Sobre el tema de las fuentes, la interferencia y la sustitución de importaciones

La documentación es como el sexo: si es buena, entonces todo es genial, y si no muy bien ... es mejor que nada.

Recientemente, MyYoungCollega seleccionó una fuente para la implementación de un adaptador de red, y en el proceso de este trabajo, se descubrieron datos interesantes y útiles (aunque no siempre alegres) que me gustaría compartir con los lectores.



Primero, decidamos qué parámetros debe proporcionarnos el fabricante de la fuente de alimentación en la documentación (y asegurarnos de su implementación).

Pnp: en este caso, el país de origen de la fuente y su fabricante carecen por completo de importancia.



Parámetros estáticos primarios, sin los cuales el uso de una fuente en desarrollo no tiene ningún sentido:

1. El rango de funcionamiento de la tensión de entrada (tensión de funcionamiento mínima / máxima), en el caso de una tensión de entrada variable, también la frecuencia (y sus límites).
2. Voltaje de salida y corriente garantizada.
   
   Más parámetros estáticos, que tampoco deben olvidarse:
3. Los límites de voltaje de entrada son el voltaje máximo permitido (cuando la fuente está apagada, lo que no la daña) y el voltaje de corte (si lo hay). También es necesario considerar el cumplimiento del estándar de suministro de energía en términos de sobretensiones y caídas permitidas a corto plazo, así como la presencia de protección contra inversión de polaridad (por supuesto, excepto para la entrada variable).
4. Capacidad de carga de salida que incluye reducción de temperatura, requisitos de carga mínima.

Parámetros dinámicos:

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

Consideremos la situación con interferencia con más detalle: las fuentes modernas, de alta eficiencia (y por lo tanto pulsadas) contienen en el espectro de interferencia producida un componente fundamental que coincide con la frecuencia de conversión y sus extraños armónicos, que entran en el rango de radio a partir de 1 MHz. Afortunadamente, este ruido es de naturaleza diferencial y está bien suprimido por filtros estándar, a pesar de que su frecuencia no es demasiado alta.



Desafortunadamente, en nuestro tiempo, se han agregado componentes adicionales. En primer lugar, se

trata de ruido de conmutación, una consecuencia inevitable de la alta eficiencia de las fuentes de alimentación modernas, de donde se deriva la necesidad de bajas pérdidas de conmutación, lo que conduce a bordes muy afilados en las teclas.



En sí, esto no es un desastre, pero del deseo de reducir el tamaño crece otra causa de problemas en términos de interferencia, y se llama transformadores impresos. Primero, en comparación con los transformadores bobinados, tienen una capacitancia entre bobinados significativamente mayor, lo que resulta en un ruido de modo común mucho más desagradable. En segundo lugar, el diseño de dicho transformador excluye la posibilidad de utilizar un blindaje con conexión a tierra, lo que conduce a un aumento significativo de la interferencia que se propaga por el aire. En resumen, se puede argumentar que el problema de la interferencia para las fuentes de alimentación modernas de tamaño pequeño y altamente eficientes está, como dicen, en pleno crecimiento.



3. Funcionalidad adicional: protección contra sobretensión de la corriente de salida y su naturaleza, la presencia de protección contra sobretensión / subtensión en la entrada, protección contra sobretensión en la salida, protección térmica, funciones adicionales (retroalimentación externa, control remoto, indicación de estado, la presencia de una interfaz de gestión y control, etc.) rara vez son decisivas al elegir una fuente específica, pero a menudo serán una ventaja agradable que confirmará la exactitud de su elección.



Mis lectores habituales probablemente ya estén preocupados: ya se han leído varios párrafos y el "grito de Yaroslavna" no ha comenzado, ¿le ha pasado al autor (después de todo, el coronavirus está desenfrenado)? Quiero tranquilizarte, está por empezar, paciencia conmigo un poco, no he cambiado mi (quizás no el mejor) hábito de escribir sobre lo que no me gustó, empiezo a regañar la documentación de fabricantes específicos.



Consideremos ahora algunos fabricantes específicos y veamos cómo la documentación proporcionada por ellos para (en general, nada mala) IP cumple con los altos requisitos del autor. Buscaremos una fuente para una tensión alterna de entrada de 220V 50Hz (el autor conoce el nuevo estándar de alimentación de red, pero se permite dar el nombre bien establecido) después del rectificador (ignorando el requisito de las autoridades europeas) para una potencia de salida de 200 W, una tensión de salida de 24V. Como objeto de comparación, seleccionamos un fabricante nacional y una empresa con reputación mundial.



