Zum Thema Quellen, Interferenz und Importsubstitution

Dokumentation ist wie Sex: Wenn es gut ist, dann ist alles großartig und wenn es nicht sehr ... ist es immer noch besser als nichts.

Kürzlich hat MyYoungCollega eine Quelle für die Implementierung eines Netzwerkadapters ausgewählt. Dabei wurden interessante und nützliche (wenn auch nicht immer erfreuliche) Fakten entdeckt, die ich gerne mit Lesern teilen möchte.



Lassen Sie uns zunächst entscheiden, welche Parameter der Hersteller des Netzteils in der Dokumentation angeben muss (und deren Implementierung sicherstellen).

Pnp: In diesem Fall sind das Herkunftsland der Quelle und ihr Hersteller völlig unwichtig.



Primäre statische Parameter, ohne die die Verwendung einer Quelle in der Entwicklung überhaupt keinen Sinn ergibt:

1. Der Betriebsbereich der Eingangsspannung (minimale / maximale Betriebsspannung) bei variabler Eingangsspannung auch die Frequenz (und deren Grenzen).
2. Ausgangsspannung und garantierter Strom.
   
   Weitere statische Parameter, die auch nicht vergessen werden sollten:
3. Die Grenzwerte für die Eingangsspannung sind die maximal zulässige Spannung (wenn die Quelle ausgeschaltet ist, wodurch sie nicht beschädigt wird) und die Abschaltspannung (falls vorhanden). Es ist auch erforderlich, die Einhaltung des Stromversorgungsstandards in Bezug auf zulässige kurzfristige Überspannungen und Einbrüche sowie den Schutz vor Polaritätsumkehr zu berücksichtigen (natürlich mit Ausnahme des variablen Eingangs).
4. Ausgangslastkapazität einschließlich Temperaturreduzierung, Mindestlastanforderungen.

Dynamische Parameter:

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

Betrachten wir die Situation mit Interferenzen genauer - moderne hocheffiziente (und daher gepulste) Quellen enthalten im Spektrum der erzeugten Interferenzen eine grundlegende Komponente, die mit der Umwandlungsfrequenz und ihren ungeraden Harmonischen übereinstimmt, die selbst ab 1 MHz in den Funkbereich gelangen. Glücklicherweise ist dieses Rauschen von Natur aus unterschiedlich und wird von Standardfiltern trotz ihrer nicht zu hohen Frequenz gut unterdrückt.



Leider wurden in unserer Zeit zusätzliche Komponenten hinzugefügt. Zunächst einmal

ist dies das Schaltrauschen, eine unvermeidliche Folge der hohen Leistungsfähigkeit moderner Stromversorgungen, aus denen die Notwendigkeit für geringe Schaltverluste folgt, was zu sehr scharfe Kanten an den Tasten.



An sich ist dies keine Katastrophe, aber aus dem Wunsch heraus, die Größe zu reduzieren, wächst eine weitere Ursache für Probleme in Bezug auf Interferenzen, und es wird gedruckte Transformatoren genannt. Erstens haben sie im Vergleich zu gewickelten Transformatoren eine deutlich höhere Kapazität zwischen den Wicklungen, was zu einem viel unangenehmeren Gleichtaktrauschen führt. Zweitens schließt die Konstruktion eines solchen Transformators die Möglichkeit der Verwendung einer geerdeten Abschirmung aus, was zu einer signifikanten Zunahme der sich über die Luft ausbreitenden Interferenz führt. Zusammenfassend kann argumentiert werden, dass das Problem der Interferenz für moderne kleine hocheffiziente Stromversorgungen, wie sie sagen, in vollem Wachstum ist.



3. Zusätzliche Funktionen: Schutz gegen Überspannung des Ausgangsstroms und seiner Art, Vorhandensein eines Schutzes gegen Über- / Unterspannung am Eingang, Schutz gegen Überspannung am Ausgang, Wärmeschutz, Zusatzfunktionen (externe Rückmeldung, Fernbedienung, Statusanzeige, Das Vorhandensein einer Verwaltungs- und Kontrollschnittstelle usw.) ist bei der Auswahl einer bestimmten Quelle selten entscheidend, stellt jedoch häufig einen angenehmen Bonus dar, der die Richtigkeit Ihrer Wahl bestätigt.



