Moin moin meine Damen und Herren, ich wollte mal aussenstehende Meinungen bezüglich Masse-Probleme einholen. Konkret geht es um den "Conducted Emission AC mains"-Test. Das Gerät (Siehe Zeichnung): - Alu-Druckgussgehäuse - PoE-Schaltnetzteil mit zwei Massen, die mit einem C entkoppelt sind - Sekundärseitige Signalmasse ist hochomig (RC) ans Gehäuse gebunden - Primärseitige Masse ist nirgendwo angebunden - RJ45-Stecker ist am Gehäuse befestigt (elektrisch verbunden) - Die Schirmung des CAT5e-Kabels ist einerseits am Gehäuse, andererseits offen (nicht mit primärseitige Masse des Schaltreglers verbunden) Somit liegt das Gehäuse (Erdung erstmal nicht möglich) am Schirm des CAT5e Kabels. Wie der Schirm am anderen Ende (Switch,...) angschlossen wird, ist von Szenario zu Szenario verschieden. Meiner Meinung nach ist das die beste Kopplung gegenüber den unterschiedlichen Massen und ein guter Schirm gegenüber kabelgebundene Rückstrahlung ins AC-Netz. Wie seht Ihr das??? Danke und Gruss, Rosa
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...irgendwie verwirrend das Ganze: - Ist das POE-Netzteil eines, das via Ethernet versorgt wird, oder eins, welches PoE einspeist? - Wo in Deinem Bild ist der im Text erwähnte AC-Anschluss? - Falls mit "AC-Mains" ein Netzanschluss (115/230V) gemeint ist: Die einschlägigen Vorschriftung bzgl. Schutzisolierung und Erdung sind Dir bekannt? Generell: Wenn man einen lokalen Erdanschluss (keine "ferne Erde" via Signalleitungsschirm) zur Verfügung hat, sollte man den verwenden. Ein Metallgehäuse sollte mit der (sekundärseitigen) Signalmasse verbunden werden, sofern zum Versorgungsnetz eine Potenzialtrennung gegeben ist. Schirme von ankommenden/abgehenden Signalleitungen direkt beim "Auftreffen" sufs Metallgehäuse anbinden. Störungen sollen draussen bleiben und nicht erst in die Kiste geführt werden, bzw. von innen über Leiterschleifen an der Schirmung aufgenommen werden. Die Anbindung von Signalmassen via Cs an's Gehäuse ist eine Notmassnahme wenn es die Potenzialverhältnisse nicht anders zulassen. Dann ist aber auch auf eine ausreichende Spannungsfestigkeit der Cs zu achten!
Hi Stefan, >- Ist das POE-Netzteil eines, das via Ethernet versorgt wird, oder eins, >welches PoE einspeist? im Gerät ist ein PoE-Schaltregler von LT, dass Spannung benötigt und nicht einspeist. Daraus wird die Betriebsspannung für die im Gerät befindlichen Komponenten erzeugt. >- Wo in Deinem Bild ist der im Text erwähnte AC-Anschluss? Der AC-Anschluss wird über den Speise-PoE realisiert, der nicht bekannt ist. Kann ein Switch oder ein separates Netzteil sein. An unser Gerät wird nur das CAT5e-Kabel angeschlossen. Im Moment geht darüber ein 200KHz-Störsignal (PoE-Schaltfrequenz) zurück ins AC-Netz. >- Falls mit "AC-Mains" ein Netzanschluss (115/230V) gemeint ist: Die >einschlägigen Vorschriftung bzgl. Schutzisolierung und Erdung sind Dir >bekannt? Jawoll, sind bekannt. Mit dem Netzanschluss haben wir prinzipiell nichts zu tun, weil wie oben beschrieben ein separates PoE-Speisegerät angeschlossen wird. Über das CAT5E-Kabel gehen nur 48V (max 15W), die über unseren PoE-Schaltregler auf 5V transformiert wird. Mein Plan ist es, die Fernschirmung ans Gehäuse zu bringen, weil wir eben nicht wissen, was angeschlossen wird. Signalmasse an Gehäuse halte ich persönich für nicht so gut, weil über Signalmasse Ströme fliessen, die dann über das Gehäuse abgestrahlt werden können. Eine separate Erde ans Gehäuse ist - wie Du sagst - am besten, wird aber vom Kunden ausgeschlossen wegen des zu hohen Installationsaufwands! Deshalb die Trennung der Signalmasse und Fernerde am Gehäuse. Ich hoffe, ich habe Dich etwas besser informiert. Würdest Du es für das konkrete Beispiel PoE die Massen anders verteilen? Danke und Gruss, Rosa
die 200kHz haben wenig mit Schirmung zu tun, setz vor den Schaltregler eine Gleichtaktdrossel.
