Hallo, Ich möchte mit meinem Microcontroller der mittels 3.3V versorgt wird einen Lastkreis schalten, der 48V benötigt. Ich habe eine kleine gezeichnete Skizze angefügt, wie ich es lösen will. Ein Ausgang des Controllers soll einen LogicLevel N-Channel Mosfet durchschalten, der dann die Last schaltet. Im Moment, während der Entwicklung, hängt der Controller über USB an meinem Laptop und wird auch über USB mit 3.3V versorgt. (Später im Betrieb will ich dann ein eigenes Netzteil dafür verwenden). Auf der Lastseite habe ich mir auf eBay ein Schaltnetzteil mit 48V gekauft. Es können auf der Lastseite hohe Ströme fliessen (3 - 6A). Ich habe jetzt viel gegoogelt bezüglich Masse der uC Versorgung und Masse Schaltnetzteil zusammenschliessen, damit alles funktioniert, bin aber auf verschiedene Aussagen gestossen. Es heißt, wenn die Netzteile galvanisch vom Netz entkoppelt sind mit floating DC Masse, dann wäre alles kein Problem. Wenn aber die DC Masse z.b. im Netzteil auf PE hängt, dann gäbe es Probleme wegen Potentialunterschieden zwischen den Massen. Ich wollte hier im Forum nochmals nachfragen, ob ich die Massen nun zusammenschliessen kann (USB Masse vom Laptop und Schaltnetzteil), oder ob das nicht geht. Ich habe keinen Schaltplan des Netzteils, habe es aber aufgeschraubt und gesehen, dass L und N nach dem Eingang des Netzteils direkt auf einen Trafo gehen und von dessen Sekundärseite geht es erst weiter. D.h. da wäre eine galvanische Trennung. Ich habe aber auch festgestellt, dass PE über einen Kondensator mit DC GND verbunden ist. Heißt das, daß somit DC Masse am PE hängt und ich somit nicht die beiden Massen zusammenschalten kann? Würde mich über Hilfe sehr freuen! Güße, Christian
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Christian Valentin schrieb: > Es heißt, wenn die Netzteile galvanisch vom Netz entkoppelt sind mit > floating DC Masse, dann wäre alles kein Problem. Wenn aber die DC Masse > z.b. im Netzteil auf PE hängt, dann gäbe es Probleme wegen > Potentialunterschieden zwischen den Massen. Magst du das bitte näher erläutern, ich kann dir gerade nicht ganz folgen. Wie willst du den MOSFET mit dem uC einschalten, wenn der MOSFET am Gate 3.3V gegenüber Source benötigt, das Source Potential aber auf ner anderen Masse liegt? M.E. kann das nur funktionieren, wenn man die Massen zusammenlegt. Allerdings lasse ich mich gerne eines Besseren belehren. Gruß
Hi, Eben, ich muß die Massen verbinden, damit das alles überhaupt funktioniert. Meine Frage war, ob ich dies einfach so kann, oder ob es Probleme geben wird, wegen eventuellen Potentialunterschieden, da mein 48V Schaltnetzteil PE über einen Kondensator auf DC GND legt ;-) Gruß, Christian
Lass die Kreise doch getrennt und leg einen optokoppler dazwischen.
Hi, Naja, ich wollte dies vermeiden, da ich insgesamt 64 Ausgänge habe und ich mir die Optokoppler sparen wollte. Deshalb die Frage, ob das Zusammenschließen der zwei Massen funktioniert, oder nicht. Gruß, Christian
@Christian Valentin (trancefreak) >Deshalb die Frage, ob das Zusammenschließen der zwei Massen >funktioniert, oder nicht. Ja, es funktioniert. Aber vergiss die 10k Längswiderstand, das ist eine nicht totzukriegende Urban Legend. Für Schaltvorgänge mit ein paar Dutzend Hertz kann man so einen MOSFET direkt per Controller schalten. Beitrag "Re: Transistor, 1A, 4MHz Schaltfrequenz" >Trafo gehen und von dessen Sekundärseite geht es erst weiter. D.h. da >wäre eine galvanische Trennung. Lgisch, 99,9% aller Netzteile haben eine Galvanische Trennung. >Ich habe aber auch festgestellt, dass PE über einen Kondensator mit DC >GND verbunden ist. Damti werde diverse Hochfrequenzstörungen vermindert. > Heißt das, daß somit DC Masse am PE hängt Nö, denn es ist ein KONDENSATOR, der nur Wechselstrom leitet. > und ich somit nicht die beiden Massen zusammenschalten kann? Das Gegenteil ist der Fall. Gerade WEIL es ein Kondensator ist, kannst du sie zusammenschalten.
