Светодиодный драйвер HV9910B

[fyv4uk]

Спасибо всем откликнувшимся экспертам за исчерпывающую консультацию длинною в 2 месяца) Тем временем я разобрался в проблеме сам. Пульсации в 13 ваттном драйвере вылечились заменой входного электролита с 4 мкФ на 15 мкФ. Работает в штатном режиме всё это время.
Более того, мною была решена и самая первоначальная задача с которой всё начиналось в октябре. Разработан, собран и запущен драйвер на 100 Вт (как половина для двухсотваттной лампы). Всё, что левее диодного моста, вынесено на отдельную небольшую плату, и будет использоваться для фильтрации сетевого напряжения сразу для двух одинаковых драйверов - половинок питания лампы. Возможно вскоре дойду до темы диммирования, разберусь как собрать схему для подачи шим сигнала и выполню её на отдельной платке для управления одновременно сразу двумя драйверами.
Пытался изучить тонкости разводки, но понял, что придётся изучить огромный пласт информации, и попробовал применить на своей плате те моменты, которые понял (или по крайней мере мне показалось, что я понял). Выкладываю Схему и Печатную плату.












Номиналы деталей (по печатной плате, на схеме всё вместе с сетевым фильтром и номера деталей там другие). Сначала - первая рабочая версия. Которая была доработана до второй версии (изменённые детали в скобках)

С1 - 224К 400В плёночный (474К 400В)
С2 - 150 мкФ 400В электролит
С3 - 5 мкФ 16В керамика
С4 - 330 мкФ 200В электролит (33 мкФ 400В)
С5 - 0,1 мкФ 450В плёночный
D1 - DBS105G 600D 1А
D2 - ES1J
Q1 - IRF 830
R1 - 1R
R2 - 1R
R3 - 1R (2R2)
R5 - none (4R7)
Итого в первом варианте - 0,33 Ом, во втором - 0,38 Ом
R4 - 270K (510K)
R6 - 75K
U1 - 9910b
Дроссель с зазором - 12,7 mH

В первом варианте радиатор транзистора разогревался до 58, С1 - самый горячий - до 75 градусов, С2 до 50 градусов. Остальное еле тёплое.

Снизил частоту схемы, благо дроссель с запасом, позволяет. Снизил немного ток на диодах с 0,7 до 0,6 где-то. Всё стало греться меньше, но всё равно плёнка после диодного моста самая горячая - до 45 градусов, электролит рядом с ней до 35-40, радиатор транзистора - до 40. Остальное еле тёплое.

Вопрос такой - почему плёночник на входе так греется? ESR подбирал маленькое - 0,01 Ом, 0,13 Ом.

И ещё транзистор или дроссель звучат. Как будто такое прерывистое шуршание, и тонкий писк на заднем фоне. Сам писк еле слышан, а вот шуршание довольно отчётливо. Когда кладу палец на радиатор транзистора, тональность меняется, в остальных случаях куда не тыкаю, ничего не меняется. Это нормально? Как нибудь можно устранить? (1)

Ещё такой вопрос: Есть ли смысл выходной конденсатор шунтировать керамическим конденсатором? (2) Вместо плёночного, либо же вдобавок к плёночному. У меня есть синие диски на 1кВ 103К. Вроде они лучше ВЧ помехи на себя берут, которые греют электролиты.

И ещё: есть ли смысл параллельно к транзистору ставить конденсатор, чтобы облегчить ему работу? (3) Если есть, то какой и как правильно ставить? Видел такие решения в низковольтных схемах.

И по фильтру на кольце на входе: я так и не смог разобраться как эти фильтры сетевые расчитывать. У меня есть зелёные кольца, по виду точно такие же, как это. Его я взял из какого то готового устройства. Мои кольца с индуктивностью 12000. Сколько витков и каким проводом мотать на двух половинах в одном направлении? (4) И подходят ли мои кольца для этого? Что это даёт для драйвера?

[alxchep]

Вместо плёночного можно воткнуть кондёр Х2, стоят в сетевых фильтрах во всех устройствах, те, что на 275v АС. Я такие в сварочнике на транзисторы вешал, по рекомендациям нужны были плёночные, перебрал несколько типов, все вскипали. Можно и керамику, если ёмкости 10n хватит.
На транзюк, полагаю, кондёр не нужен, там всплеск ЭДС забирает Д2 и направляет в нагрузку.

[jump]

fyv4uk,
по плате
- дорожки от моста должны идти на емкость, с неё на остальное (не полигоном)
- цепь стока отделить большей ширины зазором или убрать полигон
- цепь ОС приблизить к истоку и входу ИМС, затвор можно соединить перемычкой или резистором 1ом, сдвинуть транзистор вверх
- убрать лишние полигоны, они работают антеннами
- разделить питание ИМС и истока ПТ
- поменять местами С1 и С2 (плата) или С2 и С3 (схема)

[fyv4uk]

Вместо плёночного можно воткнуть кондёр Х2

Дружище, перед диодным мостом уже стоит кондёр X2 на 0,33 мкФ. Просто плата сетевого фильтра отдельно, потому на печатке этой его не обнаружишь, на схеме - С1.