@PeterL: Wenn das (wie oben von Rosa geschrieben) ein Steckernetzteil ist, sollte man davon ausgehen können, dass die nötigen Entstörmassnahmen zum Einhalten der EN61000er Normen vorgesehen sind. @Rosa: Woher weisst Du, dass die 200kHz-Störung auf dem AC-Netz von Deinem Gerät über den CAT5-Schirm kommt? Wenn die Ethernet-Schnitten halbwegs normgerecht aufgebaut sind, halte ich das für einigermassen unwahrscheinlich. (Frage: Ist das eine Einzel-Bastelei oder ist/soll das was kommerzielles werden?)
>die 200kHz haben wenig mit Schirmung zu tun, setz vor den Schaltregler >eine Gleichtaktdrossel. Tiefpass ist im Primärkreis enthalten. Ist übrigens ein Referenzdesign. Die Schirmung ist nicht das Problem. Ich vermute die Massen. >Woher weisst Du, dass die 200kHz-Störung auf dem AC-Netz von Deinem >Gerät über den CAT5-Schirm kommt? Wenn die Ethernet-Schnitten halbwegs >normgerecht aufgebaut sind, halte ich das für einigermassen >unwahrscheinlich. Mit der Schnüffelsonde sieht man wunderschön den Puls am Kabel. Ausserdem habe ich schon 3 unterschiedliche PoE-Inserter angeschlossen. Von denen kommt das nicht. Am Montag werde ich meine Massenimplementierungen nachschnüffeln und ich schliesse das ganze mal an einer AC-Source an. Damit kann man frequenzmäßig auf die Leitungen schauen. >(Frage: Ist das eine Einzel-Bastelei oder ist/soll das was kommerzielles >werden?) Kommerziell! Fällt halt durch den "Conducted Emission AC mains"-Test. Der muss passen :-( Schoenen Samstag die Herren, Rosa
Rosa-Kleidchen schrieb: >>die 200kHz haben wenig mit Schirmung zu tun, setz vor den Schaltregler >>eine Gleichtaktdrossel. > Tiefpass ist im Primärkreis enthalten. Ist übrigens ein Referenzdesign. Also ich wuerde es ebenfalls mit einer stromkompensierten Drossel versuchen. Die hilft gegen Gleichtaktstoerungen und wer weiss, vielleicht koppeln die ja auch auf den Schirm ueber. MfG
Hmmm, also entweder taugt Dein Schirm nichts (denn die Störungen sind ja wahrscheinlich Rückwirkungen vom Last-DC/DC und werden bei unzureichender Filterung auf die Aderpaare innen im Kabel gegeben), oder Dein Schirm ist nicht richtig an Masse angebunden. Wenn die Störungen tatsächlich auf dem mit dem Gehäuse verbundenen Schirm sind, ist beim Aufbau des Gerätes was grundsätzlich falsch, denn dann hast Du Störströme auf dem Gehäuse. Wie ist denn die Platine im Gehäuse befestigt/kontaktiert? Hast Du mehrere Verbindungen zum Gehäuse?
Hast Du mal einen Klappferrit auf der CAT5-Leitung probiert? Fotos vom Aufbau? Referenzdesign - welcher Baustein?