Para empezar, pensemos en los productos de la empresa Murata (ya me imagino cómo los trabajadores de esta empresa se estremecieron después de leer el comienzo del párrafo y conocer mi naturaleza despiadada). Bueno, completamente en vano, voy a construir mi historia en una dirección de buena a terrible (lo que me impulsó a publicar) y terminarla de maravilla. Entonces se elige como ejemplo de buen desarrollo la fuente de producción de esta empresa (no indicaré el tipo específico, no importa), los parámetros fuente son bastante aceptables, la documentación es decente, todos los parámetros necesarios se indican explícitamente, incluyendo los datos sobre el garantizado (en el sentido de no exceder ) nivel de ruido como una línea corta en relación con el cumplimiento de la norma. El único inconveniente de este producto (a excepción del voltaje de entrada, que está fuera de rango) es su fabricante,lo que hace que las posibilidades de encontrar un producto en la lista MOS sean muy escasas.



Pnp: muchos lectores entendieron en interés de qué departamento la empresa donde trabaja el autor del post produce productos, todos los que no adivinaron solo pueden envidiar.



Cerca hay una fuente de la igualmente conocida empresa TRACO y sobre él casi todo se puede decir como se mencionó anteriormente. Los tomé solo para mostrar que existe documentación decente en principio, porque comenzará ahora ...



Ahora considere la documentación para la fuente de la serie Vicor DCM.



Los productos de esta empresa siempre se han distinguido un poco debido a que las frecuencias de funcionamiento de los convertidores superaron (a veces múltiples) a las de otros fabricantes. Esta circunstancia provocó un aumento significativo de la capacidad específica de la empresa de PI y provocó una cierta exclusividad de los productos.



PNP: por ejemplo, la fuente en cuestión tiene una potencia específica por unidad de volumen casi 3 veces mayor que la analógica considerada anteriormente, consulte la tabla al final del post



Si realmente necesita una fuente de energía ultracompacta y no le importa tener que pagar 2 veces más por ella, entonces Tu elección es segura, si no, tienes opciones.



La desventaja de la compacidad es la mayor generación de calor por unidad de superficie adecuada para eliminar el calor. Para neutralizar la influencia de este último factor, las fuentes de la serie en consideración prevén la eliminación de calor tanto de la parte superior del cuerpo de la fuente (a través del radiador) como de la parte inferior (a través del tablero), para lo cual se proporcionan almohadillas térmicas especiales en la parte inferior de la caja, que no pueden sino complacer al diseñador. ...



Pnp: Cabe señalar que en los últimos desarrollos de la empresa, la frecuencia de conversión no solo no está aumentando, sino incluso disminuyendo. Personalmente, creo que esto se debió al uso de dispositivos de carburo de silicio, pero puedo estar equivocado, sin embargo, el hecho es.



Pero volvamos a nuestros carnerosVeamos finalmente la documentación. Estamos buscando el indicador que nos interesa: el nivel de interferencia, es probable que sea significativo. Y vemos que una empresa de buena reputación simplemente no proporciona NINGÚN dato sobre este parámetro de la fuente publicada. No proporciona absolutamente nada, de una palabra en absoluto, ni siquiera de imágenes de la densidad espectral de interferencia, pero no hay una sola frase sobre el cumplimiento de los estándares aplicables.



PNP: cuando hablo de un dibujo, me refiero exactamente a un dibujo, porque cuando las condiciones de medición no están indicadas en el objeto de arte colocado en la documentación y (lo más importante) no hay líneas que garanticen limitar los parámetros medidos desde arriba, sino que hay la frase "Valores típicos", entonces esto es una imagen, o dibujo, o ilustración, pero de ninguna manera forma parte de la documentación técnica de un producto que determina sus parámetros garantizados.



En lugar de estos datos, la documentación (en el manual de la aplicación, no para un dispositivo específico, sino para una serie) tiene una sección completa llamada "Pasos para el diseño del filtro de ruido de modo común". En él, se nos pide que realicemos los siguientes pasos:

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. .

Chicos, ¿están hablando en serio (y no sabía que era posible)?



Pnp: a partir de este momento, y hasta un momento especialmente designado, el término "tú" lo aplicaré no a mis lectores, sino al empleado de la empresa, aunque es posible (e improbable) que estas dos categorías se superpongan. Bueno, al mismo tiempo a aquellos lectores que se expresen en los comentarios al estilo de "Por qué es esto, todos hacen aquello ...".



Bueno, en primer lugar, la idea misma de medir la interferencia en una instancia de IP específica (y sacar algunas conclusiones de gran alcance basadas en estas mediciones) me parece tan creativa como contradice los principios del enfoque de la ingeniería clásica. ¿Qué debo hacer si se observa una tasa de interferencia ligeramente diferente (más alta) en otra instancia de IP? ¿Puedo proyectar los datos obtenidos en condiciones específicas para el desarrollo con una naturaleza diferente de la carga? Puedes pensar en muchas más preguntas de tipo similar, a las que nadie tendrá respuesta (definitivamente no las tengo, pero probablemente no lo sé todo).



