Parasite flyback

[ptitlu64]

Bonjour,

j'ai réalisé une alimentation flyback 230-400VAC +/-10% avec une sortie 12V 1.1A.

Celle ci chauffe un peu à 440vac (le problème est bientôt résolu ^^) mais fonctionne correctement.

Lorsque je visualise la sortie de mon alim j'observe que ma sortie est parasité (les parasites apparaissent à la fréquence de découpage).

Faut il que je revois mon filtre en sortie (C7 1000uF L1 2.2uH C8 500uF) ? Ou faut il que j'ajoute également en filtre en entrée (celui ci restera obligatoire dans tout les cas à mon avis) ?

Dans tout les cas connaissez vous une bonne documentation permettant de dimensionner ce genre de filtre ?

Bonne journée
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[ptitlu64]

Personne pour mon soucis ^^ ?

[Antoane]

Bonjour,

Comment la mesure est-elle faite ? sonde x10 avec pince de masse ?
Quelle est la référence des condensateurs de filtrage utilisés ?

Le filtre en entrée sera nécessaire. Un dispositif d'équilibrage entre C1 et C2 est nécessaire. Une résistance (éventuellement CTN) devrait être utiliser pour limiter le courant d'appel lors de la mise sous tension, pour éviter de trop stresser le circuit, en particulier le pont de diodes.

PS : normalement, les relances, c'est pas avant 24h d'attente

[ptitlu64]

Oscillo avec sonde x10 avec pince de masse pour la tension et pince ampèremétrique pour le courant.

cf les docs des capas.

ps : okay ca marche ^^

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Dans un de tes posts concernant cet alim, Bobfuck avait expliqué qu'une bonne méthode pour mesurer le bruit consistait à utiliser un coax 50Ohm directement soudé en sortie de l'alim (éventuellement via une résistance de 50Ohm), et allant sur l'entrée 50Ohm de l'oscillo (utiliser un bouchon 50Ohm externe si besoin, pour que la puissance dissipée dans l'oscillo reste raisonnable).

Avec la pince, tu récupères du bruit induit dans la boucle de masse.

[bobflux]

En effet dans ces conditions le croco de masse est à proscrire. Il vaut mieux une résistance de 50 ohms puis un coax. L'oscillo n'a pas besoin d'être en mode 50 ohms si on met la résistance à la source, ça évite de le cramer...

Sinon, je remarque une absence de capas céramique, donc il n'y a pas de filtrage HF. Comme tes condensateurs sont assez gros, ils ont une inductance dans les 6-10 nH et une efficacité misérable dans les MHz.

Et montre le layout, photos, etc. J'y connais rien en flyback, mais bon, on a apparemment une oscillation LC amortie, donc il y a un L et un C quelque part qui réagissent ensemble, il ne reste plus qu'à les trouver.

[fabang]

Inutile d'espérer faire une mesure de bruit avec le schéma actuel. Il y a en effet confusion entre bruit et ondulation.
Même si tu mets des condensateurs énormes tu vas réduire l'ondulation, mais tu ne pourras même pas faire la mesure car tu trouveras toujours un bruit infernal. En effet il manque sur ton schéma le filtre de mode commun d'entrée et de sortie, c'est la principale source de bruit sur ce type d'alimentation.
Une fois le bruit maitrisé, tu pourras te pencher sur le filtrage de la tension de sortie.
L'origine du bruit c'est la capacité parasite primaire/secondaire du transfo, surtout si tu l'as bobiner sans tenir compte de ce paramètre. Tu peux assimiler le primaire à une électrode du condensateur et les secondaires à l'autre électrode. La capacité parasite est de l'ordre de 100 à 200pf avec d'un coté des transitoires de l'ordre de 1kV et des harmoniques qui sont à plusieurs fois la fréquence de découpage. Si tu laisses le schéma tel quel, le mode commun est tellement énorme que tu risque de détruire le matériel qui sera connecté sur cette alim.

[ptitlu64]

Mon transformateur est réalisé par une entreprise (le mien ne me permettez plus d'avancer ^^).

Utilisant un guideline pour calculer le filtre EMI, j'obtiens une self à 339.6uH (valeur normalisé ?) et deux capas X de 68nF. C'est résultat vous semble t'il plausible ?

[ptitlu64]

filtre de mode commun de sortie ?

[invite03481543]

Bonjour,

plusieurs choses à corriger.
1/ Il faut clamper tes diodes Schottky par un amortisseur
2/ Il faut mettre une résistance "bleeder" en sortie

1/La diode Schottky possède une capacité qui inter-agit avec la self de fuite de ton transfo, pour cela il faut mettre un RC aux bornes de la Schottky.
Tu peux également mettre un RC aux bornes du secondaire pour limiter les dv/dt.
2/Un Flyback n'aime pas avoir une sortie à vide, il faut prévoir une résistance de 220 Ohms en sortie (soit environ 50mA de charge).

