「悪いことはわかっていましたが、すぐにはわかりませんでした」(V. Tsoi)
この投稿を書いた理由はわかりませんが、おそらく痛みを伴うだけでしたが、2つのイベントが特定の動機になりました。1つは海外から、もう1つは国内起源です。 どちらが悪いかはわかりませんが、読者がこれを判断するので、始めましょう。
それはすべて、当社の製品の1つが低温でオンにならないという事実から始まりました。 この製品で使用されている村田製作所の電源モジュールは、以前は他の製品で使用されていたため問題は発生しなかったため、長い間ボード上でそれをせがんでいました。 ただし、考えられるすべての説明が(チェックと実験の結果として)破棄された後、最後の残りのオプションは、それがどれほどありそうになくても正しいです(シャーロックホームズの方法)。
つまり、問題は本当に有名な会社の標準モジュールにあることが示唆されました。 実際、実験では、入力電圧の特定の値(作業領域内にある)およびモジュールの温度の特定の値(これも許容範囲内)で、特定の値を超える容量負荷(およびほぼ1桁以下)で作業する場合、電源モジュールをオンにできないことが示されました最大許容値に達する)。
これは特定のモジュールの特性ではなく、バッチ全体の特性であり、テストした少なくとも10個のモジュールが同じ状況を示したことが判明しました。 さらに、上記のテストの過程で、つまり、許容される動作条件の奥深くでは、3つのモジュールが回復不能な損傷を受けています。 もちろん、そのようなモードで古いバッチのモジュールを研究することは非常に興味深いでしょうが、その時までには、それらは長期出荷された製品にあったため、すでに利用できませんでした。したがって、動作の変化はこれらのモジュールの生産の変化に関連していると想定されていました。
私たちの行動は非常に明確でした-彼らはディーラーに通知し、共同研究を行うための彼の代表の到着を待っていました。 まあ、彼らが待っている間に、彼らは自分自身で何が起こっているのかを理解しようとすることにしました。 スキームを制限まで簡素化しました。 そこで、2 * 680マイクロファラッドの電解コンデンサを56オームの抵抗と並列に調査対象のパワーモジュールの出力に接続し、オシロスコープで電圧形式を調べます。
次の面白い画像を観察します(ここでも、花との混乱がありますが、まあまあです)。
」
したがって、電力が供給された後、モジュールは必要な電圧の出力を開始します。 しかし、出力に電圧サージを供給しようとすると、出力にコンデンサがあり、電圧が段階的に増加できないため、これには無限に大きな瞬間電流が必要になります。 もちろん、現実の世界では、無限大ではなく、非常に大きな電流が必要です。
モジュールは非常に特定の値の出力電流用に設計されているため、出力電流(通常は最大値の110-120%)を超えないように保護を実装しているため、この重要な電流を出力する瞬間に動作し、ソースをオフにします。 これを防ぐために、モジュールにはソフトスタート回路が装備されており、最初は出力電流の値を動作電流よりもはるかに低いレベル(したがって最大値)に制限し、一定時間内にこの電流をスムーズに増加させます。グラフは、上昇する前線が明らかに加速していることを示しています。
電流が最大許容値に達すると、保護回路が機能し、モジュールがオフになります。 立ち上がり時間は2.5ミリ秒でしたが、これは十分ではありませんが、許容範囲です。 確かに、オシログラムによれば、この電流はわずか5Aであり、これも5Vの出力電圧と50Wの電力を持つモジュールには十分ではありませんが、これは2番目の質問です。 少なくとも衣装の最先端では、すべてが明確です。
この電源の動作は、高い容量性負荷で動作しているときによく見られますが、特徴的なステップを観察しています-コンデンサーが特定の値に充電され、モジュールがオフになり、一時停止し、再びオンになります、コンデンサーの電圧がゼロになる時間がないため、初期電流ははるかに少ないコンデンサがまだ再充電されている間、保護が後でトリガーされ、そのようなサイクルで2-3-4そのようなサイクルで電圧が公称値に戻り、その後漏れ電流のみがコンデンサを通過しますが、実際には効果がありません モジュールの仕事へ。 それが、後に国内メーカーの電源モジュールが同様の方式で動作する方法であり、すべてが順調でした。
しかし、オシログラムでは、わずかに異なる画像が表示されます-コンデンサが充電され、保護がトリガーされ、モジュールがオフになりますが、その後、コンデンサの電圧は急激に低下しますが、放電電流は充電電流を一桁超えます-ほぼ垂直降下。 この場合、電圧は0に低下し、新しい充電サイクルが最初に繰り返され、動作モードに移行することはありません。
残念ながら、同社はモジュールのスキームを提供しておらず、推測と推測の不安定な状況に追い込まれています。 この動作の原因は何ですか? 私にとって理にかなっていると思われる答えは次のとおりです。 現在、変圧器電源の出力段で整流ダイオードの代わりにトランジスタ(通常は電界効果)を使用するのが慣習であり、いわゆる同期整流回路です。 このソリューションは、ダイオードでの1〜1.3ボルトの直接降下の代わりに、整流素子の損失を大幅に削減できます。これは、約10アンペアの電流で10〜13ワットになり、100〜150 mVになり、割り当てられた電力を1桁減らします。
しかし、トランジスタはダイオードとは異なり、制御する必要があり、これにはさまざまな方法があります。歴史的には、最初の方法は直接制御でした。 プッシュプル回路がある場合、反対の巻線からのトランジスタ制御が広く使用されます。 この回路には利点(単純さ)がありますが、直接制御回路よりも大きなスイッチング損失があります。 原則として、電源を構築するための最新の超小型回路には、このトランジスタ制御モードを実装するための追加の出力があります。これが非常に一般的になった理由です。