Y así, por cierto, el equipo y los instrumentos necesarios para realizar tales mediciones (si estamos hablando de un dispositivo de medición, y no de un indicador), no cuesta nada en todos los lugares de trabajo y ni siquiera en todos los laboratorios, ya que no cuesta un poco de dinero. ...



En segundo lugar, su método de cálculo (implementado en el programa) se parece mucho al cálculo de un caballo esférico en el vacío, ya que no tiene en cuenta la presencia de una capacitancia de entrada en el MT, como tal, e implica (para calcular el factor Q del filtro) cero pérdidas tanto en el MT como en elementos de filtro, lo cual es algo contrario a mi experiencia práctica.



En tercer lugar, ¿por qué está tan seguro de que el ruido en su fuente es de naturaleza exclusivamente diferencial, ya que el circuito de filtro propuesto es algo menos que completamente inútil en la lucha contra el ruido de modo común?



Nota necesaria: todavía no he logrado publicar esta publicación (generalmente se encuentran en mi carpeta inacabada durante mucho tiempo), y la compañía ya ha tomado medidas: en la nueva versión del documento especificado en la página 37 en la misma sección en el párrafo 1, ahora se nos pide que determinemos de forma independiente la fase y el componente diferencial de la interferencia (nuevamente con la ayuda de mediciones directas de una instancia específica), luego, como antes (solo se eliminó el enlace al programa, bueno, gracias a Dios).



PNP: Una nota a la luz de lo anterior, ¿no es el momento de indicar por separado ambos componentes de la interferencia en la documentación del MT (al menos para un vacío esférico, ya que uno de ellos depende fuertemente de un dispositivo específico) con el fin de diseñar un filtro de manera más eficiente si es necesario.



Surge una pregunta lógica: ¿cómo podría una empresa que ha estado en el mercado durante varios años? La única respuesta que me viene a la mente es que en los productos en consideración, en términos de interferencia, todo es tan malo que los especialistas en marketing aconsejaron no colocar datos en la documentación, sino utilizar un movimiento completamente "ingenioso" para trasladar el trabajo del departamento de desarrollo a los hombros del consumidor de propiedad intelectual.



Mi colega expresó la opinión contraria: en esta serie de fuentes todo es tan bueno en términos de EMC que los empleados de la empresa consideraron completamente redundante incluir los datos relevantes en la documentación. El punto de vista no deja de ser interesante, ya que el nivel de interferencia en un producto terminado puede (y cambiará) dependiendo de las características de diseño de este último y, si la interferencia propia de la fuente es realmente pequeña, entonces es difícil dar garantías sin tener en cuenta las especificidades de uso. Dado que no tengo una instancia específica de la fuente, no es posible confirmar una de las hipótesis con los resultados de la medición. Sin embargo, la experiencia que ya tengo con las fuentes de esta firma no testifica en absoluto a favor de esta hipótesis.



Bueno, la guinda del pastel (debe haber una guinda del pastel, whoa) por alguna razón, el enlace a las instrucciones de uso no está indicado en los datos de referencia del dispositivo, y debemos adivinar su importancia. Debo declarar que el documento en sí está bastante sólido, existen esquemas de conexión recomendados y tienen elementos para reducir el nivel de interferencia, y de ambos tipos. También se proporciona una gran cantidad de información útil, como: un diagrama de estado del dispositivo (que es raro), diagramas de tiempo transitorio y muchas otras recomendaciones interesantes y prácticamente valiosas, por lo que si la necesidad de familiarizarse con este documento se explica de manera directa e inequívoca en la documentación principal, Solo me alegraría. Además, la indicación no debe estar en el último párrafo (un pájaro raro volará hasta el medio del Dnieperlee la fecha hasta el final) y no en una nota en letra pequeña (un pájaro aún más raro lee notas), sino en las primeras líneas de la especificación y en negrita (aunque hay pájaros a los que esto no les ayudará, pero la medicina no tiene poder aquí).



P np: por alguna razón, en la documentación de una serie anterior de fuentes de la misma empresa (Mini), esto fue exactamente lo que se hizo y el enlace al manual de la aplicación estaba en la primera página de la documentación, lo que significa que la empresa pudo hacer esto antes. Y ahora el manual no está oculto para nosotros, se da una referencia a él en la página de la serie IP, pero esto es aún peor que en la documentación.



En resumen: en la documentación de esta serie particular de fuentes de alimentación, no hay datos sobre interferencias (tanto conducidas como radiadas), y la única recomendación que puedo dar a los desarrolladores es que no utilicen estas fuentes en absoluto, ya que no se puede garantizar nada en términos de EMC si es así. los requisitos se establecen en su TK.

Pnp: si no están configurados, entonces no inicie dicho desarrollo, ya que aún aparecerán en el último momento en la forma más desagradable (difícil) y serán los desarrolladores los culpables.