Darf ich mit meinem laienhaften Verständnis bitte mal nachfragen, was passieren würde, wenn PE direkt mit Masse verbunden wäre? Ich weiß, dass PE der Schutzleiter ist, der z.B. dann notwendig ist, wenn man metallische Gehäuse hat. Was für Ausgleichströme können fließen, woher kommen die? Vielen Dank
@Falk Brunner Vielen Dank für Deine Hilfe, Du hast mir sehr geholfen! :-) @Alexander: Bin selber mehr oder weniger auf diesem Gebiet ein Laie. Aber ich habe gelesen gehabt, dass wenn zwei Netzteile Ihre Masse auf PE legen und man steckt die Netzteile an verschiedenen Steckdosen ein, dann hat man zwischen GND 1 und GND 2 einen Potentialunterschied (zumindest kann das sein). Dann hast Du zwischen den zwei GND's eine Spannung und ein Strom würde von dem höheren Potential zum niedrigeren fliessen und zb. somit in den Controller über den Output Pin. Gruss, Christian
@ Christian Valentin (Gast) >@Alexander: Bin selber mehr oder weniger auf diesem Gebiet ein Laie. >Aber ich habe gelesen gehabt, ohne gehabt >dass wenn zwei Netzteile Ihre Masse auf PE >legen und man steckt die Netzteile an verschiedenen Steckdosen ein, dann >hat man zwischen GND 1 und GND 2 einen Potentialunterschied (zumindest >kann das sein). Woher soll der kommen? dann müsste ja auf dem PE ein Spannungsabfall existieren. Sowas entsteht nur durch große Ströme. Im Normalfall ist PE aber stromlos. > Dann hast Du zwischen den zwei GND's eine Spannung und >ein Strom würde von dem höheren Potential zum niedrigeren fliessen und >zb. somit in den Controller über den Output Pin. So einfach ist es nicht. Man muss aber auch nicht immer den Teufel an die Wand malen. Manchmal sind die Dinge einfach einfach.
Lieber Falk, würdest du mir bitte den Gefallen tun und das ein wenig näher erläutern? Wenn das Schaltnetzteil eine galvanische Trennung hat, heißt das doch nur, dass die Ausgangsspannung ein anderes Bezugspotential hat. Verbindet man dieses Bezugspotential nun mit der Masse vom uC, ist doch alles in Butter? Wie genau spielt der PE vom SNT dabei eine Rolle, ob der intern mit Masse verbunden ist (z.B. über den o.g. Kondensator)? PE und Neutralleiter (0V) werden doch sowieso an einem Punkt im Stromnetz verbunden. Ich wäre dir wirklich dankbar, wenn du das ein wenig näher ausführen bzw. mir einen Link/Literaturverweis nennen könntest. Gruß
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@ Alexander (Gast) >Wenn das Schaltnetzteil eine galvanische Trennung hat, heißt das doch >nur, dass die Ausgangsspannung ein anderes Bezugspotential hat. >Verbindet man dieses Bezugspotential nun mit der Masse vom uC, ist doch >alles in Butter? Im Prinzip ja. >Wie genau spielt der PE vom SNT dabei eine Rolle, ob der intern mit >Masse verbunden ist (z.B. über den o.g. Kondensator)? Siehe Anhang. Von oben nach unten. Der Einfachheit halber ein klassisches Netzteil, gilt aber alles analog zu Schaltnetzteilen. Nr.1 Ein komplett potentialfreies Netzteil sind meist Labornetzteile, sie kann man nahezu beliebig in Reihe schalten. Nr. 2 Das hier genannte Netzteil hat eine kleinen Kondensator, typisch 1-10nF von der Masse des Augangs zu PE, damit werden je nach Bauform und Anforderungen HF-Störungen vermindert. Viele potentialfreie DC-DC Wandler sind auch so gebaut. Nr. 3 ist ein typsiches