Sobre a questão das fontes, interferência e substituição de importações

Documentação é como sexo: se é bom, então está tudo ótimo, e se não é muito ... ainda é melhor do que nada.



Recentemente, MyYoungCollega selecionou uma fonte para a implementação de um adaptador de rede e, no processo deste trabalho, foram descobertos fatos interessantes e úteis (embora nem sempre alegres) que eu gostaria de compartilhar com os leitores.



Para começar, vamos decidir quais parâmetros o fabricante da fonte de alimentação é obrigado a fornecer na documentação (e garantir sua implementação).

Pnp: neste caso, o país de origem da fonte e seu fabricante são completamente sem importância.



Parâmetros estáticos primários, sem os quais o uso de uma fonte no desenvolvimento não faz sentido algum:



  1. A faixa de operação da tensão de entrada (tensão de operação mínima / máxima), no caso de uma tensão de entrada variável, também a frequência (e seus limites).
  2. Tensão de saída e corrente garantida.

    Parâmetros mais estáticos, que também não devem ser esquecidos:
  3. Os limites de tensão de entrada são a tensão máxima permitida (quando a fonte está desligada, o que não a danifica) e a tensão de corte (se houver). Também é necessário considerar o cumprimento do padrão da fonte de alimentação em termos de picos e quedas de curto prazo admissíveis, bem como a presença de proteção contra inversão de polaridade (claro, exceto para a entrada variável).
  4. Capacidade de carga de saída, incluindo redução de temperatura, requisitos mínimos de carga.


Parâmetros dinâmicos:



  1. (-), , , / .
  2. , , .



    : , .




Consideremos a situação com interferência mais detalhadamente - fontes modernas e de alta eficiência (e portanto pulsadas) contêm no espectro de interferência produzida um componente fundamental que coincide com a frequência de conversão e seus harmônicos ímpares, que por si só entram na faixa de rádio, a partir de 1 MHz. Felizmente, esse ruído é diferencial por natureza e é bem suprimido por filtros padrão, apesar de sua frequência não ser muito alta.



Infelizmente, em nosso tempo, componentes adicionais foram adicionados. Em primeiro lugar,

trata-se de ruído de chaveamento, uma consequência inevitável da alta eficiência das fontes de alimentação modernas, daí a necessidade de baixas perdas de chaveamento, o que leva a bordas muito agudas nas teclas.



Em si, isso não é um desastre, mas do desejo de reduzir o tamanho surge outra causa de problemas em termos de interferência, e é chamado de transformadores impressos. Primeiro, em comparação com os transformadores enrolados, eles têm uma capacitância entre enrolamentos significativamente maior, resultando em um ruído de modo comum muito mais desagradável. Em segundo lugar, o projeto de tal transformador exclui a possibilidade de usar uma blindagem aterrada, o que leva a um aumento significativo na propagação de interferência pelo ar. Resumindo, pode-se argumentar que o problema de interferência para fontes de alimentação modernas e altamente eficientes está, como dizem, em pleno crescimento.



3. Funcionalidade adicional: proteção contra sobretensão da corrente de saída e sua natureza, presença de proteção contra sobretensão / subtensão na entrada, proteção contra sobretensão na saída, proteção térmica, funções adicionais (feedback externo, controle remoto, indicação de status, a presença de uma interface de gerenciamento e controle, etc.) raramente são decisivas na escolha de uma fonte específica, mas muitas vezes serão um bônus agradável para confirmar a correção de sua escolha.



Provavelmente meus leitores regulares já estão preocupados - vários parágrafos já foram lidos, mas o "grito de Yaroslavna" não começou, já aconteceu com o autor (afinal, o coronavírus é galopante). Quero tranquilizá-lo, está para começar, paciência um pouco, não mudei meu (talvez não o melhor) hábito de escrever sobre o que não gostava, começo a repreender a documentação de fabricantes específicos.



Vamos agora considerar alguns fabricantes específicos e ver como a documentação fornecida por eles para (em geral, nada mal) IP atende aos altos requisitos do autor. Procuraremos uma fonte para uma tensão alternada de entrada de 220 V 50 Hz (o autor conhece o novo padrão de alimentação, mas se permite dar o nome bem estabelecido) após o retificador (ignorando a exigência das autoridades europeias) para uma potência de saída de 200 W, uma tensão de saída de 24 V. Como objetos de comparação, selecionamos um fabricante nacional e uma empresa com reputação mundial.