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>Wie ist denn die Platine im Gehäuse befestigt/kontaktiert? Hast Du mehrere >Verbindungen zum Gehäuse? Also die Platine (sekundärseitig) ist an allen 4 Ecken mit der RC-Kombi am Gehäuse mit Schrauben verbunden. Das hat sich immer als gut erwiesen, weil die Signalmasse am Gehäuse strahlen kann. Noch mal kurz zur Erläuterung. Ich habe mich vielleicht etwas schlecht ausgedrückt. Das neue Bild ist das aktuelle Gerät. Die rote Verbindung links am Schirm des CAT5e-Kabel sorgt dafür, dass die Primärmasse am Gehäuse anliegt. Weiterhin liegt über ein internes N-Kabel die Sekundärmassse (Signalmasse) auch am Gehäuse (rechte rote Verbindung). Somit gibts nur eine Masse! In diesem Zustand läuft der emission AC amin test nicht durch. Die 200KHz werden tierisch energiereich in Ac-Netz zurück reflektiert. Das geht bei 200KHz los und endet bei ca. 30MHz. Nun habe ich die oben beschriebenen Modifikationen gemacht, also ohne die roten Verbindungen. Alle Massen schön getrennt. Montag werde ich mir das Spektrum auf den AC-Leitungen angucken. Mal schauen, obs was gebracht hat. Für mich ist die Frage: Signalmasse direkt ans Gehäuse oder der Schirm des externen PoE-Inserter? Wie gesagt, Signalmasse am Gehäuse kann strahen. Im Gehäuse befindet sich übrigens auch Funk im SRD-Band (868MHz) mit max. 12dBm Tx Power. Deswegen die Signalmasse über die RC-Kombi auf Gehäuse Für Anregungen bin ich Euch sehr dankbar... Rosa
Kurz zu der Frage nach Fotos oder detailierte Beschreibungen des Geräts. Das geht leider nicht. Es gibt sonst viel Ärger mit meiner Firma und dem Kunden - strictly confidential :-(
Steht dieses EMV-Problem im Rahmen eines Praktikums? Ich frage, da mir deine Begriffswahl EMV-technisch etwas arg unerfahren daher kommt und für eine kommerzielle Entwicklung die Herangehensweise etwas, sagen wir mal, unstrukturiert erscheint. Rosa-Kleidchen schrieb: > Somit gibts nur eine Masse! In diesem Zustand läuft der emission AC amin > test nicht durch. Die 200KHz werden tierisch energiereich in Ac-Netz > zurück reflektiert. Das geht bei 200KHz los und endet bei ca. 30MHz. Was ist "tierisch energiereich"? Warum sollen irgendetwas reflektiert werden? Wie kommst du zu dem Schluss, dass das Problem irgend etwas mit der Geräte-Masse zu tun hat? Was bei deinem Emission-Test gemessen wird und auch wie ist dir klar? Und auch woher dann Grenzwertüberschreitungen herrühren. Vielleicht hier ein paar Denkanstöße: - 200kHz Störungen werden nicht in Größenordnungen abgestrahlt auch nicht über Schirme oder Massen - bei EMV-Problemen ist es zweckmäßig die Störquelle zu lokalisieren - Störungen können über alle Signalpfade "übertragen" werden
