Guten Abend, ich habe eine Frage. Ein Schaltnetzteil verursacht leitungsgebundene Störungen in Bereich von 180MHz-220MHz. Um das zu lösen gibt es z.B. Ferrite. Bei der Ferritauswahl achtet man auf seine Impedanz bei der gewünschter Frequenz. In dem Fall Spitze bei 200MHz. Soweit so gut. Um das beste Ergebnis zu bekommen sollte die Impedanz so hoch wie möglich sein. Nach vielen Messungen habe ich ein super Ergebnis mit einem Ferrit, der bei 200MHz ca. 2,2kOhm hat. Leider kann ich diesen nicht benutzen, da der Strom nur max. 200mA ist. Ich brauche aber mind. 1A. Also muss eine andere Lösung her. Die Ferrite die mehr Strom leiten können gehen aber nur bis (nicht festnageln) 700 Ohm bei 200MHz. Die 700 Ohm reichen aber nicht um die Störung auf den gewünschten Regel zu drücken. Ich denke, man muss hier die Kondensatoren zur Hilfe nehmen. An der HF wird der Kondensator niederohmig, sodass die Störspannung im Ferrit bleibt. Also: Eingang -> Kondensator (nach Masse) -> Ferrit -> Schaltnezteil (12V DC Eingang). Ich habe 100pF, 390pF, 1nF, 4,7nF, 15nF, 47nF Kondensatoren ausprobiert. Leider führt das nicht zum Ziel. Das wird zwar mit jedem Kondensatorwert ANDERS, aber nicht unbedingt besser. Nun die Frage: Wie benutzt man die Kondensatoren richtig? sind meine oben genannte Werte so völlig daneben?
Alex S. schrieb: > man muss hier die Kondensatoren zur Hilfe nehmen Selbst die teuersten Kondensatoren ersetzen nicht einen gescheiten Aufbau. Bei 200 MHz würde ich erst mal ein übliches Klappferrit testen. z.B. http://www.pollin.de/shop/dt/NDM2OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Klappferrit_mit_Safety_Lock_WUeRTH_74271131.html
Klappferrit ist eine echt super Sache! Das sehe ich eher als Notlösung, wenn die Elektronik nachträglich entstört werden soll. Mir geht es eher um die Maßnahmen auf der Platine :) Noch kann ich ja alles ändern. Danke Gruß Alex
Alex S. schrieb: > Ein Schaltnetzteil verursacht leitungsgebundene Störungen in Bereich von > 180MHz-220MHz. Flankensteilheit der Schaltelemente begrenzen? Was ist das für ein Schaltnetzteil?
An welcher Stelle genau sitzen Deine Ferrite? Hat Dein Netzteil einen Schutzleiteranschluß? Wie lang ist Dein Netzkabel? Hast Du kontinuierlichen Betrieb, also harte Kommutierung der Gleichrichter? Verwendest Du Schottky-Dioden?
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Alex S. schrieb: > Nun die Frage: > Wie benutzt man die Kondensatoren richtig? sind meine oben genannte > Werte so völlig daneben? Du musst erst mal feststellen, welche Art von Störung überhaupt vorliegt. Bei Leitungsgebunden könnte das sein: - Asymmetrisch - Die Störung ist auf einer Leitung z.B. gegen Masse - Symmetrisch - Die Störung tritt auf allen Leitungen gleich auf, gegen Erde Testen kann man das mit Klappferriten. Bringt ein Klappferrit über alle Leitungen viel? -> Symmetrische störung Bringt er nichts? -> Asymmetrische Störung Erst wenn du das weißt, kannst du überhaupt entscheiden, ob und wie ein Kondensator reinzuschalten ist. Der Kondensator kann z.B. so hineingeschalten werden, dass er die Störung "kurzschließt". Bei einer Symmetrischen Störung hilft ein Kondensator zwischen + und Masse überhaupt gar nichts. Bei einer Asymmetrischen kannst du ein "R"C-Tiefpass basteln - erst der Ferrit, außen das C gegen Masse. Für den Wert schau in die Datenblätter der Kondensatoren. Das Z sollte für deine Zielfrequenz klein sein. Die echte Kapazität ist für die EMV weniger spannend. Bei 200MHz könnte 1nF COG 0603 reichen.
Störungen in diesem Frequenzbereich sind nach meiner Erfahrung immer dem Sekundärkreis zu zu ordnen, nur dort kommen solch hohe Resonanzfrequenzen zustande. Und es sind in jedem Falle Gleichtaktstörungen. In seltenen Fällen auch die wenigen Windungen der primären Hilfsversorgung. Besonders EMV-kritisch sind Sperrwandler im kontinuierlichen Betrieb - diskontinuierliche Typen im boundary mode dagegen sind in diesem Frequenzbereich eher friedfertig. Teste mal Ferrithülsen auf den Beinchen der Sekundär-Gleichrichter.
