Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC/DC Wandler macht Störung


von Peter Z. (Gast)



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Hallo ich habe an einem DC/DC Wandler (SIM2-1215D SIL7) ein Filter 
drangehängt, siehe Bild.
Induktivitäten 100µH, Keramikkondensatoren 100nF, Elko's 10µF
Trotzdem habe ich da ein Störsignal von 50mVpp, siehe Bilder.
Diese Störung ist vor und nach dem Filter vorhanden, das Filter hat in 
diesem Frequenzbereich anscheinend keine nennenswerte Wirkung.
Was tun?

von mr. mo (Gast)


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Peter Zz schrieb:
> Was tun?

Erzählen was für Filter dahinter gebastelt sind + Schaltplan. Dann 
nochmal erklären für welchen Frequenzen du diese Filter gebastelt hast.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Man soll nicht alles glauben was am Oszi Schirm zu sehen ist. Ich denke 
du fängst Dir da über das Massekabel des Tastkopfes eine Störung ein. 
Poste mal den Schaltplan.

Grüsse

von Peter Z. (Gast)


Angehängte Dateien:

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mr. mo schrieb:
> Erzählen was für Filter dahinter gebastelt sind + Schaltplan.

von spontan (Gast)


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Bei welcher Anwendung stören denn 50mV?

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Also ich tippe immer noch auf zu langes Massekabel am Tastkopf. Es 
könnte aber auch was bringen zwischen den isolierten Grounds einen 
1-2,2nF Y Kondensator(Spannungsfestigkeit beachten!) einzulöten. Der 
würde die HF kurzschließen.

Grüsse

von Zac Hobson (Gast)


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So ganz zur Versicherung - welche Frequenz muss gefiltert werden ? ich 
seh etwas wie 12MHz, wenn das keine Fehlmessung ist.

von oszi40 (Gast)


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Ich würde mit 10 nF ganz nah am Schaltkreis mal testen ob sich was 
verändert am Oszibild. Evtl sammelst Du wirklich über die Messleitung 
oder Masse irgendwo was ein?

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Das sind vermutlich Common-Mode-Störungen, also Störungen, die sowohl 
auf der Masse als auch auf der Ausgangsspannung drauf sind.

Das kann man mit einem einfachen Test überprüfen, indem man den 
Oszi-Tastkopf an Masse anklemmt, also Masse-Klemme des Tastkopfs an 
Masse und die Tastkopf-Spitze auch an Masse und zwar an den gleichen 
Punkt wie die Masse-Klemme. Wenn dann die Störung auch noch da ist, ist 
es eine Common-Mode Störung.

Dann hilft als Entstör-Maßnahme normalerweise ein Kondensator zwischen 
Primär- und Sekundärseite, so wie das hier schon vorgeschlagen wurde.

Oder alternativ eine Common-Mode Drossel am DC/DC-Wandler Ausgang, dort 
muss die Masse und die Ausgangsspanung durchgewickelt werden. Allerdings 
muss diese Drossel eine ziemlich hohe Induktivität haben, da die 
Common-Mode Störung auch eine hohe Impedanz hat.

Am besten wirkt natürlich eine Kombinatiton aus Y-Kondensator und 
Common-Mode Drossel.

von Kai K. (klaas)


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Also, ein wenig mehr "Luft" zwischen den Caps vor und hinter der 
Drossel, hättest du schon vorsehen sollen.

Das ist aber hier wohl nicht das Problem. Wie schon andere vor mir 
geschrieben haben, handelt es sich in der Tat um eine 
Common-Mode-Störung, die du nur mit einer Kapazität zwischen Eingangs- 
und Ausgangsmasse verringern kannst. Dazu mußt du direkt am Switcher 
einen Cap zwischen die beiden Massen schalten. Hier zählt jeder 
Millimeter. Man kann oft die Situation sogar durch mehrere 
parallelgeschaltete Caps verbessern, weil dann auch der Gesamt-ESL durch 
Parallelschalung kleiner wird. Gerne werden da 10nF/1kV Caps genommen, 
oder gleich Y-Caps.

Diese Form des Common-Mode-Noise kann übrigens ein wahrer Albtraum beim 
CE-Test werden, wenn man vorher nicht daran denkt...

Noch ein paar Tipps: Auch am Eingang ein Pi-Filter vorsehen. Außerdem 
statt 10µF lieber 100µF und statt 100µH lieber 10µH nehmen. Dann neigen 
Pi-Filter zur Resonanz, weswegen in Serie zu L ein Widerstand liegen 
sollte. Für ihn muß gelten: R >= SQRT(2L/C), also 0,47R im konkreten 
Beispiel. Das bringt oft schon die Drossel mit, dann kannst du einen 
zusätzlichen Widerstand weglassen. Auch der endliche ESR des Elkos kann 
diese Rolle übernehmen. Also nicht in jedem Fall eine LOW-ESR-Ausführung 
wählen.

Noch ein Tipp: Für den Switcher keine Fassung verwenden, sondern direkt 
einlöten. Außerdem für die Masseführung eine Massefläche wählen. Dann 
klappt das auch mit der Unterdrückung der CM-Störung besser.

von Florian V. (Gast)


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Kai Klaas schrieb:
> Wie schon andere vor mir
> geschrieben haben, handelt es sich in der Tat um eine
> Common-Mode-Störung, die du nur mit einer Kapazität zwischen Eingangs-
> und Ausgangsmasse verringern kannst.