Para começar, considere os produtos da Murata (já posso imaginar como os funcionários desta empresa estremeceram depois de ler o início do parágrafo e conhecer a minha natureza implacável). Bem, completamente em vão, vou construir minha história no sentido de boa a terrível (o que me levou a postar) e terminá-la maravilhosa. Então a fonte de produção desta empresa (não vou indicar o tipo específico, não importa) é escolhida como exemplo de bom desenvolvimento, os parâmetros da fonte são bastante aceitáveis, a documentação é decente, todos os parâmetros necessários são indicados explicitamente, incluindo dados sobre o garantido (no sentido de não ultrapassar ) nível de ruído como uma linha curta em relação à conformidade com o padrão. A única desvantagem deste produto (exceto para a tensão de entrada, que não está na faixa) é seu fabricante,o que diminui as chances de encontrar um produto na lista do MOS.



Pnp: muitos leitores entenderam no interesse de qual departamento a empresa onde o autor do post trabalha produz os produtos, todos aqueles que não imaginaram só podem ser invejados.



Perto está uma fonte da igualmente conhecida empresa TRACO e sobre ela quase tudo pode ser dito como mencionado acima. Eu os peguei apenas para mostrar que, em princípio, existe uma documentação decente, porque ela começará agora ...



Agora vamos examinar a documentação da fonte da série Vicor DCM.



Os produtos desta empresa sempre se mantiveram um pouco distantes devido ao fato de que as frequências de operação dos conversores excediam (às vezes múltiplas) as de outros fabricantes. Esta circunstância levou a um aumento significativo da capacidade específica da empresa IP e ocasionou uma certa exclusividade de produtos.



PNP: por exemplo, a fonte em questão tem uma potência específica por unidade de volume quase 3 vezes maior que a anteriormente considerada analógica, veja a tabela no final do post



Se você realmente precisa de uma fonte de alimentação ultracompacta e não se importa em ter que pagar 2 vezes mais por ela, então Sua escolha é certa, caso contrário, você tem opções.



A desvantagem da compactação é a maior geração de calor por unidade de área de superfície adequada para remoção de calor. Para neutralizar a influência deste último fator, as fontes da série em consideração prevêem a remoção de calor tanto da parte superior do corpo da fonte (através do radiador) e da parte inferior (através da placa), para a qual termo-almofadas especiais são fornecidas na parte inferior da caixa, o que não pode deixar de agradar ao projetista ...



Pnp: Deve-se notar que nos últimos desenvolvimentos da empresa, a frequência de conversão não só não está aumentando, mas até diminuindo. Pessoalmente, acredito que isso se deva ao uso de dispositivos de carboneto de silício, mas posso estar errado, no entanto, o fato está.



Mas voltando aos nossos carneirosVamos finalmente dar uma olhada na documentação. Estamos procurando o indicador de interesse para nós - o nível de interferência, é provável que seja significativo. E vemos que uma empresa respeitável simplesmente não fornece NENHUM dado sobre este parâmetro da fonte divulgada. Não fornece absolutamente nada, desde uma palavra, nem mesmo de imagens da densidade espectral de interferência, mas não há uma única frase sobre o cumprimento de quaisquer padrões aplicáveis.



PNP: quando falo de um desenho, quero dizer exatamente um desenho, porque quando as condições de medição não são indicadas no objeto de arte colocado na documentação e (o mais importante) não há linhas que garantam limitar os parâmetros medidos de cima, mas em vez disso, há a frase "Valores típicos", então esta é uma imagem, ou desenho, ou ilustração, mas de forma alguma uma parte da documentação técnica de um produto que determina seus parâmetros garantidos.



Em vez desses dados, a documentação (no manual do aplicativo, não para um dispositivo específico, mas para uma série) contém uma seção inteira chamada "Etapas de design de filtro de ruído de modo comum". Nele, somos solicitados a realizar as seguintes etapas:



  1. «Determine the AC ripple magnitude over the frequency range of interest using the EMI spectrum analyzer and compare the measured AC ripple magnitude with the EMI standard limit line», , « »,
  2. ( ) , ,
  3. .


Pessoal, vocês estão falando sério (e eu não sabia que era possível)?



Pnp: a partir deste momento, e até um momento especialmente designado, o termo "você" aplicarei não aos meus leitores, mas ao funcionário da empresa, embora seja possível (e improvável) que essas duas categorias se sobreponham. Bem, ao mesmo tempo àqueles leitores que se expressarão nos comentários no estilo “Por que é isso, todo mundo faz aquilo ...”.



Bem, em primeiro lugar, a própria ideia de medir a interferência em uma instância IP específica (e tirar algumas conclusões de longo alcance com base nessas medições) parece-me tão criativa, pois contradiz os princípios da abordagem clássica da engenharia. O que devo fazer se uma taxa de interferência ligeiramente diferente (mais alta) for observada em outra instância de IP? Posso projetar os dados obtidos em condições específicas de desenvolvimento com uma natureza diferente da carga? Você pode pensar em muito mais perguntas de tipo semelhante para as quais ninguém terá uma resposta (definitivamente não as tenho, mas provavelmente não sei tudo).



