Opero un sistema MEG (sensores magnéticos extremadamente sensibles para medir la actividad cerebral) y recientemente descubrí que la fuente de alimentación de CC que alimenta nuestra habitación protegida magnéticamente (energía utilizada para mover el MEG/silla/cama, por lo tanto requerida), produce 60 Hz ruido de línea detectado por los sensores. Detallaré mi comprensión de las fuentes de este ruido, pero mi pregunta básicamente es: ¿qué tipo de suministro o qué características específicas debo buscar para evitar este ruido?
Ruido de las corrientes en los cables. El suministro de corriente es un suministro de CC flotante de modo conmutado barato típico, 24V 0.5A. Hice algunas pruebas para confirmar que aunque la diferencia entre + y - parece "limpia" y constante, cada cable tiene una gran oscilación de voltaje con relación a tierra. Y este "voltaje" parece ser el resultado de una fuente de corriente, por lo que incluso sin carga, habrá una oscilación de densidad de carga en los cables, suficiente para generar un campo magnético detectado por nuestro sistema. (En el rango de kOhm a MOhm entre + y G, obtengo una corriente máxima del orden de 0,1 mA).
Ruido de corrientes de tierra. Desafortunadamente, si conecto el negativo a tierra, por supuesto, la oscilación frente a tierra desaparece, y eso elimina principalmente el ruido detectado, pero la corriente "ofensiva" no se elimina, sino que atraviesa la tierra. Eso también causa algo de ruido, probablemente principalmente porque nuestra habitación blindada está conectada a tierra. Vale la pena mencionar que este ruido es mucho más pequeño.
Editar: el precio no es una preocupación principal. Me doy cuenta de que un suministro de bajo ruido bien diseñado probablemente sería mucho más costoso.
Voy a tomar un enfoque ligeramente diferente a esto.
En primer lugar, ¿estás seguro de que la pastilla es magnética? Si es así, entonces hay esencialmente dos cosas que debe hacer:
Conecte un lado del suministro de CC al blindaje de la habitación justo donde los cables pasan a la habitación (ambas patas del cable de alimentación deben pasar por el mismo orificio en el blindaje de la habitación), esto asegura que las corrientes de tierra circulantes debido a la tapa EMC en el suministro permanece fuera de la habitación.
Todo el cableado interno dentro de la habitación debe estar bien retorcido, esto asegurará una cancelación sustancial del campo. En el peor de los casos, use un grupo de cuatro cables trenzados alrededor de un centroide común (usado en circuitos de micrófonos y conocido como "Starquad" en esa aplicación), el cableado es paralelo a los conductores opuestos, y puede obtener otros 10 o 20 dB de supresión.
Si la captación es de campo E en lugar de H, entonces apantallar los cables (y unir la pantalla al blindaje de la habitación es una solución fácil).
Para responder a la pregunta formulada, un suministro lineal construido con un transformador que tenga una pantalla entre devanados conectada a tierra será casi tan silencioso como una batería.
Es posible que descubra que es útil abrir su conmutador y quitar la tapa a través de la barrera de aislamiento, y luego conectar a tierra una pata de la salida a la pantalla de la sala, el suministro ya no cumplirá con EMC, pero eso puede o no importarle.
Buena suerte, estas cosas pueden ser un oso para rastrear.
Si realmente tiene una fuente de alimentación conmutada barata, entonces la mayor parte del ruido que está viendo probablemente no se deba a la falta de una regulación limpia, sino a que las líneas de CA se acoplan nuevamente a sus líneas de suministro después del suministro del modo de conmutación; sus observaciones bajo "1". coincide con eso. Es realmente difícil evitar eso: solo un diseño de dispositivo muy dedicado y un excelente blindaje de medición pueden eliminar eso.
Sin embargo, hay un par de cosas que a menudo se hacen para superar esto:
En general, si desea construir una fuente de alimentación algo eficiente, barata y de bajo nivel de ruido, a menudo busca una fuente de alimentación de modo de conmutación, como la barata que está usando, seguida de un condensador relativamente grande que garantiza que los cambios de carga y las ligeras fluctuaciones no importan mucho, seguidos por un capacitor de baja ESR (típicamente, de cerámica), seguido por un regulador lineal, seguido, nuevamente, por un capacitor de compensación. De esa manera, puede obtener el comportamiento del SMPS "que no consume energía, se adapta rápidamente a los cambios de carga" y las propiedades de bajo ruido de un buen regulador lineal (podría valer la pena buscar un mínimo un poco más lejos que los reguladores 780X y LM317 habituales y antiguos: hay algunos reguladores lineales más modernos en el mercado, y algunos de ellos tienen una mejor inmunidad al ruido).