Wirklich effektiv sind auch Common-Mode Drosseln in der Zuleitung zum 
DC-DC Wandler - oder auch eine Kombi zwischen Drossel und Kapazität.

von Da fliegt das Blech weg (Gast)


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Peter Zz schrieb:
> Induktivitäten 100µH, Keramikkondensatoren 100nF, Elko's 10µF
> Trotzdem habe ich da ein Störsignal von 50mVpp

Hallo Peter entweder hast du wirklich null Ahnung oder du wolltest das 
Forum testen. Die Induktivitäten die du da verwendest sind ja eine tolle 
Lachnummer.
Ich weis nicht was mein Vorposter mit Common-Mode Drosseln meint, im 
elektronik-Versandhandel heissen die stromkompensierte Drossel. Also 
zwei Spulen auf dem gleichen Ringkern. Siehe auch hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Stromkompensierte_Drossel#Stromkompensierte_Drosseln

von Da fliegt mir doch das Blech weg (Gast)


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sowas kann man auch selber zusammen-zwierbeln wenn man einen Ferritkern 
und etwas draht hat.

von Da fliegt mir doch das Blech weg (Gast)


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Ach ja und wenn garnichts mehr hilft gibts ja noch die Schnapsdrossel.

http://de.wikipedia.org/wiki/Schnapsdrossel

von Peter Z. (Gast)



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Da fliegt das Blech weg schrieb:
> Hallo Peter entweder hast du wirklich null Ahnung oder du wolltest das
> Forum testen. Die Induktivitäten die du da verwendest sind ja eine tolle
> Lachnummer.

Diese Induktivitäten werden bei Reichelt unter der Bezeichnung L-HBCC 
100µ verkauft. Immerhin helfen sie gegen diesen 130kHz Sägezahn, den man 
direkt hinter dem DC-DC-Wandler sehen kann, siehe Bild.
Diese Stromkompensierten Drosseln sind eher für Netzspannungseingänge.

von Peter Z. (Gast)


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Da fliegt das Blech weg schrieb:
> Die Induktivitäten die du da verwendest sind ja eine tolle
> Lachnummer.

was genau ist an diesen Induktivitäten so lachhaft?

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Peter Zz schrieb:
> Diese Stromkompensierten Drosseln sind eher für Netzspannungseingänge.

Wie kommst du denn darauf? Nur weil etwas bei Netzspannung funktioniert, 
bedeutet das doch nicht, dass es bei einem DC/DC-Wandler nicht 
funktioniert.

Probiers einfach mal aus, nimm einen Ringkern aus einem guten Material, 
am besten nanokristallines Material (Vitroperm, Nanoperm, ...) und 
wickel da deine Leitungen ein paar mal durch (+ und - gemeinsam).

Die Induktivität sollte irgendwo im mH-Bereich liegen. Beim 
Nanokristallinen Kern reichen da meistens 5-10 Windungen, je nach Kern; 
bei Ferritkernen braucht man deutlich mehr Windungen bzw. einen ziemlich 
großen Kern.

Du wirst staunen, wie viel das bringt!

von Uncle Ben (Gast)


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Hallo, ist es OK, wenn ich das nochmal aufgreife?
Oder soll ich da besser einen neuen Thread eröffnen?

Mich würde interressieren, welche Stromkompensierte Drossel man da 
verwenden sollte.
Gibt's da was in SMD?
Ich kenne nur diese klobigen Dinger, die man am 230V~ Netzeingang 
findet.

Wie soll man das beschalten, dieser DC/DC-Wandler hat ja immerhin 5 
Anschlüsse:
+12V In
Gnd  In
+15V Out
Gnd  Out
-15V Out

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Uncle Ben schrieb:
> Mich würde interressieren, welche Stromkompensierte Drossel man da
> verwenden sollte.
> Gibt's da was in SMD?

Bei solchen Problemen ist es immer etwas schwierig, ein fertiges Bauteil 
zu finden. Am einfachsten ist, einen geeigneten Ringkern zu suchen und 
da die passende Anzahl von Adern drauf zu wickeln.

Wenn man das für größere Stückzahlen dann in SMD braucht, findet man 
auch jemand, der diesen Kern auf einen SMD-Spulenkörper montiert und 
bewickelt.

Der Kern T60006-L2016-W403 von Vakuumschelze hat bei 10 kHz einen 
Al-Wert von 43 µH; mit 5 Windungen kommt man da auf ca. 1 mH; mit 10 
Windungen mehr als 4 mH.
Den gibts z.B. hier:
http://www.occ.de/xtcommerce/product_info.php?info=p7836530092311_T60006-L2016-W403.html

> Wie soll man das beschalten, dieser DC/DC-Wandler hat ja immerhin 5
> Anschlüsse:
> +12V In
> Gnd  In
> +15V Out
> Gnd  Out
> -15V Out

Entweder müssen alle primärseitigen Anschlüsse (+12V und GND In) 
gemeinsam durchgeführt werden oder alle sekundären Anschlüsse (+15V, Gnd 
Out und -15V). Sinnvollerweise sollte der Kern auf die Seite gemacht 
werden, auf der ein niedriger Störpegel besonders wichtig ist.

Beachte aber, dass erst die Kombination aus einer Common-Mode Drossel 
und einem Y-Kondensator zwischen Primär- und Sekundärseite richtig 
wirksam ist; die Drossel alleine bringt meistens nicht so viel.

von Klaus (Gast)


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Uncle Ben schrieb:
> Gibt's da was in SMD?

Schau mal bei Würth Elektronik. Da gibts auch Datenblätter.

MfG Klaus

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