действительный результат, но АККМ надо будет делать.

P.S. Кому-нить интересны полные выкладки всего этого безобразия со сравнительными графиками и прочим? Я как бы не очень хороший специалист в области ЭМС силовой преобразовательной техники, но думаю с помощью форумчан сможем написать какой-нить достойный докУмент вольным стилем...

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.

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.

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


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

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

Жесть... Без DSP уже светодиоды не включить. Вот японцы отжигают!

Странно, сегодня С4 приказал долго жить, после 10 минут работы - вскрылся, судя по всем от перегрева... вытек электролит. Чего я сделал не так?

И это правильно, дальше еще круче. Я всех давно предупреждал, когда вышли первые микроконтроллеры. Самое массовое распространение их будет тогда когда их поставят управлять "лампочкой", без этого никак! Никто не верил и смеялись. Но теперь что-то опечалились, неверующие мне. И еще скажу, на сегодня еще недостаточно производительности МК. и высокое потребление у МК. для требуемого управления светодиодами. Все еще впереди.

Какой полевик и какой диод испоьзуете?

STP4NK60 + STTH2R06 - по их выбору все ок, несколько транзисторов пробовал - этот лучше всего подошел и по рабочим характеристикам и по нагреву и по емкости затвора... только к кондерам VFPFC это врядли имеет отношение.

Внезапно возникла аналогичная проблема... Дабы не наступать на грабли, интересует ответ на вопрос: возможно ли на HV9961 сделать драйвер удовлетворяющий требованиям ГОСТов?

Чем дело закончилось? Удалось ли получить положительный результат?

Мне не удалось залезть в нормые предъявляемые в ГОСТе... сейчас делаю ККМ.

Отчитываюсь, что у мну получилось:
Вводные: Р=51Вт, схема: три диода + резистор 270 Ом без удвоителя.
Pf=0,97, суммарный THD = 17.8%
По номерам:
№3=3,9%
№5=3%
№7=12,9%
№9=8,9%
Седьмую и девятую гармоники победить не удалось ......
Вывод: по ГОСТ Р 51317.3.2 данное решение проходит только для мощности до 25Вт. Без вариантов.....
Буду смотреть в сторону UCC28810 в топологии SEPIC.

что касается сепиков , то Гиратор не ветках у Володина строил ККМ-ные сепики аж на UC3842, с красивым синусом потребляемого тока. гораздо "синуснее" чем в pmp5112.

Вы перечитайте ветку, здесь не нужны никакие SEPIC и дополнительные корректоры, а простой PFC-инвертор (даже на готовых дросселях) и линейный стабилизатор.

"Синуснее" чем нужно по ГОСТу не нужно . Но всё равно спасибо за наводку - почитаю.



У меня по ТЗ ток 0,55А и напряжение 80-85В, "простой PFC-инвертор на готовых дросселях" видится с трудом

На Ваш труд никто и не посягает. К любому подходящему DCM-PFC-контроллеру цепляете, например, 6 шт. 22 мкГн SRR1280, и заводите обратную связь с выходов линейного источника тока из режимов. 600 мкФ можно набрать 10 мм диаметром электролитами. Так что, и ничего мотать не надо, и вполне себе плоский фонарь выходит, похожий на правду. А не левый стробоскоп.

И всё-таки сепик мне кажется более красивым и лаконичным решением - никаких оптронов и живая нагрузка (а она больших денех стоит) в случае бздыка.
Что касается пульсаций, то для уличного освещения, а у меня именно так, они не нормируются. А насчёт моточных - так китайцы с удовольствием намотают по одному доллару 1000шт EFD25, а это ощутимо дешевле чем 6 шт. 22 мкГн SRR1280 да и места займёт меньше....

EFD25 на 100 кГц такую мощность не потянет, оптрон с традиционным обвесом в предлагаемой топологии вовсе не обязателен, а для случая пробоя выпрямителя какой-либо разницы с SEPIC нет.

Пульсации яркости — это про электролит на выходе. Без него и стабилизатора тока на светодиоды пойдёт синус 100 Гц, т.е. перегрузка по току в 1,4 раза.

Ну тогда EFD30 по 1,2УЕ . Хотя практика показывает, что EFD25 на 50Вт с перегревом 30гр. в классическом BUCK-e на 75кГц вполне.
Про сепик пока не знаю.....


А как же тогда быть с этим:

Как получить информацию о токе ОТТУДА т.е. СВЕРХУ?


Пробой диода пмсм гораздо более редкое явление нежели пробой ключа


И Я про электролит на выходе Я не предлагал совсем отказаться от него. В случае отсутствия требований по пульсациям, не вижу необходимости стремиться принципиально избавиться от них схемотехническими методами и считаю возможным для себя обойтись электролитом вменяемого габарита без линейного стабилизатора.

П.С. Вообщем не делал Я никогда сепиков, а тут вроде удобный случай подвернулся - не отговаривайте меня, не надо...

ну раз не надо синуснее , то вот такая кривулька тока вполне вписывается в нормы для С. это сепик с выходом на 100V, нагруженный на 200 мкф и резистор 200 ом.
Так - для справки

Дроссель в buck из 50 Вт переносит в среднем половину, а в корректоре-инверторе (каковым является в т.ч. и SEPIC) дроссель переносит удвоенную полную мощность.


Парой резисторов и усилителем тока.


В инверторе пробой ключа нагрузке ничем не грозит.


Ещё раз повторю, чтоб без стабилизатора тока Вы получите пульсирующий ток — весьма маловероятно, что он абсолютно безвреден для столь дорогих Вам светодиодов.