Donne moi la référence de tes Schottky, la fréquence de travail et si tu l'as (normalement tu dois l'avoir) la self de fuite du transfo pour que je puisses te calculer le RC.
@+

[ptitlu64]

salut,

sur mon oscilloscope la sonde mesurant ma sortie d'alim parasite ma pince ampèremétrique (ci joint deux captures d'écrans IMAG0683 et IMAG0684).
Il reste malgré tout un petit peut de parasite.

Autre question, si je débranche et rebranche la charge de mon alim on observe un pic de chute de la tension (apparaît lors du rebranchement IMAG0691). J'ai alors augmenté la vitesse de ma boucle de retour (IMAG0692) mais le phénomène persiste.

Comment faire pour supprimer cette chute et avoir un signal stable selon vous ?

[ptitlu64]

Bonjour HULK,

MBR10100-E3/4W ci joint la documentation

la fréquence de travail correspond à 133KHz

la self de fuite du transfo vaut 75uH

Pouvez vous détailler les calculs ?

PS : la diode est certainement sur dimensionné

[ptitlu64]

Bonjour,

2/ Il faut mettre une résistance "bleeder" en sortie

2/Un Flyback n'aime pas avoir une sortie à vide, il faut prévoir une résistance de 220 Ohms en sortie (soit environ 50mA de charge).

@+

Si je place une résistance de 220ohm en parallele de ma charge en aucun cas j'aurais mes 12V 1.1A nn?

[ptitlu64]

Mon message precedent est une connerie. A ne pas lire ^^

[invite03481543]

Je regarde ce matin ton problème et te fais une réponse détaillée.
@+

[ptitlu64]

Bonjour,

très bien HULK

Merci

[invite03481543]

J'ai besoin également de ton rapport de transformation primaire/secondaire.

[ptitlu64]

n=73/5=14.6

[invite03481543]

Ok.

Alors voici le principe:

Les données d'entrée:

Schottky MBR10100 -> capacité de jonction à 12V -> Cj=300pF max
Self de fuite du transformateur: Lf=75µH
fréquence de travail: F=133kHz
rapport primaire/secondaire: n=14.6
rapport de la tension primaire: Ein(min)/Ein(max)=230VAC*rac(2)/400VAC*rac(2)=0.575

Détail de la solution:

La capacité de jonction de la diode Schottky et l'inductance de fuite du transformateur forme un couple résonant, le but du snubber est de limiter l'overshoot au blocage de la diode, ce phénomène engendrant de forts parasites EM et entache le signal de sortie d'une composante HF d'un niveau indésirable.
Nous négligerons l'influence de la résistance de bobinage et celui de la diode sur ce circuit LC.
La capacité inter-bobinage primaire/secondaire sera ici négligé également mais devrait être mesuré pour s'assurer qu'il est bien plus faible que la capacité de jonction de la diode, sinon il faudra en tenir compte.
Le circuit snubber à en réalité une double fonction, d'une part éliminer l'overshoot en tension et d'autre part diminuer l'échauffement de la diode, donc améliorer le rendement.

Etat des lieues sans circuit snubber:

La tension inverse aux bornes de la diode sera maximum à la tension max du réseau soit ici 400VAC ou 566VDC en tête de filtrage primaire (aux bornes de la capa de filtrage d'entrée).
Cette tension inverse est plus importante en mode continu qu'en mode discontinu.

Soit Vd(rev)=Vin(max)*(Ns/Np)+Vout avec Vout=12V
D'où Vd(rev)=566*5/73 + 12 =50.7V
A cette tension moyenne inverse va s'ajouter un pic de tension au blocage de la diode, le fameux pic que nous voulons éliminer.
Ce pic nous le nommerons V(D)rv
On voit bien que si cette tension est relativement importante, la tension de service de la diode doit pouvoir supporter cela, en principe on prend une marge de sécurité de 20% min au delà du max calculé soit ici un choix fait à 100V qui est donc bon puisque valant le double nécessaire.

Cette tension inverse va être directement proportionnelle aux caractéristiques du transformateur et du courant circulant di/dt

di/dt=Vr/Lf=50.7/75µH=0.67A/µs

Pour calculer le pic de tension engendré par le blocage de la diode on considère un modèle de circuit avec Lf en série avec Cj en série avec la tension Vd (la diode)
Les conditions initiales juste avant le blocage de la diode sont:

V(D)=0V
I(D)=I(Lf)=1.1A
V(Cj)=0V

Au blocage de la diode la capacité de la diode intervient et la datasheet donne 100mA max pour 100% de reverse voltage => I(rm)=0.1A
Nous considérons, pour simplifier, que la capacité de jonction est constante.