Meine regelmäßigen Leser sind wahrscheinlich schon besorgt - einige Absätze wurden bereits gelesen, aber "Jaroslawnas Schrei" hat noch nicht begonnen, ist es dem Autor passiert (schließlich ist das Coronavirus weit verbreitet). Ich möchte Sie beruhigen, es fängt gleich an, nehmen Sie mich ein wenig mit, ich habe meine (vielleicht nicht die beste) Angewohnheit, über das zu schreiben, was mir nicht gefallen hat, nicht geändert, ich fange an, die Dokumentation bestimmter Hersteller zu schelten.



Betrachten wir nun einige spezifische Hersteller und sehen wir, wie die von ihnen für (im Allgemeinen nicht schlechte) IP bereitgestellte Dokumentation den hohen Anforderungen des Autors entspricht. Wir werden nach einer Quelle für eine Eingangswechselspannung von 220 V bis 50 Hz suchen (der Autor kennt den neuen Standard der Netzleistung, erlaubt sich jedoch, den bekannten Namen zu nennen), nachdem der Gleichrichter (ohne Berücksichtigung der Anforderungen der europäischen Behörden) eine Ausgangsleistung von 200 W und eine Ausgangsspannung von 24 V aufweist. Als Vergleichsobjekte wählen wir einen einheimischen Hersteller und ein Unternehmen mit weltweitem Ruf aus.



Betrachten Sie zunächst die Produkte von Murata (ich kann mir bereits vorstellen, wie die Mitarbeiter dieses Unternehmens schauderten, nachdem sie den Anfang des Absatzes gelesen und meine Rücksichtslosigkeit gekannt hatten). Nun, völlig vergebens, ich werde meine Geschichte in eine Richtung von gut bis schrecklich (was mich zum Posten veranlasste) bauen und sie wunderbar beenden. Daher wird die Produktionsquelle dieses Unternehmens (ich werde den spezifischen Typ nicht angeben, es spielt keine Rolle) als Beispiel für eine gute Entwicklung ausgewählt, die Quellparameter sind durchaus akzeptabel, die Dokumentation ist anständig, alle erforderlichen Parameter werden explizit angegeben, einschließlich Daten zur Garantie (im Sinne von nicht überschreiten) ) Geräuschpegel als kurze Linie zur Standardkonformität. Der einzige Nachteil dieses Produkts (mit Ausnahme der Eingangsspannung, die nicht im Bereich liegt) ist der Hersteller,Das macht die Chancen, ein Produkt auf der MOS-Liste zu finden, sehr gering.



Pnp: Viele Leser verstehen im Interesse der Abteilung, in der das Unternehmen, in dem der Autor der Post arbeitet, Produkte herstellt. Alle, die nicht geraten haben, können nur beneidet werden.



In der Nähe befindet sich eine Quelle der ebenso bekannten Firma TRACO und fast alles kann über ihn gesagt werden, wie oben erwähnt. Ich habe sie nur genommen, um zu zeigen, dass im Prinzip eine anständige Dokumentation existiert, denn sie wird jetzt beginnen ...



Schauen wir uns nun die Dokumentation für die Quelle der Vicor DCM-Serie an.



Die Produkte dieser Firma haben sich immer etwas voneinander unterschieden, da die Betriebsfrequenzen der Wandler die anderer Hersteller übertrafen (manchmal um ein Vielfaches). Dieser Umstand führte zu einer deutlichen Erhöhung der spezifischen Kapazität des IP-Unternehmens und zu einer gewissen Exklusivität der Produkte.



PNP: Zum Beispiel hat die betreffende Quelle eine spezifische Leistung pro Volumeneinheit, die fast dreimal höher ist als die des zuvor betrachteten Analogons. Siehe Tabelle am Ende des Beitrags.