E assim, aliás, o equipamento e os instrumentos necessários para realizar tais medições (se estamos falando de um dispositivo de medição, e não de um indicador), não custam nada em todos os locais de trabalho e nem mesmo em todos os laboratórios, já que não custa pouco dinheiro ...



Em segundo lugar, o seu método de cálculo (implementado no programa) se assemelha fortemente ao cálculo de um cavalo esférico no vácuo, uma vez que não leva em consideração a presença de uma capacitância de entrada no MT, como tal, e implica (para calcular o fator Q do filtro) perdas zero tanto no MT quanto no elementos de filtro, o que é um pouco contrário à minha experiência prática.



Em terceiro lugar, por que você está tão certo de que o ruído em sua fonte é de natureza exclusivamente diferencial, já que o circuito de filtro proposto é um pouco menos do que totalmente inútil na luta contra o ruído de modo comum.



Nota necessária: ainda não consegui publicar esta postagem (geralmente eles estão na minha pasta inacabada há muito tempo), e a empresa já tomou medidas - na nova versão do documento especificado na página 37 na mesma seção do parágrafo 1, agora somos solicitados a determinar de forma independente o em fase e o componente diferencial da interferência (novamente com a ajuda de medições diretas de uma instância específica), então - como antes (apenas o link para o programa foi removido, bom, graças a Deus).



PNP: Uma observação à luz do acima, é hora de indicar separadamente os dois componentes da interferência na documentação do MT (pelo menos para um vácuo esférico, uma vez que um deles depende fortemente de um dispositivo específico) a fim de projetar um filtro com mais eficiência, se necessário.



Surge uma questão lógica - como essa documentação poderia ser divulgada por uma empresa que está no mercado há vários anos. A única resposta que me vem à mente é que nos produtos em consideração, em termos de interferência, tudo é tão ruim que os profissionais de marketing aconselharam não colocar dados na documentação, mas usar um movimento completamente "engenhoso" para transferir o trabalho do departamento de desenvolvimento para os ombros do consumidor IP.



Meu colega expressou a opinião oposta - nesta série de fontes tudo é tão bom em termos de EMC que os funcionários da empresa consideraram completamente redundante incluir os dados relevantes na documentação. O ponto de vista não é desinteressante, uma vez que o nível de interferência em um produto acabado pode (e irá) mudar dependendo das características de design deste último e, se a própria interferência da fonte for realmente pequena, é difícil dar qualquer garantia sem levar em conta as especificações de uso. Como não tenho uma instância específica da fonte, não é possível confirmar uma das hipóteses com os resultados da medição. No entanto, a experiência que já tenho com as fontes desta empresa não atesta de forma alguma a favor desta hipótese.



Bem, a cereja do bolo (deve haver uma cereja no bolo, uau) por algum motivo, o link para as instruções de uso não está indicado nos dados de referência do dispositivo, e devemos adivinhar sua importância. Devo declarar que o próprio documento é feito de forma bastante sólida, existem esquemas de conexão recomendados e possuem elementos para reduzir o nível de interferência, e de ambos os tipos. Muitas informações úteis também são fornecidas, como: um diagrama de estado do dispositivo (o que é raro), diagramas de tempo de processos transitórios e muitas outras recomendações interessantes e praticamente valiosas, portanto, se a necessidade de se familiarizar com este documento foi expressa de forma direta e inequívoca na documentação principal, então Eu só ficaria feliz. Além disso, a indicação não deve estar no último parágrafo (um pássaro raro voará até o meio do Dnieperlê a data até o fim) e não em uma nota em letras pequenas (um pássaro ainda mais raro lê notas), mas nas primeiras linhas da especificação e em negrito (embora haja pássaros que não serão ajudados por isso, mas a medicina é impotente aqui).



P np: por algum motivo, na documentação de uma série mais antiga de fontes da mesma empresa (Mini), foi exatamente isso que foi feito e o link para o manual do aplicativo estava na primeira página da documentação, o que significa que a empresa já conseguia fazer isso antes. Mesmo agora, o manual não está escondido de nós, uma referência a ele é dada na página da série IP, mas isso ainda é pior do que na documentação.



Para resumir: na documentação para esta série particular de fontes de alimentação, não há dados sobre interferência (tanto conduzida quanto irradiada), e a única recomendação que posso dar aos desenvolvedores é não usar essas fontes, já que você não pode garantir nada em termos de EMC se for o caso os requisitos são definidos em seu TK.

Pnp: se eles não estiverem configurados, então não inicie tal desenvolvimento, já que eles ainda irão aparecer no último momento na forma mais desagradável (difícil) e a culpa será dos desenvolvedores.



Embora eu deva admitir que os parâmetros primários da fonte parecem muito atraentes.