La corriente "ofensiva" que menciona es una corriente de fuga dentro de su fuente de alimentación conmutada. Esta corriente parásita proviene del acoplamiento capacitivo entre el devanado primario y secundario del transformador de aislamiento de alta frecuencia y crea corrientes parásitas a la frecuencia de la red de CA. Podría haber un acoplamiento de CC más pequeño (intencional), para evitar el aislamiento total de la tierra. Esta fuga de CA también estará en PS sin conmutador, ya que todavía habrá un transformador en el medio. No es posible evitar este acoplamiento, solo se puede reducir fabricando transformadores de aislamiento especiales con blindaje puesto a tierra entre los devanados a expensas de la eficiencia. Es curioso, acabo de mirar las especificaciones de las llamadas fuentes de alimentación médica, enumeran la fuga aprobada en 0,5 mA, cinco veces más grande de lo que ha medido.
Para reducir el efecto de las corrientes de fuga, debe diseñar un buen esquema de conexión a tierra para toda la instalación, para separar las corrientes de retorno de la electrónica de potencia de las conexiones a tierra de los instrumentos sensibles y devolver la corriente de fuga a tierra antes de que ingrese a su habitación protegida. Este es siempre un problema desafiante. Buena suerte.
Si desea el ruido más bajo y no está demasiado preocupado por el costo, el tamaño y las pérdidas, entonces el suministro lineal es el mejor. Todavía los fabrican a un precio para uso en laboratorio. con un conmutador. Si aún desea hacer un conmutador, busque una topología de conmutación suave o algún esquema resonante. Hice algunas Apples con Apples, realicé pruebas de EMC y descubrí que mi circuito resonante de interruptor suave no era mejor alrededor de 150 KHz, pero era mucho más mejor en el rango de MHz. La trama de EMC conducida cayó rápida y repentinamente con la frecuencia como los acantilados de Dover, mientras que el PWM ortodoxo de conmutación dura era como una colina rodante. Esto implica que algún esquema de reducción de pérdida de conmutación lo ayudará para la EMC radiada. Recuerde que esto, por supuesto, no es tan silencioso como un lineal,y también tenga en cuenta que muchas fuentes de alimentación chinas tienen pegatinas de cumplimiento de EMC fraudulentas. ¡Solo pruebe una y vea!
Para su SMPS, obtenga múltiples etapas de filtros de línea de CC para abarcar diferentes rangos ZL(f) con baja ESR para corrientes nominales. > Elija la entrada inductiva con Cy en la entrada dentro de la sala de protección con el centro de la unión de Cy como la nueva tierra de la sala de protección de modo común. Deben coincidir <1 % para obtener el mejor tipo de COG de rendimiento<
Enlace de referencia de estranguladores EMI y CM
la fuente de energía con menos ruido que puedo encontrar es una celda de litio CR2 de 3V 3.00V y uV de ruido.
Sin embargo, el ruido radiado por una protección o protección activa deficiente es probablemente su problema, y no el ruido conducido del suministro de CC.
La reducción de EMI es una combinación de LC (choke) LPF y CMRR que utiliza conductores balanceados blindados con absorción de ruido perdido al proteger los pares de cables ofensivos y los pares receptores sensibles y luego hacer un modo común de alta impedancia con un Balun y una derivación a tierra de baja impedancia para los escudos.
Con esta filosofía, se puede lograr una atenuación de 120 dB o incluso 200 dB.
confía en mí, un estrangulador CM es un BALUN que equilibra o aumenta la impedancia CM para hacer que un desequilibrado se vuelva equilibrado.
Comprenda que están diseñados para diferentes propósitos, salida y entrada radiada (emisiones) y salida o entrada conducida.
Mire cualquier cable VGA y filtro de línea, dos ejemplos de un estrangulador CM o balun pero se ven completamente diferentes.
Los núcleos toroidales con sujeción en C se utilizan en (todos) los motores paso a paso y de video VGA para reducir las emisiones radiadas.
Los toroides de devanado doble SMT o THT en filtros de línea eléctrica para reducir las emisiones conducidas y los transitorios de energía (ejemplos de salida y entrada)
Debe determinar cuál y dónde aplicar y puede llamarlo estrangulador BALUN o CM. Por lo general, el núcleo toroidal solo alrededor de los conductores se llama Balun y la ferrita acoplada, incluidos los devanados, se llama estrangulador CM o transformador de doble bobina, pero todos tienen circuitos equivalentes similares cuando están perfectamente equilibrados.
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
usuario_1818839
zorgkang
Janka
Jorge Herold
zorgkang
andres morton
Jorge Herold
Tony Estuardo EE75
Tony Estuardo EE75
Tony Estuardo EE75
Tony Estuardo EE75
zorgkang
zorgkang