Wenn Sie wirklich eine ultrakompakte Stromquelle benötigen und nichts dagegen haben, 2-mal mehr dafür bezahlen zu müssen, dann Ihre Wahl ist sicher, wenn nicht, haben Sie Optionen.



Der Nachteil der Kompaktheit ist die erhöhte Wärmeerzeugung pro Flächeneinheit, die zur Wärmeabfuhr geeignet ist. Um den Einfluss des letzteren Faktors zu neutralisieren, sehen die Quellen der betrachteten Serie die Wärmeabfuhr sowohl vom oberen Teil des Quellkörpers (durch den Kühler) als auch vom unteren Teil (durch die Platine) vor, für die am unteren Teil des Gehäuses spezielle Thermo-Pads vorgesehen sind, die dem Konstrukteur nur gefallen können ...



PNP: Es ist zu beachten, dass in den neuesten Entwicklungen des Unternehmens die Conversion-Häufigkeit nicht nur nicht zunimmt, sondern sogar abnimmt. Persönlich glaube ich, dass dies auf die Verwendung von Siliziumkarbidvorrichtungen zurückzuführen war, aber ich kann mich irren, aber die Tatsache ist.



Aber zurück zu unseren WiddernSchauen wir uns zum Schluss die Dokumentation an. Wir suchen nach einem Indikator, der für uns von Interesse ist - das Ausmaß der Interferenz ist wahrscheinlich signifikant. Und wir sehen, dass ein seriöses Unternehmen einfach KEINE Daten zu diesem Parameter der freigegebenen Quelle bereitstellt. Es liefert überhaupt nichts, von einem Wort, nicht einmal das von Zahlen der spektralen Interferenzdichte, aber es gibt keinen einzigen Satz über die Einhaltung geltender Normen.



PNP: Wenn ich von einer Zeichnung spreche, meine ich genau eine Zeichnung, denn wenn die Messbedingungen nicht auf dem in der Dokumentation platzierten Kunstobjekt angegeben sind und (was am wichtigsten ist) keine Linien vorhanden sind, die die gemessenen Parameter von oben einschränken, sondern stattdessen Bei der Formulierung "Typische Werte" handelt es sich um ein Bild, eine Zeichnung oder eine Abbildung, jedoch keinesfalls um einen Teil der technischen Dokumentation des Produkts, in der die garantierten Parameter festgelegt sind.



Anstelle dieser Daten enthält die Dokumentation (im Anwendungshandbuch nicht für ein bestimmtes Gerät, sondern für eine Serie) einen ganzen Abschnitt mit dem Namen "Gleichtakt-Rauschfilter-Entwurfsschritte". Darin werden wir gebeten, die folgenden Schritte auszuführen:

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. .

Leute, meinst du das ernst (und ich wusste nicht, dass es möglich ist)?



Pnp: Von diesem Moment an und bis zu einem bestimmten Zeitpunkt werde ich den Begriff "Sie" nicht für meine Leser, sondern für den Mitarbeiter des Unternehmens verwenden, obwohl es möglich (und unwahrscheinlich) ist, dass sich diese beiden Kategorien überschneiden. Nun, zur gleichen Zeit an jene Leser, die sich in den Kommentaren im Stil von "Warum ist das so, jeder tut das ..." ausdrücken werden.



Erstens scheint mir die Idee, Interferenzen an einer bestimmten IP-Instanz zu messen (und auf der Grundlage dieser Messungen einige weitreichende Schlussfolgerungen zu ziehen), ebenso kreativ zu sein, wie sie den Prinzipien des klassischen Engineering-Ansatzes widerspricht. Was kann ich tun, wenn auf einer anderen IP-Instanz eine geringfügig andere (höhere) Interferenzrate beobachtet wird? Kann ich die unter bestimmten Entwicklungsbedingungen erhaltenen Daten mit einer anderen Art der Last projizieren? Sie können sich viele weitere Fragen ähnlicher Art vorstellen, auf die niemand eine Antwort haben wird (ich habe sie definitiv nicht, aber wahrscheinlich weiß ich nicht alles).



