Versorgungsspannung filtern - Schaltung so ok?

[Hans (Gast)]

Hallo,

Ich bin gerade an einem Hobby-Projekt und brauche Hilfe bezüglich EMV, 
Filterung...

Wäre nett, wenn mir jemand ein paar Tipps geben könnte.
Im Anhang findet ihr meinen Schaltungsentwurf (Ausschnitt vom 
"Netzteil").

Die Schaltung soll von einem 12V Bleiakku (Autobatterie, stand-alone 
ohne Auto!) versorgt werden.

Aus den 12V will ich mit einem DC/DC Wandler 24V machen. Damit wird ein 
Getriebemotor betrieben. Der braucht bis zu 3A.

Für den Logikteil brauche ich 5V (u.A. für einen ATmega).

Jetzt meine Frage:
Durch den DC/DC Wandler und das ein-/ausschalten des Motors bekomme ich 
Störungen auf die Versorgungsspannung. Ist die Filterung in meiner 
Schaltung ausreichend? Was könnte ich verbessern?
Ist der LC-Tiefpass (L1 und C15) so sinnvoll? Oder sollte der vielleicht 
besser nach dem 7805 plaziert werden?

Danke für eure Hilfe.

Hans

[Tobias P. (hubertus)]

Hi,

ich habe mich auch grade mit dem Thema befasst.

1. BAT54 ist wohl nicht so geeignet. Die würde ich durch was kräftigeres 
ersetzen.

2. bei der 100u Drossel könnte die Gefahr bestehen, dass du einen 
Schwingkreis baust. Warum verwendest du nicht ein Ferrit?

3. Am Eingang würde ich solche Transzorb-Dioden oder wie die heissen 
einbauen. Z.B. TGL41-15 für 15V oder so (siehe: 
http://diotec.com/tl_files/diotec/files/pdf/datasheets/tgl4168).

4. Ich baue auch gerne diese Dinger ein:
http://www.mouser.de/ProductDetail/Murata-Electronics/BNX002-01/?qs=SC6mTIXywgShP23%252bb3DN6Q%3D%3D

ist vielleicht bei deiner Anwendung auch nicht so schlecht.


Gruss
Tobias


Edit: habe gerade gesehen, dass du das gar nicht im Auto betreiben 
willst. Dann ist es wohl nicht so kritisch, aber bei Aussage #1 und #2 
bleibe ich dabei ;-) und wenn du es im Auto betreiben würdest, wären 
Sachen wie Load Dump und so weiter zu beachten.

[Helge A. (besupreme)]

Anstatt der BAT54 würde ich einen Widerstand einbauen, der bei maximaler 
Belastung des 5V-Ausgangs ca. 3-4V abfallen läßt. Bremst Transienten und 
schrumpft den Kühlkörper für den 7805.

[Hans (Gast)]

Danke schon einmal für die Tipps.

Habe vergessen zu erwähnen, dass im 5V Zweig max. 80mA fließen werden. 
Damit sollte die BAT54 strommäßig kein Problem sein und der 7805 muss 
<1W verbraten.

@Helge: Die Diode ist doch wichtig, dass es mir den Pufferkondensator 
C15 bei Einbrüchen nicht rückwärts leer saugt, oder?

Wo ich auch nochmal nachhaken möchte, ist das Thema "Schwingkreis". Habe 
auch schon vermutet, dass durch die Spule dahingehend eine Gefahr 
entstehen könnte.... Kann mir das nochmal jemand genauer erklären? Wie 
bekomme ich heraus bei welcher Frequenz eine Schwingung entstehen 
könnte? Geht das überhaupt so einfach ohne sämtliche Daten 
(Parallelkapazität, Serienwiderstand, etc.) der Bauteile zu kennen? 
Hilft da nur eine Simulation?

Gruß Hans

[HildeK (Gast)]

Hans schrieb:
> Die Diode ist doch wichtig, dass es mir den Pufferkondensator
> C15 bei Einbrüchen nicht rückwärts leer saugt, oder?