しかし、電界効果トランジスタは、直接電圧降下が少ないという点だけでなく、両方向に電流を流すことができるという点でもダイオードと異なります。 通常、この側面は十分な注意を払っていませんが、電界効果トランジスタでは、ドレインとソースは機能の観点から区別できません(強力なステートメントですが、特定のクラスのデバイスに当てはまります)。 したがって、ポンプトランジスタをオフにしますが、出力トランジスタ(ダイオードなど)を強制的にオフにする手段を講じない場合、出力電圧はドレイン-ソース回路を介してこれらのトランジスタを介してグランドに短絡し、したがって、出力コンデンサは非常に迅速に放電されます観察します。
この仮説を検証するためのさらなる手順は明らかです:モジュールの出力とコンデンサ(ここでも、ダイオードモードの電界効果トランジスタ、ただし直接制御)の間でダイオードをオンにすると、すべてがオフになります-3サイクルの電圧が動作レベルに達します。 それでも、スキームを変更しなければならなかったので、私たちは熱心ではありません、そして彼らが言うように、突然です。
ディーラーの担当者が来て、作業図、テストベンチ、ダイオードを使用した場合と使用しない場合のオシログラムを提示し、何が起こっているのかを提供します。 彼は疑い始め、ダイオードの代わりに10オームのオーダーの抵抗器を含めることを提案し、これも助けになります。 まあ、それはまだ助けにはなりません-ダイオードの場合のように、コンデンサの放電電流を減らしました。 それでも、私たちは彼を納得させなかったようですが、それにもかかわらず、会社が推奨するスキームを適用するとき、特定のモードではモジュールが動作しないという事実を修正します。 直列抵抗を配置し、1Wの電力を割り当てて妨害を補償するという提案は、私には成功していないようです。
さて、今、私はヤロスラヴナの泣く見出しで約束されたものに目を向ける。 代表者は署名された行為を残しますが、それでは何ですか しばらくすると、自分たちの費用とすべてで3つの故障したモジュールと交換する準備ができているというメッセージが届きます。 推奨される接続スキームの変更、回路の変更、他のユーザー向けのメーカーのウェブサイト上のニュースレターはありません-何もありません。 これはPupkin&Co.ではなく、有名ブランドのグローバルメーカーであり、特定の条件での使用を不可能にする標準製品(少なくとも特定の製品バッチ)で見つかった欠陥を絶対に気にしていないようです。 エレクトロニクス業界で何が起こっていますか? やっとコッカーが勝ちましたか? そして、世界規模で? 中年の開発者からのそのような叫びはここにあります。
さて、物語の2番目の部分はそれほどひどいものではなく、1番目の部分とちょうど一致したので、ここに来ました。 この事件の後、会社の製品に対する信頼は低下し、選択肢を探し始めました。 私たちはすでに1つの国内企業のパワーモジュールを積極的に使用しているので(私は彼女をscるつもりなので、名前を暗号化します-受け入れ5で標準パワーモジュールを生成し、これはIRBISではありません-それは十分に賢いです)、品質に関する苦情はありませんでした、私たちは見ることにしました適切なものがあれば。
実際には、それらの一連のソースは非常に優れています(実際、この会社との仕事は良い印象を残しました-通常のドキュメント、誰に電話すればよいのか合理的な技術サポート)、しかし、これらのソースは比力が2 3倍少ない。 そして、このサイトでは、村田のパワー密度よりもわずかに高い(もちろん、VICOR未満ですが、これは別の歌であり、競合するものはほとんどなく、ゴキブリが十分にあります)新しいソースのシリーズが発見され、受け入れられています5、インポート置換を実行します(どのようにそれを持っているかわかりませんが、私たちは痛い点を持っています)。
ただし、脚のレイアウトは多少異なりますが、依然として標準です。 このようなナイスガイと彼らの製品について経営陣にお知らせします。このようなクールな開発者がまだいる国のために一緒に喜んでいます。アプリケーションオプションの見積もりを始めています。 そして、私はこの無名の会社を呼び出してサンプルを購入し、全範囲でそれらを運転しますが、これらの製品はまだ製造されていないことがわかります。民法の承認を受けたエンジニアリングサンプルでさえ利用できません。もちろん、5はいつか、 2015年後半に商用版の収集を開始します。 それで、私の最初の質問が起こりました-みんな、なぜカンニングですか? 結局のところ、それを必要とする人は誰でも、真実を知っているでしょう-彼はあなたを呼ぶでしょう。 これは有望な開発であると正直に書いてください。しかし、あなたのサイトではモジュールがリリースされていると言われています(この問題についての活発な議論の後、現在開発中のサイトで示されています)。 そして2番目の質問-新しいシリーズを立ち上げるために、不特定のパラメーターで電源を立ち上げることが本当に必要なのですが、それでも6か月以上かかりますか? 彼らが私に「今年の後半より早くない」と言ったら、「終わりに」と聞いて、私は間違ってうれしいです。 しかし、これは不平を言っていますが、実際には彼らは素晴らしく、宣言されたパラメーターに耐えることができれば、特に最近の出来事に関連して、外国企業から市場の一部を食い物にします。
私は誰かを怒らせた場合、私は事前に謝罪し、私は何らかの形で台無しにしたが、私はとにかく洗浄しません