Как подавить всплески включения, связанные с дребезгом, в настольном источнике питания постоянного тока?

Я дорабатываю свой дизайн настольного источника питания постоянного тока. Как правило, на veroboard он работает довольно хорошо, поэтому я решил перейти к SMD-печатным платам и улучшить дизайн, прорабатывая несколько более тонких моментов. Этот проект представляет собой «перепрошивку» классического настольного блока питания постоянного тока HP 721A, который в настоящее время выглядит так на «макетной плате». Небольшая квадратная печатная плата размером 35 мм справа — это усилитель ошибки напряжения.

введите описание изображения здесь

Присмотревшись к переходному процессу при включении, я заметил некоторые полуслучайные высокочастотные (10 с МГц) всплески (возможно, пиковое значение 5 В) на выходных клеммах во время включения.

введите описание изображения здесь

Схема выглядит так. Источник напряжения V.unreg представляет собой вторичное двухполупериодное выпрямление трансформатора, преобразованное в фильтрующий конденсатор емкостью 500 мкФ, все стандартные для 721A.

введите описание изображения здесь

Основываясь на нескольких наблюдениях, я пришел к выводу, что это происходит из-за дребезга переключателя в старомодном панельном тумблере, который напрямую подает сеть (120 В) на трансформатор:

  • Частота по крайней мере на порядок больше, чем полоса пропускания моего операционного усилителя, и, возможно, в 50 раз больше его частоты среза (~ 100 кГц), как настроено. Кроме того, регулирование становится незыблемым после того, как встанут рельсы.
  • Всплески возникают задолго до того, как появятся шины питания смещения (+/- 15 В) и даже до того, как появится шина постоянного тока.
  • Такие же всплески наблюдаются на «оригинальной» схеме примерно 1957 года (у меня семь таких 721A, длинная история :)
  • Шипы появляются через неравные промежутки времени, а иногда и вовсе не появляются. Они, конечно, не появляются в постоянных местах при нескольких событиях включения. Их амплитуда также непостоянна, иногда ноль, иногда вольт, иногда 5В и более.

Я не совсем уверен, как пики проходят через пропускное устройство до того, как оно включится, но я предполагаю, что его емкости от C до E достаточно, чтобы соединить их с выходом.

Жду совета, как бороться с этими шипами. Вот некоторые альтернативы, которые приходят мне в голову:

  1. Перестаньте пытаться получить чистое включение с помощью механического переключателя источника питания с «всегда включенными» выходами. Просто примите, что мне нужно будет отключить все чувствительные нагрузки, прежде чем включать и выключать питание, и двигаться дальше.

  2. Разработайте демпфер для выключателя питания, который минимизирует эти всплески в их источнике, каким-то образом избегая непрерывной передачи ватт мощности в сток только для очистки характеристик включения.

  3. Поработайте над какой-нибудь другой магией, на которую более опытная рука может указать мне :)

  4. Проявите фантазию и поместите симистор с RC-задержкой, чувствительный к нулю, или что-то подобное между переключателем и трансформатором.

  5. Добавьте выходной переключатель, который, вероятно, также должен быть причудливым, возможно, полевой МОП-транзистор, управляемый схемой задержки, чтобы избежать дребезга этого переключателя. Это несколько противоречило бы духу проекта, который заключается в том, чтобы он выглядел стоковым, но имел современные внутренности :)

У кого-нибудь есть идеи, как я могу смягчить всплески, не впадая в крайности с добавлением активных компонентов?

У моего блока питания на выходе есть переключатель последовательностей. Таким образом, источник питания включен, а выходная цепь отключена от нагрузки, но подключена.
Может быть, какой-то демпфер, но вам нужно покопаться, чтобы выяснить, где именно происходит звон.
Полевой транзистор p-канала с затвором, подключенным к истоку с помощью резистора, представляет собой замкнутый переключатель и обычно используется для подавления выходных переходов при включении питания. (Возможно, потребуется использовать 2, так как разбивка источника стока довольно низка для большинства устройств).

Ответы (2)

Вы смущены тем, что шум проходит, потому что ваши активные фильтрующие элементы не должны его пропускать.

Но питания пока нет, так как же какой-нибудь активный элемент будет фильтровать шум?

Когда у вас есть шина питания со звонком, этот шум может довольно легко распространяться и даже усиливаться по всей электронике, а правильно прогнозировать или моделировать это достаточно сложно, поэтому большинство профессионалов также просто предотвращают звон источника питания.

Для этого я бы предпочел иметь переключатель Zero-Crossing на первичной стороне для начала (в зависимости от того, что лучше всего подходит для ваших обстоятельств). Это потому, что он также предотвращает появление звона при включении для остального мира.

Затем я мог бы предпочесть также добавить полевой МОП-транзистор с низким Rds-on pass, который включается через несколько мс после того, как конденсаторы основной шины питания находятся выше определенного минимального напряжения. Возможно, добавьте конденсатор емкостью 1/10 емкости позади МОП-транзистора, чтобы на кривой включения электроника все еще видела «медленное включение», если вы чувствуете, что это может быть полезно.

Также проверьте включение другого оригинального, в то время как ваш новый находится в регулировании, и посмотрите, не вызывает ли это когда-либо (попробуйте дюжину) также шум, возможно, ваш фильтр обратной связи предотвратит это, или, возможно, вам понадобится дополнительная фильтрация. если вы хотите использовать его в лаборатории с чувствительными нагрузками.

У дешевого лабораторного источника на выходе клиента были огромные скачки звона, когда кто-то другой включал паяльник. Очень раздражает прототип по 5000 долларов за штуку.

Я вижу это сейчас, ваш товарищ по скамейке спрашивает другого: «Почему Асмылдов кричит каждый раз, когда я тянусь к паяльнику?» :) Большое спасибо за это Asmyldof. Я боялся, что может прийти к «причудливому» решению. С другой стороны, я искал повод поэкспериментировать со схемой переключения через ноль, и я думаю, что это мой шанс. Идея МОП-транзистора с плавным пуском тоже интересна, я посмотрю на это. Один из самых мощных расходных материалов, которые у меня есть, использует что-то подобное, и я до сих пор задавался вопросом, почему. Еще раз спасибо :)
Что касается вопроса о «прохождении шума», я знаю, что активный фильтр не остановит его, потому что он еще не запитан (и я сомневаюсь, что он все равно сможет поддерживать эти частоты). Однако В Б Е для Q1 также будет равно нулю, пока не появятся шины смещения, поэтому я не был уверен, как всплеск будет распространяться через транзистор, который был в отсечке. Будет ли это емкость коллектор-эмиттер, как я подозревал, связывающая высокочастотные пики с выходом?

Вы можете добавить переключатель последовательно с выходом источника питания. Когда вы включаете источник питания, выход не подключается напрямую к цепи из-за дополнительного переключателя. Следовательно, всплеск напряжения может быть устранен добавлением ряда переключателей с выходом источника питания.

Как подавить всплески включения, связанные с дребезгом, в настольном источнике питания постоянного тока?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v