Was sollen das für Einbrüche sein - wenn du von einem Bleiakku als 
Quelle redest? Sind die Lastschwankungen sehr groß mit möglicherweise 
hohem Einschaltstrom (z.B. Motor)? Natürlich gibt die Batterie bei 150W 
Last etwas nach, aber diese Einbrüche sollten nicht so groß sein, dass 
dein 7805 nicht mehr genügend Eingangsspannung erhält. Benötigst du ev. 
eine Überbrückung, z.B. beim Ausschalten? Dann ist die Diode sinnvoll.
Etwas verbessern kannst du auch dadurch, dass das High-Power-Teil 
eigene, getrennte Leitungen von der Batterie erhält. Die 
Spannungsabfälle auf den Leitungen sind nur bei entsprechend großem 
Leitungsquerschnitt zu vernachlässigen.
Natürlich kannst du trotzdem eine Diode einbauen, nimm dann einfach eine 
1N400x.

> Wo ich auch nochmal nachhaken möchte, ist das Thema "Schwingkreis". Habe
> auch schon vermutet, dass durch die Spule dahingehend eine Gefahr
> entstehen könnte....
hubertus schrieb ja im Konjunktiv "es könnte die Gefahr bestehen". Ich 
hatte bei solchen Anordnungen noch nie Probleme. Da sowieso 
vorgeschlagen wurde, noch einen Widerstand hinzuzufügen, sind die 
dadurch entstehenden Verlust groß genug, um eine Anregung zu verhindern.

[Helge A. (besupreme)]

Ich mag keine LC-Kreise, wenn es sich vermeiden läßt. Daher der 
Vorschlag mit Widerstand. RC-Kreise sind nit so böse bei Transienten.

[Anja (Gast)]

Hans schrieb:
> Ist der LC-Tiefpass (L1 und C15) so sinnvoll? Oder sollte der vielleicht
> besser nach dem 7805 plaziert werden?

prinzipiell ja, allerdings ist C15 für Störungen auch schon eine 
Induktivität. -> ich würde vor und nach der Drossel noch 100nF zur 
Bedämpfung spendieren.
Ideal wäre es wenn die Drossel (Wert) auf die Störfrequenzen des Motors 
ausgelegt wäre.

Tobias Plüss schrieb:
> 2. bei der 100u Drossel könnte die Gefahr bestehen, dass du einen
> Schwingkreis baust. Warum verwendest du nicht ein Ferrit?

Ferrite wirken erst weit oberhalb von 100 MHz. Die Störfrequenzen des 
Motors dürften eher unterhalb 30 MHz liegen. -> schade ums Geld.

Gruß Anja

[Hans (Gast)]

OK, die Diode habe ich raus geschmissen.

Außerdem habe ich den empfohlenen Widerstand (R1) und zusätzlichen 
Kondensator (C20) eingefügt.

Anbei nochmal den aktualisierten Plan.

Ich denke, so werde ich mal ins rennen gehen.
Weitere Tipps sind natürlich willkommen :-)

Danke nochmal.

Gruß Hans

[HildeK (Gast)]

Hans schrieb:
> Weitere Tipps sind natürlich willkommen :-)

Ich meinte, den R1 direkt in Serie zu L1, also noch zwischen den 
Kondensatoren. Um den ohmschen Anteil von L1 und damit seine Verluste zu 
erhöhen.

[Hans (Gast)]

Die Anordnung der Kondensatoren direkt vor und nach der Drossel habe ich 
von dem Kommentar von Anja abgeleitet.

Anja schrieb:
> -> ich würde vor und nach der Drossel noch 100nF zur
> Bedämpfung spendieren.

Werde also C20 wieder entfernen. Dann habe ich den Widerstand (R1) 
direkt in  Serie zur Drossel (L1) und davor und dahinter sind ja schon 
100nF (C2 und C16).

Genau verstanden warum das besser ist habe ich leider nicht :-( 
Vielleicht hat ja jemand Lust mir das zu erklären...

Gruß Hans