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Alex S. schrieb: > auf der Platine In den meisten Schaltnetzteilen findet man stromkompensierte Drosseln. Bei Würth ist da bestimmt was für Dich (bis 38A) zu finden. http://katalog.we-online.de/de/pbs/search/EMC_Components/Stromkompensierte_Drosseln_fuer_Netzanwendungen
Einlagig gewickelte UKW Drosseln ... Mit Schaltplan + Layout + EMI Report könnte man Dir besser helfen. Versuch mal mit dem Spektrum Analyser den Störer direkt zu finden. Da reichen oft kleine Maßnahmen ohne mit brachialem Aufwand eine Störung zu bedämpfen die sich bereits überall ausgebreitet hat.
Hallo, spannend dein Problem... zumal bei Schaltnetzteilen üblicherweise die leitungsgebunden Messung bei 30MHz aufhört... d.h. 220Mhz interressiert dort niemanden mehr... (hängt natürlich von der Norm ab) 220Mhz würde wohl bei der gestrahlten Emission viel mehr wehtun, weil du dort genau im geforderten Messbereich bist... Üblicherweise sind Ferrite mit Common-Mode-Chokes gleichzusetzen... allerdings wie ein Vorschreiber bereits richtig erkannt hat, wird es bei 220MHz schwierig eine wirksame CMC zu finden... zumal das Leitungebunden bei diesem Frequenzbereich nicht von Interesse ist... Mit Schaltplan und Layout würde man sich bei der Hilfe wohl etwas leichter tun... Aber vorerst mal den Störer zu identifizieren, ist schon mal kein schlechter Anfang... danach auch mal das Layout kontrollieren, ob da nicht gravierende Fehler gemacht wurde... Ich tippe mal auf eine Diode, die da stört...nur so aus der Hüfte... ;-) Apollo
Apollo schrieb: > Hallo, > > spannend dein Problem... zumal bei Schaltnetzteilen üblicherweise die > leitungsgebunden Messung bei 30MHz aufhört... d.h. 220Mhz interressiert > dort niemanden mehr... (hängt natürlich von der Norm ab) > > 220Mhz würde wohl bei der gestrahlten Emission viel mehr wehtun, weil du > dort genau im geforderten Messbereich bist... > > Üblicherweise sind Ferrite mit Common-Mode-Chokes gleichzusetzen... > allerdings wie ein Vorschreiber bereits richtig erkannt hat, wird es bei > 220MHz schwierig eine wirksame CMC zu finden... zumal das Leitungebunden > bei diesem Frequenzbereich nicht von Interesse ist... > > Mit Schaltplan und Layout würde man sich bei der Hilfe wohl etwas > leichter tun... Aber vorerst mal den Störer zu identifizieren, ist schon > mal kein schlechter Anfang... danach auch mal das Layout kontrollieren, > ob da nicht gravierende Fehler gemacht wurde... > > Ich tippe mal auf eine Diode, die da stört...nur so aus der Hüfte... ;-) > > Apollo Dem stimme ich mit einigen Abstrichen zu. In dem Moment, wo das Schaltnetzteil zusammen mit der versorgten Elektronik abgenommen werden muß, kommt man um die Feldmessung kaum herum. Ferrithülsen ("EMV-Ferrite") sind CM-chokes, Ferrite im allgemeinen wie man sie auf der Platine findet, natürlich DM-chokes. Die Abstrahlung kann in diesem Bereich durchaus noch über die Netzleitung erfolgen. Zur Lokalisierung des Störers kann eine kleine H-Feld-Sonde nützlich sein. Die kann man auch leicht selbst bauen: Ein BNC-Kabel mit offenem Ende nehmen, hier einen kleinen 47R-Widerstand möglichst kurz anlöten - dies gibt die Sondenschleife. Das Ganze isolieren mit Heißkleber, und an den 50Ohm-Eingang des Spektrumanalyzers/Oszilloskops - fertig.
Vielen Dank für die Antworten! Es handelt sich um einen TPS62140RGTR. Datenblatt: http://www.mouser.com/ds/2/405/tps62140-486920.pdf Eingang 12-16V Ausgang 5V. Strom 1A. Ich habe testweise einen einfachen 7805 eingelötet, dann waren die Störungen 50MHz-300MHz praktisch nicht messbar. Also kommt das definitiv vom Schaltregler. Danke Gruß Alex
Alex S. schrieb: > Es handelt sich um einen TPS62140RGTR. > Datenblatt: ... Weicht dein Layout von dem dort im Bild 41 ab?