Bem, ou a segunda opção, use os esquemas clássicos de supressão de ruído (eles são fornecidos logo no manual do aplicativo), contando com o caso mais desagradável (já que vocês (volto a me dirigir aos leitores) não sabem nada sobre os parâmetros da fonte, aí eu até Eu não sei qual seria o pior caso) coloque um filtro multi-link, então pergunte a si mesmo - Eu não preciso de uma fonte tão pequena, se eu ainda tenho que adicionar filtros para o dobro do seu volume, não seria melhor pegar uma fonte de outra empresa, o que em sua documentação é bastante garantias específicas.



E agora, de acordo com o plano traçado anteriormente, apresento a vocês uma série ideal (em termos de documentação - irei escrever sobre esta cláusula mais tarde) de fontes de alimentação MDM-P da AE-DON. Para evitar ser suspeito de preconceito, veja meus posts antigos, onde costumava repreender um pouco esta empresa. Por que um pouco - porque eu entendo muito bem em que condições eles desenvolvem e produzem seus produtos, mas neste caso não há razão para condescendência e descontentamento.



A questão é, em primeiro lugar, que no site desta empresa pode encontrar (exceto para folhetos e tabelas) especificações técnicas (TU) para esta série de fontes. Além disso, não é um extrato da TU postada, pois está na moda recentemente (e como era antes com esta empresa) e você não precisa emitir um pedido de acesso aos materiais, e não precisa comprar a TU (em princípio, dinheiro é ridículo, mas quanto tempo você tem que esperar até chegar até você), mas você só vai no site e baixa, só uma espécie de conto de fadas, descobre-se que era possível.



Por que essa abordagem é importante e valiosa - novamente, estamos falando sobre interferência. Em primeiro lugar, o TU indica claramente a conformidade deste parâmetro com os requisitos de GOST B 25803 em vários métodos de inclusão. Além disso, uma vez que o TU é um documento direto, as seções correspondentes contêm a metodologia de medição e os diagramas de conexão, o que permite (se necessário) reproduzi-los e garantir que uma cópia específica da fonte corresponda aos parâmetros declarados e que seus problemas com interferência durante o teste do produto não sejam causados fonte, como tal (autônomo).



Só se pode sustentar com as duas mãos esta prática de disponibilizar documentação e desejar-lhe a mais ampla distribuição possível a outros produtos de fabricantes nacionais.



Infelizmente, os próprios parâmetros de origem (perfeitamente definidos) não são muito ideais. Em particular, a densidade de potência é 4 vezes inferior à primeira e segunda das fontes consideradas, e à segunda e geralmente 11 vezes. No entanto, se for verdade o que os desenvolvedores da empresa escrevem e eles realmente implementaram as últimas séries de componentes domésticos, então este é um sucesso significativo para a empresa. Sim, conseguir um dispositivo em componentes domésticos (não idiotas) que seja apenas 3 vezes inferior (no sentido de mais) em termos de volume a um análogo importado é uma conquista, tal é a dura realidade em que vivemos.



Bem, quanto ao tema do post, também não é fácil. O nível de ruído de fontes com uma potência de até 160 W sem um filtro é indicado (a frase é um tanto astuta se você olhar para o esquema de medição) - de acordo com a curva 2 de GOST. A correspondência com a curva 1 é indicada no caso de utilizar a fonte em conjunto com um filtro fabricado pela mesma empresa na potência de 240 W. A correspondência com a curva 3 é indicada para fontes com potência superior a 240 W sem filtro (novamente, olhamos o esquema de medição e nos certificamos de que o filtro ainda está lá, ele é simplesmente recrutado de material solto). É aí que termina a informação, admito que a empresa não produz filtros para alta potência de saída, mas seria possível trazer o circuito de filtro necessário para reduzir a interferência de fontes de alta potência até o nível da curva 2 e até 1.



Sim, claro, tais dados não são objeto de especificações técnicas em seu sentido clássico, mas podem ser colocados na seção de informações de referência. Mas esta é a minha opinião avaliativa, expressa em privado, em qualquer caso expresso a minha gratidão aos programadores da AE-Don pelo que já foi feito e podem ir à aplicação desta série com os olhos abertos, compreendendo perfeitamente o que exatamente os espera. A propósito, esta empresa também possui a série MDM-R, que quase não é inferior em densidade de potência aos rivais eminentes (bem, claro, exceto para VICOR, ninguém concorre com eles neste parâmetro), é uma pena que a entrada não se encaixe em nossa tarefa.



Tabela de comparação de parâmetros

Parâmetro Vicor DCM Vicor mini Murata TRACO MDM-P MDM-R
Entrada 120-420 240-425 16-160 43-160 175-350 17-84
Poder 300 375 250 240 240 160
Densidade 46 7,7 4,7 5,6 2.0 5,6



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