[fyv4uk]

fyv4uk,
по плате
- дорожки от моста должны идти на емкость, с неё на остальное (не полигоном)
- цепь стока отделить большей ширины зазором или убрать полигон
- цепь ОС приблизить к истоку и входу ИМС, затвор можно соединить перемычкой или резистором 1ом, сдвинуть транзистор вверх
- убрать лишние полигоны, они работают антеннами
- разделить питание ИМС и истока ПТ
- поменять местами С1 и С2 (плата) или С2 и С3 (схема)

Спасибо за развёрнутый ответ! Надеюсь не затруднит дать некоторые пояснения.
1. Значит с моста дорожками на C2 (электролит), затем дорожками на С1 (плёнка или керамика), потом дорожки уже врезаются в остальную схему?
2. То есть минусовой полигон в правой нижней трети можно обрезать на нынешнем уровне транзистора?
3. Цепь ОС - как я понял обратной связи, и это группа резисторов, задающих ток + нога истока транзистора? Резисторы эти поближе к микрухе поднять надобно? По поводу транзистора вроде пишут везде, что расстояние его затвора от микрухи критично, поэтому я прямо его ногу отогнул вперёд затворную и непосредственно в выводу микросхемы присоединил. Для чего его поднимать нужно?
4. Можно уточнить какие полигоны лишние? Я правильно понимаю, что главное минус делать полигоном большим?
5. Можно поподробнее на счёт разделения питания? Питание микрухи - 1 нога, от плюсового полигона. Питание истока транзистора - через группу резисторов от минусового полигона. Что значит разделить их питание? (возможно глупость скажу, но что если это - блокировочный конденсатор между 1 и 2 ножками микрухи?)
6. С С1 и С2 - самое понятное руководство) Единственное что - просто интересно на что это влияет)
Благодарю

[jump]

fyv4uk,

1. да, плёнка или керамика "ловит" импульсные всплески/провалы, а электролит - "аккумулятор", поэтому отдаление его выводов от основных путей прохождения тока - снижение эффективности
2. а зачем он - ток там не течет, но торчит как антенна
3. да, она проходит вблизи от стока и из-за близости через емкости получает наводку
4. зачем большим? достаточной ширины для протекания тока без висящих в воздухе лепестков антенн
5. соединение звездой в одной точке возле емкостей питания, как вариант - перенос в точку запитки HV9910B С1. цель такой запитки - максимально разделить силовые токи, измерительные токи и питания ИМС. эти правила едины для всей силовой и измерительной техники с поправками на частоты и мощности
6. ответил в 1
7. плюсовой полигон тоже не нужен в таком виде - ток должен течь от узла к узлу, а не по футбольным полям
в свете сказанного - возможно, топология с поперечным расположением радиатора и далее дросселя более правильна, но нужна еще плата и эксперимент с разной мощностью нагрузки. попутно посмотрите реальные трассировки flyback ИИП или погуглите картинки. китайцы, правда, нарушают правила и оно как-то работает

[fyv4uk]

китайцы, правда, нарушают правила и оно как-то работает

Я по ходу нарушил всё, что можно, и как то работает) Но смущают шумы только эти.
Постарался отразить ваши рекомендации на эскизном варианте.
1)Правильно ли я разделил земли на цифровую (зел), силовую (гол) и сигнальную (роз)? И исток относится к силовой? Или его следует отдельной веткой вообще в общую точку свести, а розовую оставить только на группу резисторов?
2) Если земли перепрыгивать друг через друга перемычками для удобства, это не скажется ни на чём?
3) Правильно ли (примерно) плюсовой провод оставить только там, где жёлтым заштриховано?
4) Правильно ли кондеры поставил? Есть ли смысл заменить плёнку керамикой, но меньше ёмкости (103 например)

По поводу широкой земли, вот такой информацией пользовался:
"Поэтому-то на шины питания микросхем рекомендуют ставить керамические кондеры, причем максимально близко к микрухам. Они служат для подпитки энергией при перезарядке множества паразитных емкостей транзисторов внутри контроллеров, чтобы эти броски тока не лезли наружу, не загаживали питание.
А шины питания и, особенно, земли стараются делать максимально толстыми — для снижения сопротивления, и стараются разводить их звездочкой. Дабы не допускать замкнутых контуров, чтобы токи разных потребителей, особенно мощных или с повышенным количеством перезаряжающихся емкостей, не шныряли по чужим землям."

На сколько широкой всё таки делать? Тут речь, видимо, только про силовую землю идёт.

[Yuri222]

3) Правильно ли (примерно) плюсовой провод оставить только там, где жёлтым заштриховано?

Я бы рекомендовал увеличить зазор между цепями, между которыми имеется значительная разность потенциалов. В платах порой даже делают отверстия в стеклотекстолите для увеличения пробивного напряжения.
Стеклотекстолит толщиной 1,5 мм, кажется, всего на вольт 400 рассчитан (недавно обсуждали это, сам был удивлен столь низким значением). У Вас же - сравнимый зазор на поверхности.

[fyv4uk]

Я понял, ценное замечание. Со остальным тоже хотелось бы разобраться и понять хотя бы в общих чертах.

[jump]

Со остальным тоже хотелось бы разобраться и понять хотя бы в общих чертах

попробуйте перерисовать плату, а то сложно понять вносимые изменения. заодно и новые ошибки внесете - бум разбирать