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Alex S. schrieb: > ich habe eine Frage. > Ein Schaltnetzteil verursacht leitungsgebundene Störungen in Bereich von > 180MHz-220MHz. Das "Schaltnetzteil" ist also in Wahrheit ein schlichter Point-Of-Load-Regler in Form eines synchrone-buck-Wandlers. Schön dass das jetzt schon mal so langsam klar wird.
Angehängte Dateien:
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buck.png
28 KB
Hallo, sorry, dass ich mich lange nicht gemeldet habe. Das Layout ist im Anhang. R3 ist ein Widerstand 0 Ohm, hier kann ein Ferrit eingesetzt werden. V ist Varistor Der Rest ist nach Datenblatt. Die Spannung kommt beim R3 rein. Habe viele Ferrite statt R3 ausprobiert, aber wie oben geschrieben hilf das nicht sonderlich viel. Das, was hilft, ist ein Ferrit, der bei 200Mhz ca. 5k Widerstand hat, aber er kann nicht viel Strom leiten. Also habe ich den wieder ausgelötet. Ein Klappferrit löst übrigens das Problem zu 100%, aber die Lösung MUSS auf die Platine. Danke Gruß Alex
Alex S. schrieb: > Ein Klappferrit löst übrigens das Problem zu 100%, aber die Lösung MUSS > auf die Platine. Wenn ein Klappferrit das Problem löst, dann ist die Störung zumindest teilweise eine Gleichtaktstörung. Damit wäre eine Stromkompensierte Drossel die beste Lösung. Eine hiervon möglicherweise: http://katalog.we-online.de/de/pbs/WE-SL2?sid=d1c720530f Muss das jetzt ohne Layoutänderungen drauf oder nicht? Es sieht so aus, als wäre zwischen deinem R3 und "außen" (=Kabel) kein Kondensator gegen Massen drin? Wenn, dann müsste da einer rein, damit das was bringt. Löte da doch mal einen 1nF COG gegen Masse rein. Poste doch mal einen Schalplanauszug, weil so ist das nur so eine Art Topfschlagen...
>Muss das jetzt ohne Layoutänderungen drauf oder nicht? Leider ja :) >Wenn, dann müsste da einer rein, damit das was bringt. Löte da doch mal >einen 1nF COG gegen Masse rein. Ich habe die Leiterbahn angekratzt und verschiedene Kerkos ausprobiert. 1nF macht das Bild bis ca. 150Mhz besser. Also habe ich zusätzlich daneben einen kleineren Wert plaziert. 680pF. Hat nichts geholfen. Dann 470pF, 330pF und 1pF. Ändert leider nichts. Werde gleich der ersten 1nF wieder auslöten und nur die kleineren wieder nacheinander ausprobieren. Irgendwie komisch das ganze EMV Thema. Unlogisch sowieso :( Muss doch funktionieren. Der Kondensator macht an der HF einen kleinen Widerstand, sodass der Dreck in Ferrit bleiben kann. Das wäre logisch :)
Eben hab ich mal auf das weiter oben gezeigte Layout geschaut. Sehe ich das richtig: 2-seitig, und keinerlei Massefläche? Dann wundern mich die Störungen bei 200MHz nicht mehr. Hier ist äußerst induktionsarmes Layout angesagt sonst wird das nix. Andernfalls bleibt nur noch der Klappferrit als Rettungsanker. EMV ist nicht unlogisch - nur manchmal etwas komplizierter als man es gerne hätte.
Alex S. schrieb: > Irgendwie komisch das ganze EMV Thema. Unlogisch sowieso :( > Muss doch funktionieren. Der Kondensator macht an der HF einen kleinen > Widerstand, sodass der Dreck in Ferrit bleiben kann. Das wäre logisch :) Dass das Gleichtaktanteile hat, sagt der Test mit dem Ferritbead aus. Und damit ist klar, warum der Ferrit nicht hilft. Ein Problem hast du mal: Du nimmst einen schnellen Schaltregler und packst einen einsamen Elko / Tantal dahinter. Ist das schon ein Low ESR? Nimm lieber MLCC, z.B. 2x10µ und 10nF dazu. Siehe auch Datenblatt S19 - "capacitor selection". Kann helfen. Wenn du eh das Layout neu machst, dann mach zumindest im Bereich des Schaltreglers eine geschlossene Massefläche rein. Bei 2 Lagen ist das bitter nötig. Im Eingangskreis des Schaltreglers finde ich nur zwei große Kerkos. Die sind bei 200MHz nicht mehr sehr effektiv: http://psearch.en.murata.com/capacitor/product/GRM21BR71A106KE51%23.html Tu doch da mal 1nF oder sowas dazu. Hilft das auch nicht: Eine Stromkompensierte Drossel in die Versorgung bauen. Die kann man für den Test auch irgenwie kurz vor die Platine ins Kabel bauen.
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