Zgomot de comutatie la diodele redresoare

[Blacksmith]

Tot aud ca se vorbeste de zgomotul de comutatie al diodelor si ca trebuie sa pui snubere ca sa iasa treaba buna... si m-am decis sa investighez si eu o data problema asta. Eu in momentul asta nu stiu nimic despre acel zgomot si din cauza asta am deschis acest subiect. In primul rand as vrea sa-l identific cumva... sa-l vad pe osciloscop... Se poate ? Ca habar n-am despre ce e vorba... Ce ar trebui sa masor ?

 

[Mircea]

Daca ai cont aici, ai 5 pagini de discutii. http://www.diyaudio.com/forums/power-supplies/286499-rectifier-diode-snubber.html

[gsabac]

Multe postari de pe Elforum ating tangential aceasta problema, cu referire la brumul indus de redresori in aparatele de radio

pe unde lungi si medii, dar si pe UKW (30MHz-300MHz). El apare in anumite pozitii ale receptorului in raport cu alimentatoarele

externe sau conductorii de retea. Pentru radioamatori, problema este foarte importanta deoarece uneori se receptioneaza semnale

de sutimi de uV in antena.

Dupa cum se arata in trimiterea lui @thunderer, despre ce stiu altii ca sa nu mai reinventam "roata", sunt fenomene multiple care

contribuie la zgomotele introduse de redresorii cu diode, de mica sau mare putere:

- variatia capacitatii jonctiunii diodei cu tensiunea;

- modularea rezistentei serie a diodei in functie de curentul prin dioda ( ca la o dioda PIN);

- efectul de front rapid la comutatia diodei;

- efectul de treapta de revenire a sarcinii stocate in jonctiunea PN (step recovery).

Or mai fi si altele si este sigur ca sunt emisii electromagnetice si ca pot aparea probleme de compatibilitate electromagnetica (CEM).

Cu osciloscopul sau analizorul de spectru se pot masura unele dintre efectele comutarii diodelor si deasemenea

se pot folosi simularile pe calculator, ca in exemplul de mai jos. Am introdus elemente parazite aproximative, care se pot modifica

daca aveti alte opinii.

Pe curba de redresare nu se observa nici o anomalie (asa apare si pe un osciloscop analogic sau digital), insa daca se

expandeaza zona de comutatie apar oscilatii amortizate de inalta frecventa. Acestea sunt pulsuri de 50Hz, de inalta frecventa

amortizate cu modulatie complexa, amplitudine-frecventa ca in poza urmatoare:

In simulare se pot folosi orice tip de diode, curenti sau inductante de scapari ale transformatorului de retea sau circuitului.

Pentru @dudikoff care este maestru in simulare si nu numai, am pus in atasament fisierul LTspice.

 

@gsabac

redresor monoalternanta.zip

Editat Ianuarie 26, 2017 de gsabac

[Blacksmith]

C2 e capacitatea secundarului, dar L1, L2, C4, C3 ce sint ? Eu cred ca modelul diodei include si capacitatea ei, deci nu mai e nevoie de alta externa.

[VAX]

Armonicele produse de comutatia diodelor redresoare se suprima cu condensatoare (zeci de nF) neinductive (ceramice) conectate in paralel pe diode. Poate ca ar fi utile si niste inductante de RF (pe ferita) inseriate cu fiecare dioda, dar n-am vazut nicaieri o astfel de realizare. Ar fi utila si ecranarea completa a puntii de diode, prin cutie metalica cu treceri decuplate (condensatoare de trecere).

[gsabac]

L1 o parte din inductanta secundarului si de scapari, L2 inductanta firelor si condensatorului de filtraj,

C3 si C4 capacitatea conexiunilor si circuitului fata de masa.

Poate aveti si alte idei ca sa incercam si alte variante sau valori.

 

@gsabac

[Blacksmith]

VAX, nu se suprima doar cu condensatoare ci cu snubbere.

 

Gsabac, o sa incerc maine pe real ca nu prea am incredere in simulator la problema asta.

[gsabac]

Nici eu, dar sunt si alte fenomene care apar atunci cind frecventa creste peste 5KHz, chiar cu diode schotky rapide. In acest caz

autooscilatiile apar si pentru inductante de citeva sute de nH si sunt la frecvente de zeci de MHz.

 

@gsabac

[VAX]

Poate ca este nevoie si de rezistoare inseriate cu condensatoare, pentru disiparea energiei armonicelor, dar in practica sunt suficiente condensatoarele. Rezistorul din snubber este dat chiar de rezistenta serie a diodei. La aparatele industriale am vazut numai condensatoare puse in paralel pe diode. Nu stiu cum este la diodele de mare putere si la aparatura de IT.

Editat Ianuarie 26, 2017 de VAX

[gsabac]

Va spun eu cum este la unele aparate IT vindute la noi. Lipsesc condensatoarele deparazitatoare, inductantele din filtrul de retea si nu au

condensatori pe puntile sau diodele redresoare. Desi alimentatoarele sunt inchise intr-o cutie metalica ele radiaza destul de mult si

bruiaza receptia radio si chiar conexiunile WI-FI. Am avut calculatoare la care stick-ul Wirless pe 2Ghz era blocat de radiatia parazita,

probabil si din functionarea calculatorului propriuzis.

In legatura cu fenomenul "step recovery", in poza este aratat impulsul generat de revenirea din conductie a unei diode rapide

folosita la un redresor.

Acest impuls de curent, poate genera tensiuni de zeci de volti cu spectru de la 50Hz pina in microunde la unele tipuri

de diode.

 

@gsabac

Editat Ianuarie 26, 2017 de gsabac

[Blacksmith]

Am citit si eu topicul din linkul de pe diyaudio postat de thunderer.... M-a luat durerea de cap. Unul sustine ca e mai bine cu snubber, altul ca e mai bine doar cu cond simplu. Nustiu ce sa mai cred... Eu, ca simplu amator, recunosc ca ma depasesc chestiile astea. Asa imi dadea si mie in simulare, ca se atenueaza de tot oscilatiile alea cu snubber, dar Elvee ala de pe diyaudio zice ca nustiu ce problema are.

[sesebe]

Eu am reusit sa vad ceva similar cu imaginea din ultil post al lui Gsabac chiar la utilizarea unor diode schottky de calitate foarte buna. Fundamentala oscilatiei era parca peste 100MHz (dar poate ma insel). Din pacate nu am salvat imaginea.

[alcon]

Zgomotul de comutatie produs de diodele redresoare si alte fenomene tranzitorii, mai ales la pornire, sunt destul de anevoios de suprimat.
Daca ati avut curiozitatea sa desfaceti o sursa SMPS, ati fi observat niste perle de ferita (ferite beads) puse pe terminalele puntilor redresoare, diodelor, tranzistorilor, etc.
Este una din metodele (tehnicile) folosite in acest scop si nu prea la indemana amatorilor.
Iata, de exemplu, o alta metoda folosita intr-o sursa Hewlett-Packard.

take a screenshot

Editat Ianuarie 27, 2017 de alcon

[sesebe]

Ferite beads se gasesc si de cumparat sau pot fi refolosite din dezasamblari.

Eu incerc sa folosec cit mai mult posibil, si se folosesc si in alte locuri nu numai la redresoare.

[Blacksmith]

Si unde se pun ? Pe fiecare terminal la toate diodele ?

La TME sint ? Ce caracteristici trebuie sa aiba acea ferita ?