Die Ausrüstung und die notwendigen Instrumente für die Durchführung solcher Messungen (wenn es sich um ein Messgerät und nicht um einen Indikator handelt) kosten übrigens überhaupt nicht an jedem Arbeitsplatz und nicht einmal in jedem Labor, da sie nicht wenig Geld kosten ...



Zweitens ähnelt Ihre (im Programm implementierte) Berechnungsmethode stark der Berechnung eines kugelförmigen Pferdes im Vakuum, da sie das Vorhandensein einer Eingangskapazität am MT als solches nicht berücksichtigt und (zur Berechnung des Filter-Q-Faktors) sowohl im MT als auch im MT Nullverluste impliziert Filterelemente, was meiner praktischen Erfahrung etwas widerspricht.



Drittens, warum sind Sie sich so sicher, dass das Rauschen in Ihrer Quelle ausschließlich differenzieller Natur ist, da die vorgeschlagene Filterschaltung im Kampf gegen Gleichtaktrauschen etwas weniger als völlig nutzlos ist.



Notwendiger Hinweis: Ich habe es noch nicht geschafft, diesen Beitrag zu veröffentlichen (normalerweise liegen sie lange Zeit in meinem unfertigen Ordner), und das Unternehmen hat bereits Maßnahmen ergriffen. In der neuen Version des angegebenen Dokuments auf Seite 37 im selben Abschnitt in Absatz 1 werden wir nun gebeten, die In-Phase unabhängig zu bestimmen und die Differenzialkomponente der Interferenz (wieder mit Hilfe direkter Messungen einer bestimmten Instanz), dann - wie zuvor (nur die Verknüpfung zum Programm wurde entfernt, na ja, Gott sei Dank).



PNP: In Anbetracht des Vorstehenden ist es an der Zeit, beide Komponenten der Interferenz in der MT-Dokumentation getrennt anzugeben (zumindest für ein sphärisches Vakuum, da eines davon stark von einem bestimmten Gerät abhängt), um bei Bedarf einen Filter effizienter zu entwerfen.



Es stellt sich eine logische Frage: Wie könnte eine solche Dokumentation von einem Unternehmen veröffentlicht werden, das seit mehreren Jahren auf dem Markt ist? Die einzige Antwort, die mir in den Sinn kommt, ist, dass bei den betrachteten Produkten in Bezug auf Interferenzen alles so schlecht ist, dass die Vermarkter geraten haben, keine Daten in die Dokumentation aufzunehmen, sondern einen völlig "genialen" Schritt zu unternehmen, um die Arbeit der Entwicklungsabteilung auf die Schultern des IP-Verbrauchers zu verlagern.



Mein Kollege äußerte die gegenteilige Meinung - in dieser Reihe von Quellen ist alles in Bezug auf EMV so gut, dass die Mitarbeiter des Unternehmens es für völlig überflüssig hielten, die relevanten Daten in die Dokumentation aufzunehmen. Der Standpunkt ist nicht uninteressant, da sich der Grad der Interferenz in einem fertigen Produkt in Abhängigkeit von dessen Konstruktionsmerkmalen ändern kann (und wird). Wenn die Interferenz der Quelle selbst sehr gering ist, ist es schwierig, Garantien zu geben, ohne die Besonderheiten der Verwendung zu berücksichtigen. Da ich keine bestimmte Instanz der Quelle habe, ist es nicht möglich, eine der Hypothesen durch Messergebnisse zu bestätigen. Die Erfahrung, die ich bereits mit den Quellen dieser Firma gemacht habe, spricht jedoch überhaupt nicht für diese Hypothese.