Aunque debo admitir que los parámetros primarios de la fuente parecen muy atractivos.



Bueno, o la segunda opción: use los esquemas clásicos de supresión de ruido (se dan directamente en el manual de la aplicación), contando con el caso más desagradable (ya que ustedes (aquí me dirijo nuevamente a los lectores) no saben nada sobre los parámetros de la fuente, entonces incluso No sé cuál será el peor de los casos) poner un filtro multienlace, bueno, entonces pregúntese: qué fuente tan pequeña para mí, si todavía tengo que agregar filtros al doble de su volumen, ¿no sería mejor tomar una fuente de otra empresa, que en su documentación da bastante Garantías específicas.



Y ahora, de acuerdo con el plan descrito anteriormente, les presento una serie ideal (en términos de documentación, escribiré sobre esta cláusula más adelante) de fuentes de alimentación MDM-P de AE-DON. Para evitar ser sospechoso de parcialidad, vea mis publicaciones anteriores, donde solía regañar un poco a esta empresa. Por qué un poco, porque entiendo muy bien en qué condiciones desarrollan y producen sus productos, pero en este caso no hay razón para la condescendencia y el descontento.



La cuestión es, en primer lugar, que en la web de esta empresa se pueden encontrar (además de folletos y tablas) las especificaciones técnicas (TU) de esta serie de fuentes. Además, no es un extracto de la TU publicada, ya que se ha puesto de moda recientemente (y como lo estaba antes con esta empresa) y no necesitas emitir una solicitud de acceso a los materiales, y no necesitas comprar la TU (en principio, el dinero es ridículo, pero cuánto tiempo tienes que esperar. hasta que llegue a usted), pero simplemente vaya al sitio y descargue, solo una especie de cuento de hadas, resulta que fue posible.



Por qué este enfoque es importante y valioso: nuevamente, estamos hablando de interferencia. En primer lugar, la TU indica claramente el cumplimiento de este parámetro con los requisitos de GOST B 25803 en varios métodos de inclusión. Además, dado que la TU es un documento directo, las secciones correspondientes contienen la metodología de medición y los diagramas de conexión, lo que le permite (si es necesario) reproducirlos y asegurarse de que una copia específica de la fuente corresponda a los parámetros declarados y que sus problemas de interferencia durante la prueba del producto no sean causados. fuente, como tal (independiente).



Solo se puede apoyar con ambas manos esta práctica de proporcionar documentación y desearle la más amplia distribución posible a otros productos de fabricantes nacionales.



Desafortunadamente, los parámetros fuente (idealmente definidos) en sí mismos no son del todo ideales. En particular, la densidad de potencia es 4 veces menor que la primera y la segunda de las fuentes consideradas, y 11 veces menor que la segunda. Sin embargo, si es cierto lo que escriben los desarrolladores de la empresa y realmente implementaron la última serie en componentes domésticos, entonces este es un éxito significativo para la empresa. Sí, conseguir un dispositivo con componentes domésticos (no tontos) que sea solo 3 veces inferior (en el sentido de más) en términos de volumen a un análogo importado es un logro, tal es la dura realidad en la que vivimos.



Bueno, en cuanto al tema de la publicación, tampoco es fácil. Se indica el nivel de ruido de las fuentes con una potencia de hasta 160 W sin el uso de un filtro (una frase un tanto astuta si observa el esquema de medición), de acuerdo con la curva 2 de GOST. La correspondencia con la curva 1 se indica en el caso de utilizar la fuente junto con un filtro fabricado por la misma empresa a una potencia de hasta 240 W. La correspondencia con la curva 3 está indicada para fuentes con una potencia de más de 240 W sin filtro (nuevamente, miramos el esquema de medición y nos aseguramos de que el filtro todavía esté allí, simplemente se recluta a partir de material suelto). Aquí es donde termina la información, admito que la empresa no produce filtros para potencia de alto rendimiento, pero sería posible llevar el circuito de filtro necesario para reducir la interferencia de fuentes de alta potencia al nivel de la curva 2 e incluso a 1.



Sí, por supuesto, dichos datos no están sujetos a especificaciones técnicas en su sentido clásico, pero podrían colocarse en la sección de información de referencia. Pero esta es mi opinión valorativa, expresada en privado, en todo caso expreso mi agradecimiento a los desarrolladores de AE-Don por lo que ya se ha hecho y pueden acudir a la aplicación de esta serie con los ojos abiertos, entendiendo perfectamente lo que les espera exactamente. Por cierto, esta empresa también cuenta con la serie MDM-R, que casi no es inferior en densidad de potencia a sus rivales eminentes (bueno, claro, salvo VICOR, nadie compite con ellos en este parámetro), es una lástima que la entrada no se ajuste a nuestra tarea.



Tabla de comparación de parámetros