>Steht dieses EMV-Problem im Rahmen eines Praktikums? Nein, kein Praktikum. >Ich frage, da mir deine Begriffswahl EMV-technisch etwas arg unerfahren >daher kommt und für eine kommerzielle Entwicklung die Herangehensweise >etwas, sagen wir mal, unstrukturiert erscheint. Richtig. Ich habe 15 Jahre Programmierbare Logik hinter mir und muss jetzt ein Funkgerät durch die Zertifizierung drücken. Ich habe rudimentäre HF-Erfahrungen. Habe ich schließlich mal studiert. Unstrukturiert würde ich nicht sagen. Dazu habe ich zuviel Projektleitererfahrung. Ist leider eine Feuerwehraktion mit den jetzt vorhandenem Stand des Geräts. >Was ist "tierisch energiereich"? Warum sollen irgendetwas reflektiert >werden? Energie ist halt das Integral aus dem Produkt der Spannung und der Stromstärke. Das Schaltnetzteil taktet im Primärpfad mit 200KHz. Die Schaltspitzen den FETs gehen bis auf 80V hoch, allerdins nur sehr kurz. Diese Schaltspitzen werden in Richtung PoE-Inserter über ein LC-Tiefpass gedämpft. Aber diese Spitzen sieht unser Zertifizierungshaus letztendlich auf der AC-Leitung. Der LC-Tiefpass ist ok lauf Referenzdesign von LT. Meine Vermutung ist, dass die Primär- und Sekundärmasse über das Gehäuse durch den Verbindungs-Bug kein vernünftiges Ableiten der Pulse zulässt. Reflektieren ist der falsche Ausdruck: Erzeugen ist besser. >Was bei deinem Emission-Test gemessen wird und auch wie ist dir klar? ??? >Und auch woher dann Grenzwertüberschreitungen herrühren. Ja, 200KHz Clock vom unserem Schaltnetzteil. Ist auch im Zertifizierungshaus lokalisiert worden. >Vielleicht hier ein paar Denkanstöße: >- 200kHz Störungen werden nicht in Größenordnungen abgestrahlt auch >nicht über Schirme oder Massen Das Abstrahlen bezog sich bei meiner Vermutung nicht auf den 200KHz Clock, sondern auf unsere 868MHz, die im Gerät mit 12dBm schon mit ordentlich Leistung erzeugt wird, die über das Gehäuse stahlen kann. Deshalb überlege ich, ob ich die Signalmasse ans Gehäuse lege oder doch besser das externe Bezugspotential. >- bei EMV-Problemen ist es zweckmäßig die Störquelle zu lokalisieren Schon klar.. >- Störungen können über alle Signalpfade "übertragen" werden Schon klar.. Trotzdem Danke für die Tipps, Rosa
Rosa-Kleidchen schrieb: >>- bei EMV-Problemen ist es zweckmäßig die Störquelle zu lokalisieren > Schon klar.. > >>- Störungen können über alle Signalpfade "übertragen" werden > Schon klar.. Ich fürchte, eben nicht klar! Ohne zu werten. Das unstrukturiert bezog sich auf die technisch-methodische Herangehensweise nicht auf irgendwelche Planungen. Also ein abschließender Wink von mir: Falls das 200kHz Schaltnetzteil nach Referenzdesign "gut" wäre, würden die Schaltung keine Störungen über dem Grenzwert verlassen! Wenn die Masse oder jede andere Verbindung wie im Referenzdesign / unter Zertifizerungsbedingungen angeschlossen ist, gibt es keine "Verbindungs-Bugs", weil die 200kHz Schaltenergie/Pulse nie das Netzteil verlassen. Sind die Einsatzbedingungen andere, ist jede Annahme zu gut aussehenden, wie im Referenz vorgegebenen Schaltungsmaßnahmen/Filter usw. hinfällig. Aus Interesse: Es wird aus einem geschlossen Metallgehäuse auf 868 MHz gesendet und 12dBm abgestrahlt?!
der Tiefpass nützt wenig wenn die 200kHz symmetrisch daher kommen, dann hüpft deine Masse mit eben dieser Frequenz auf und ab, stell dir das bildlich vor. Die 200khz MÜSSEN mit einer stromkompensierten Drossel gedämpft (in Wärme umgewandelt werden) Referenzdesign sagt einmal gar nix aus.