Nun, die Kirsche auf dem Kuchen (es muss eine Kirsche auf dem Kuchen sein, whoa) aus irgendeinem Grund ist der Link zu den Gebrauchsanweisungen in den Referenzdaten für das Gerät nicht angegeben, und wir müssen über ihre Bedeutung raten. Ich muss erklären, dass das Dokument selbst recht solide ist, es gibt empfohlene Schaltkreise und sie haben Elemente zur Reduzierung des Interferenzpegels und von beiden Arten. Es werden auch viele nützliche Informationen gegeben, wie zum Beispiel: ein Gerätezustandsdiagramm (was selten vorkommt), Zeitdiagramme vorübergehender Prozesse und viele andere interessante und praktisch wertvolle Empfehlungen. Wenn Sie sich also direkt und eindeutig mit diesem Dokument vertraut machen müssen, dann in der Hauptdokumentation Ich würde mich nur freuen. Außerdem sollte die Angabe nicht im letzten Absatz stehen (ein seltener Vogel fliegt in die Mitte des Dnjeprliest das Datum bis zum Ende) und nicht in einer Notiz im Kleingedruckten (ein noch seltenerer Vogel liest Notizen), sondern in den ersten Zeilen der Spezifikation und in Fettdruck (obwohl es Vögel gibt, denen dies nicht helfen wird, aber die Medizin ist hier machtlos).



P np: Aus irgendeinem Grund wurde in der Dokumentation für eine ältere Reihe von Quellen desselben Unternehmens (Mini) genau dies getan, und der Link zum Anwendungshandbuch befand sich auf der ersten Seite der Dokumentation, was bedeutet, dass das Unternehmen dies zuvor tun konnte. Auch jetzt ist das Handbuch nicht vor uns verborgen, ein Verweis darauf finden Sie auf der Seite der IP-Serie, aber dies ist noch schlimmer als in der Dokumentation.



Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in der Dokumentation zu dieser bestimmten Serie von Netzteilen keine Daten zu Interferenzen (sowohl leitungsgebunden als auch abgestrahlt) enthalten sind. Die einzige Empfehlung, die ich Entwicklern geben kann, besteht darin, diese Quellen überhaupt nicht zu verwenden, da Sie in Bezug auf EMV keine Garantie dafür geben können Die Anforderungen sind in Ihrer TK festgelegt.

Pnp: Wenn sie nicht festgelegt sind, nehmen Sie eine solche Entwicklung nicht auf, da sie im allerletzten Moment immer noch in der unangenehmsten (schwersten) Form auftauchen und die Entwickler schuld sind.



Obwohl ich zugeben muss, dass die primären Parameter der Quelle sehr attraktiv aussehen.



Nun, oder die zweite Option, verwenden Sie die klassischen Rauschunterdrückungsschemata (sie sind direkt im Anwendungshandbuch angegeben) und rechnen Sie mit dem unangenehmsten Fall (da Sie (hier spreche ich wieder die Leser an) nichts über die Quellparameter wissen, dann habe ich sogar Ich weiß nicht, was der schlimmste Fall sein wird.) Setzen Sie einen Multi-Link-Filter ein und fragen Sie sich, was für eine kleine Quelle für mich, wenn ich immer noch Filter auf das Doppelte ihres Volumens hinzufügen muss, wäre es nicht besser, eine Quelle von einem anderen Unternehmen zu nehmen, was in der Dokumentation durchaus zutreffend ist spezifische Garantien.



Und jetzt präsentiere ich Ihnen gemäß dem zuvor skizzierten Plan eine ideale (in Bezug auf die Dokumentation - ich werde später über diese Klausel schreiben) Serie von MDM-P-Netzteilen von AE-DON. Um nicht der Voreingenommenheit verdächtigt zu werden, lesen Sie meine alten Beiträge, in denen ich diese Firma ein wenig beschimpft habe. Warum leicht - weil ich sehr gut verstehe, unter welchen Bedingungen sie ihre Produkte entwickeln und produzieren, aber in diesem Fall gibt es keinen Grund für Herablassung und Unzufriedenheit.



Der Punkt ist zuallererst, dass Sie auf der Website dieses Unternehmens (mit Ausnahme von Broschüren und Tabellen) technische Spezifikationen (TU) für diese Reihe von Quellen finden. Darüber hinaus handelt es sich nicht um einen Auszug aus der TU, der veröffentlicht wurde, da er in letzter Zeit in Mode gekommen ist (und wie zuvor bei diesem Unternehmen), und Sie müssen keinen Antrag auf Zugang zu Materialien stellen, und Sie müssen die TU nicht kaufen (im Prinzip ist Geld lächerlich, aber wie lange Sie warten müssen bis es zu dir kommt), aber du gehst einfach auf die Seite und lädst nur eine Art Märchen herunter, es stellt sich heraus, dass es möglich war.