PC-Netzteil, dort ist die Masse des Ausgangs fest mit PE verbunden, deswegen kann man sie auch nicht in Reihe schalten! Auch nicht die einzelnen Spannungen wie 12V, 5V etc, weil sie alle nur EINE Masse haben. Last and least ein typisches Billignetzteil aus China, mit den berühmt-berüchtigten Y Kondensatoren von L und N zur Masse am Ausgang. Da kriegt man "nett" eine geballert oder zerschießt beim Anschließen schon mal ein Platine, weil ohne zusätzliche echte Erdung die Masse kapazitiv auf der halben Netzspannung schwimmt! Das sind miese Tricks, um diverse Störungen bei der EMV-Prüfungen zu dämpfen. >PE und Neutralleiter (0V) werden doch sowieso an einem Punkt im >Stromnetz verbunden. Ja, meist am Hausanschluß oder Trafo. MFG Falk
Hallo Falk,
verstehe ich dich richtig, dass man bzgl. der galvanischen Trennung und
Masse bei SNT lediglich vorsichtig sein muss, wenn man SNT in Reihe
schalten möchte?
So jedenfalls deute ich Bilder Nr. 1 bis Nr. 3
Eine abschließende Frage hätte ich dann noch:
> ...die Masse kapazitiv auf der halben Netzspannung schwimmt
Was meinst du mit halber Netzspannung?
Ich frage mich, wie diese China Erdung überhaupt funktioniert. Die Masse
wird kapazitiv auf L gelegt. Mit 50 Hz Netzfrequenz besteht zwischen
Ausgangsmasse und L am Eingang ein mehr oder weniger kleiner Widerstand.
Soll heißen, die Masse am Ausgang folgt dem aktuellen Wert der
Netzspannung an L. Gleichzeitig wird über einen weiteren Kondensator die
Masse am Ausgang mit dem N am Eingang verbunden. Da N aber i.d.R. kein
Potential (bzw. als Rückleiter 0V) hat, floatet die ausgangsseitige
Masse des SNT mit Respekt zum N leiter.
Ergo fließt von der ausgangsseitigen Last aufgrund des schwimmenden
Massepotentials ein Strom zurück zu N.
Hmm, irgendwie erschließt sich mir das ganze nicht. :/
Auf den Schirmen des Laptops bzw. USB buchse, RS232 usw. liegen in der Regel ca. 100V gegen den echten PE. Wenn du nun im Betrieb (bei eingestecktem Lapto Schaltnetzteil und eingestecktem µC Netzteil) die Beiden verbindest wird ein Potentialausgleich von beiden geschaffen. Dies kann aber schiefgehen. Wenn z.B. nicht die Massen bzw. Schirme zuerst verbunden werden sonder irgendwie die IO-Pins zurest kontaktiert werden, dann fließt der Strom durch diese.
@ Alexander (Gast) >> ...die Masse kapazitiv auf der halben Netzspannung schwimmt >Was meinst du mit halber Netzspannung? Eben das. Die beiden Kondensatoren bilden einen kapazitiven Spannungsteiler. Sie sind zwar wechslstrommässig relaitv hochohmig, z.B. 1nF, macht bei 50Hz ~ 3MOhm, aber wenn man zufällig im Spannungsmaximum dort an der Masse anfasst, entlädt sich einer der Kondensatoren in den Finger. Aua! >Potential (bzw. als Rückleiter 0V) hat, floatet die ausgangsseitige >Masse des SNT mit Respekt zum N leiter. Richtig. >Ergo fließt von der ausgangsseitigen Last aufgrund des schwimmenden >Massepotentials ein Strom zurück zu N. Nein, es fließt nur der Strom zu N zurück, der Über den Kondensator an L eingekoppelt wird. Das Problem besteht "nur" beim Anschließen an eine andere Schaltung mit echtem PE-Bezug bzw. wenn man den Ausgang anfasst, ohne dass er anderweitg richtig geerdet ist. Summa Summarum. Lasst die Finger von solchem Billigschrott!
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