La fréquence de résonance du circuit LC en parallèle (puisque V(D)=0 à cet instant) est fo=1/(2*pi*rac(LC))=1MHz environ

L'équation différentielle de ce circuit est: d²Vc/dt² +(1/LC)*Vc+(1/LfC)*Vd(rev)=0
La solution de cette équation avec les conditions initiales énoncées précédemment donne:

Vd(rev)max= Vd(rev)+rac[Vd(rev)²+(Irm.rac(Lf/Cj))²]=50.7+rac[50.7²+(0.1*rac(75µH/300pF))²]=104V

On voit bien ici toute l'influence de l'inductance de fuite qui doit être minimale, et également qu'une capacité de diode faible impacte le résultat.

Nous allons voir ensuite ce que cela va devenir avec le snubber.
Bon appétit!

[invite03481543]

Afin d'amortir l'oscillation nous allons disposer un circuit série (Rs+Cs) aux bornes de la diode.
On choisira Cs>>Cj.

L'équation différentielle devient: d²VCs/dt²+2m/2*pi*rac(Lf*Cs)dVCs/dt+1/Lf*Cs*Vd(rev)=1/(Lf*Cs)

m est le coefficient d'absorption et vaut m=Rs/2*rac(Cs/Lf)

La fréquence de résonance vaut maintenant f0=1/2*pi*rac(Lf*Cs)

Si m>1 on élimine la fréquence d'oscillation, ce sera notre condition pour déterminer un couple Cs+Rs

Une bonne règle est de choisir Cs>5*Cj ici Cj vaut 300pF on prendra donc Cs=2.2nF

Puisque nous avons vu plus haut que m=Rs/2*rac(Cs/Lf) on en déduit Rs -> Rs>2*m*rac(Lf/Cs)=370 Ohms => 360 Ohms

P(Rs)=Cs*VCs²*F=0.76W => 1W Avec Vt la tension réfléchie du primaire au secondaire VCs=51V

[ptitlu64]

Merci beaucoup,

je vais prendre le temps de bien assimiler toutes ces infos.

Concernant la déconnexion de charge, savez vous comment enlever ce "pic de chute de tension" ? Ce n'est pas bon pour mon application.

[invite03481543]

De quoi tu parles?


Un flyback doit avoir une charge minimum pour que sa régulation tourne correctement à vide, c'est pour quoi je te conseille de mettre une 220 Ohms/1W.
Si ta régulation décroche malgré ça c'est qu'elle n'est pas correctement compensée et qu'elle est trop lente.
Quelle type de charge comptes tu brancher en sortie?

[ptitlu64]

Je parle du message 11, j'ai bien mis la résistance mais meme sans ma régulation ne décroche pas à vide.

Le soucis vient quand je rebranche la charge. A ce moment la ma tension de sortie s'écroule et reaugmente pendant quelques us.

Je ne sais pas si je suis très explicite.

Il y aura relais, uC...

[invite03481543]

Tu branches quoi comme charge quand ta tension s'écroule, quel courant tu tires?
Quand elle augmente c'est au bout de combien de temps que tu retrouves la bonne tension de sortie?
Et à combien tu descends au juste?

[ptitlu64]

Je branche un rhéostat qui tire 1.1-1.2A sur mon alim.

Il lui faut environs 40ms pour remonter et je tombe dans le pire des cas à 0.2V mais ca dépend. J'utilise un bouton meca pour simuler la deconnexion de charge et des fois la chute est minime comme des fois elle est tres grande.

[invite03481543]

Je pense que tu as un problème sur ta boucle de régulation.
Il faut au moins mettre un 10nF sur la pin 1 de l'UC3845B et sans doute optimiser du coté du TL431.
Essaye avec le 10nF et dis moi ce que tu observes comme différence.
Sinon il faudra aussi refaire le calcul de boucle.
@+

[invite03481543]

Avec les valeurs qui sont sur ton schéma c'est curieux que tu sois à 133kHz.
D'après la doc, F=1/(Rt*Ct)=1/(2700*2.2.10^-9)=168kHz

Et ce montage avec la zéner de 3V3 sur Comp de l'UC3845B me semble bien farfelue...
Il y a un Vref bien stable autant s'en servir.

[invite03481543]

Accessoirement je n'aurai pas choisi Rt < 5K la fréquence n'étant plus garantie sous 3K si tu regardes le graphe de droite page 12.

Allez à la revoyure.

[ptitlu64]

Merci pour ces infos

De qu'elle doc vous parlez ? Si c'est celle de l'UC3845BN je n'ai que celle la.

[invite03481543]

Elle est un peu moisi ta doc (1999).
Télécharge la doc de chez Texas sur leur site.
@+