Hallo, ich denke mal, dass das Schaltnetzteil nicht fachgerecht aufgebaut ist (Layout, Schaltung). Bei 200kHz - 30MHz Leitungsgebunden ist es meist eine falsche Masseführung/Aufbau Schaltregler ev. gepaart mit einem schlechten "mechanischen" Aufbau und magnetischer Verkopplung und den falschen Filtern/Kondensatoren. Welcher LT-Regler ist es denn, oder ist das auch "Geheim"? Also ohne Details über den Aufbau (Mechanisch, Schaltung, Layout, Ankopplung) wird dir keiner helfen können. Daher mein Rat: Wende dich an dein Testhaus oder entsprechende Firmen und lass dich beraten. Es ist ein sehr grosser Unterschied zwischen Logikentwicklung (schnell änderbar) und analoger Schaltungstechnik (Layoutbezogen). Es gehört zumindest nach meinem Verständnis zu einer Planung, dass man entweder versteht, was man plant, oder die entsprechenden Fachleute einbezieht. Bei uns wird zur Vermeidung solcher Gewaltaktionen im Vorfeld ein Review des Aufbaus mit EMV-Fachleuten durchgeführt und entsprechend die Risiken beurteilt, bzw. Änderungen eingebracht. Keine Ahnung, wie das bei euch läuft... Wie sieht es denn mit der gestrahlten Störungen aus? Leidet das Funksystem schon (Performanceverlust)? Wo sitzt die Antenne? Gruss
>Aus Interesse: >Es wird aus einem geschlossen Metallgehäuse auf 868 MHz gesendet und >12dBm abgestrahlt?! Nein, nicht abgestrahlt, sondern mittels einer Antenne gesendet. >der Tiefpass nützt wenig wenn die 200kHz symmetrisch daher kommen, dann >hüpft deine Masse mit eben dieser Frequenz auf und ab, stell dir das >bildlich vor. Ist unsymmetrisch. Die Werte stimmen für die Frequenz. >Die 200khz MÜSSEN mit einer stromkompensierten Drossel gedämpft (in >Wärme umgewandelt werden) >Referenzdesign sagt einmal gar nix aus. Das erwäge ich auch schon. >ich denke mal, dass das Schaltnetzteil nicht fachgerecht aufgebaut ist >(Layout, Schaltung). Bei 200kHz - 30MHz Leitungsgebunden ist es meist >eine falsche Masseführung/Aufbau Schaltregler ev. gepaart mit einem >schlechten "mechanischen" Aufbau und magnetischer Verkopplung und den >falschen Filtern/Kondensatoren. Das sehe ich auch so. Das Referenzdesign des LTC4267 sagt leider nichts über Störstrahlung aus. Wahrscheinlich ist das nur sehr stiefmütterlich umgesetzt. An der Masseführung bin ich ja gerade dran und der Trafo ist auch nicht der Originale. >Es ist ein sehr grosser Unterschied zwischen Logikentwicklung (schnell >änderbar) und analoger Schaltungstechnik (Layoutbezogen). Es gehört >zumindest nach meinem Verständnis zu einer Planung, dass man entweder >versteht, was man plant, oder die entsprechenden Fachleute einbezieht. >Bei uns wird zur Vermeidung solcher Gewaltaktionen im Vorfeld ein Review >des Aufbaus mit EMV-Fachleuten durchgeführt und entsprechend die Risiken >beurteilt, bzw. Änderungen eingebracht. Keine Ahnung, wie das bei euch >läuft... Das ist alles klar wie Klosbrühe. Das Gerär ist wie es ist. Ich bin im Moment für die Zertifizierung verantwortlich und habe schon erfahrene Kollegen alloziert, allerdings geht das nicht von heute auf morgen. Ursprünglich wollte ich mal von externen Qiellen hier im Forum eine Einschätzung über das Problem Masse bezüglich Schalttakte einholen. Naja, die meissten Sätze beschreiben gutgemeinte Ratschläge, die ich a) schon kenne und b) nicht mehr durchführbar sind. Danke trotzdem, Rosa