Warum dieser Ansatz wichtig und wertvoll ist - wir sprechen wieder von Interferenzen. Zunächst zeigt die TU deutlich an, dass dieser Parameter den Anforderungen von GOST B 25803 in verschiedenen Einschlussmethoden entspricht. Da es sich bei der TU um ein direktes Dokument handelt, enthalten die entsprechenden Abschnitte die Messmethode und die Verbindungsdiagramme, mit denen Sie sie (falls erforderlich) reproduzieren und sicherstellen können, dass eine bestimmte Kopie der Quelle den angegebenen Parametern entspricht und dass Ihre Probleme mit Störungen während der Produktprüfung nicht verursacht werden Quelle als solche (eigenständig).



Man kann diese Praxis der Dokumentation nur mit beiden Händen unterstützen und wünscht eine möglichst breite Verbreitung bei anderen Produkten einheimischer Hersteller.



Leider sind die (perfekt definierten) Quellparameter selbst nicht ganz ideal. Insbesondere ist die Leistungsdichte der ersten und zweiten der betrachteten Quellen viermal und der zweiten und im Allgemeinen elfmal unterlegen. Wenn es jedoch stimmt, was die Entwickler des Unternehmens schreiben und die neuesten Serien für Haushaltskomponenten wirklich implementiert haben, ist dies ein bedeutender Erfolg für das Unternehmen. Ja, ein Gerät für Haushaltskomponenten (keine Dummköpfe) zu bekommen, das in Bezug auf das Volumen einem importierten Analogon nur dreimal unterlegen ist (im Sinne von mehr), ist eine Errungenschaft. Dies ist die harte Realität, in der wir leben.



Nun, was das Thema des Beitrags betrifft, ist es auch nicht einfach. Der Geräuschpegel von Quellen mit einer Leistung von bis zu 160 W ohne Verwendung eines Filters wird angezeigt (ein etwas schlauer Satz, wenn Sie sich das Messschema ansehen) - gemäß Kurve 2 von GOST Die Entsprechung zu Kurve 1 wird angezeigt, wenn die Quelle zusammen mit einem Filter verwendet wird, der von derselben Firma mit einer Leistung von bis zu 240 W hergestellt wurde. Die Entsprechung zu Kurve 3 wird für Quellen mit einer Leistung von mehr als 240 W ohne Filter angegeben (wir sehen uns erneut das Messschema an und stellen sicher, dass der Filter noch vorhanden ist, er wird einfach aus losem Material rekrutiert). Hier endet die Information. Ich gebe zu, dass das Unternehmen keine Filter für hohe Durchsatzleistung herstellt, aber es wäre möglich, die Filterschaltung, die erforderlich ist, um die Interferenz von Hochleistungsquellen zu reduzieren, auf das Niveau von Kurve 2 und sogar auf 1 zu bringen.



Ja, solche Daten sind natürlich nicht Gegenstand technischer Spezifikationen im klassischen Sinne, aber sie könnten in den Abschnitt mit den Referenzinformationen aufgenommen werden. Dies ist jedoch meine bewertende Meinung, die privat zum Ausdruck gebracht wird. Auf jeden Fall danke ich den Entwicklern von AE-Don für das, was bereits getan wurde, und Sie können mit offenen Augen zur Anwendung dieser Serie gehen und genau verstehen, was Sie genau erwartet. Übrigens hat dieses Unternehmen auch die MDM-R-Serie, deren Leistungsdichte bedeutenden Konkurrenten kaum unterlegen ist (außer VICOR konkurriert natürlich niemand mit ihnen in diesem Parameter). Es ist schade, dass der Eingang nicht zu unserer Aufgabe passt.



Parametervergleichstabelle