Rosa-Kleidchen schrieb: > Das ist alles klar wie Klosbrühe. Das Gerär ist wie es ist. >... > Ursprünglich wollte ich mal von externen Qiellen hier im Forum eine > Einschätzung über das Problem Masse bezüglich Schalttakte einholen. > Naja, die meissten Sätze beschreiben gutgemeinte Ratschläge, die ich a) > schon kenne und b) nicht mehr durchführbar sind. > Danke trotzdem, Kein Problem, mehr als allgemeine Ratschläge gehen halt kaum, wenn es keine Details zur Schaltung/Aufbau von dir geben kann. Wenn ich mir die Design Note und das Datenblatt des LTC so ansehe, sind dort deutliche Unterschide bei den "Tricks" enthalten (Snubber über Diode und Primärwicklung, LC-Eingangsfilter, ...), auch die explizite Angabe zu den Bauteilen sind ernorm präzise, das wird schon seinen Grund haben. Gruss
>Wenn ich mir die Design Note und das Datenblatt des LTC so ansehe, sind >dort deutliche Unterschide bei den "Tricks" enthalten (Snubber über >Diode und Primärwicklung, LC-Eingangsfilter, ...), auch die explizite >Angabe zu den Bauteilen sind ernorm präzise, das wird schon seinen Grund >haben. Das stimmt! Apropos Snubber, der ja optional sein soll. Der hat uns auch einige Nerven bezüglich Temperaturableitung gekostet. Danke und Gruß, Rosa
Rosa-Kleidchen schrieb: > Apropos Snubber, der ja optional sein soll. Der hat uns auch > einige Nerven bezüglich Temperaturableitung gekostet. Was umgekehrt bedeutet, dass bei der gewählten Schaltung zuviel Energie in unerwünschten Frequenzbereichen erzeugt wird, da: - Kernmaterial des Übertragers ungeeignet, - Windungen zu schlecht aufgebracht, - andere Bauteile nicht korrekt gewählt, - Layout im "Hochstrompfad" zu den Blocking-Kondensatoren schlecht - parasitäre Komponenten "vergessen" (Leitungslänge, -widerstand, -kapazität) Man hat halt bei der EMV immer die Wahl, entweder: - garnicht erst erzeugen (Schaltung anpassen/umstellen) - blocken ("Refklektieren" - Filter, d.h. Fehlanpassen bei Störfrequenz) - absorbieren (Snubber, Zwangsanpassung, Gegensignal...) Interessant ist am Rande, dass bei den später entwickelten Designs (z.B. LTC4269) explizit im Datenblatt "Superior EMI Performance" erwähnt wird...
Rosa-Kleidchen schrieb: > Kurz zu der Frage nach Fotos oder detailierte Beschreibungen des Geräts. > Das geht leider nicht. Es gibt sonst viel Ärger mit meiner Firma und dem > Kunden - strictly confidential :-( ...dann verabschiede ich mich mal aus dem Thread (und ziehe mich wieder hinter die Antenne (http://www.mikrocontroller.net/attachment/85462/20Vpm.png) zurück). Ohne genauere Infos (speziell auch Layout des Switchers) bleibt das alles Stochern im Nebel. Michael, Peter und der HF-ler haben Dir ja auch schon genug allgemeine Hilfen und Ansatzpunkte geliefert.
>Was umgekehrt bedeutet, dass bei der gewählten Schaltung zuviel Energie >in unerwünschten Frequenzbereichen erzeugt wird, da: Das ist ein Aspekt, der ist mir ja noch gar nicht gekommen. Der Zusammenhang klingt plausibel, Danke. Ich werde mal ein bischen mit der Siebspule (Tiefpass) herumspielen. Ich habe so den Eindruck, dass die ein wenig unterdimensioniert ist - Stichwort Drossel). Der Trafo könnte auch Ursache des hohen Störsignals sein. Es ist nicht der im Demodesign verwendete.. >Ohne genauere Infos (speziell auch Layout des Switchers) bleibt das >alles Stochern im Nebel. Michael, Peter und der HF-ler haben Dir ja auch >schon genug allgemeine Hilfen und Ansatzpunkte geliefert. Danke, falls meinerseits noch Bedarf besteht, werde ich das mit Layout und detailiertere Info hier ansprechen und muss dann abwarten, wie das bewertet wird. Mehr kann ich im Moment nicht. Gruß, Rosa
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