Entstörung von induktiven Schaltvorgängen

[Gabriel K. (gabreal)]

Hallo,

ich habe einen Odroid U3 in meinem Heimnetzwerk und verwende ihn u.a. 
als Dateiserver. Dazu habe ich ein externen USB Hub angeschlossen, an 
dem eine externe Festplatte hängt, die über ein Y-USB-Kabel zusätzlich 
mit Strom versorgt wird.

Nun habe ich das Problem, dass beim Schalten von induktiven PAR 
Strahlern über einen einfachen Schalter Störsignale über die zusätzliche 
USB Stromversorgung nicht nur meinen USB Hub, sondern den kompletten USB 
Stack zerlegen.

Ich kann das Problem darauf zurückführen, dass die Störsignale über die 
Stromversorgung durch das Y-Kabel in den USB Bus das Problem sind. 
Zuverlässig mit dem Schalten der PARs hängt sich der USB Bus auf, ohne 
diese Spannungsversorgung bleibt er in Takt.


Nun habe ich es mit Klappferriten probiert, mit einfachen Kondensatoren 
und schliesslich mit einem Netzentstörfilter (siehe Anhang). Alles 
bislang ohne Erfolg.

Was ist die einfachste Möglichkeit die Störungen aus der 5V 
Stromversorgung zu filtern?


Vielen Dank schonmal,
Gabriel

[Mani W. (e-doc)]

Ich habe das Problem bei manchen Schaltungen, Radios, etc.,
mit Led-Lampen, die kommen über die Stromversorgung...


Da genügt mitunter eine 5-7 Watt Led-Glühlampe und bis über 1MHz
gibt es Störungen aller Art...


Nimm einen MW-Radio und gehe spazieren durch Deine Räume oder
halte sie in die Nähe diverser Leuchten...


Im einfachsten Fall behebst Du das Problem mit Glühlampen...

[Gabriel K. (gabreal)]

Hallo Mani,

vielen Dank für deine Antwort.


Die Sache ist die: ich weiss ja wodurch die Störung verursacht wird, 
nämlich durch das Schalten der nicht entstörten PAR Strahler. Die haben 
einen 36W Trafo drinnen, der beim Schalten höchstwahrscheinlich 
Störungen ins Netz bringt. Jedenfalls ist es sicher reproduzierbar, dass 
wenn ich die Strahler schalte, dass dann der USB Bus abstürzt.

Meine Frage ist nun, wie ich die Störung aus der 5V Spannung wieder raus 
bekomme.


Gabriel

[Wolfgang (Gast)]

Gabriel K. schrieb:
> und schliesslich mit einem Netzentstörfilter (siehe Anhang). Alles
> bislang ohne Erfolg.

0.26mH und 330pF sind nicht die Welt. Entweder die Störungen werden 
durch das Filter nicht ausreichend gedämpft oder sie laufen auf einem 
anderen Weg zu deinem USB.

Je nach erforderlichem Strom gibt es durchaus kräftigere Netzfilter, 
z.B. die FN280 Serie von Schaffner
http://www.schaffner.com/de/produkte/download/product/datasheet/fn-280-compact-filtered-power-entry-module/

[Wolfgang (Gast)]

Gabriel K. schrieb:
> Meine Frage ist nun, wie ich die Störung aus der 5V Spannung wieder raus
> bekomme.

Wenn die Störungen auf der 5V Leitung sind, ist das Kind bereits in den 
Brunnen gefallen. Besser ist es, den Abschalt-Peak gleich an Ort und 
Stelle zu unterbinden, z.B. mit einem Snubber. Der nimmt die im 
Magnetfeld gespeicherte Energie auf, ohne das hohe Störungen entstehen.

[Gabriel K. (gabreal)]

Wolfgang schrieb:
> 0.26mH und 330pF sind nicht die Welt. Entweder die Störungen werden
> durch das Filter nicht ausreichend gedämpft oder sie laufen auf einem
> anderen Weg zu deinem USB.

Da es sich um ein schlichtes USB Netzteil handelt das keinen 
Schutzleiter kennt kann ich ausschliessen, dass die Störung darüber auf 
den USB Bus gelangt. Andererseits treten die Störungen ohne diese 
Stromversorgung nicht auf. Kannst du mir sagen wie diese Störungen 
aussehen bspw. gibt es Spannungspitzen und in welchem Frequenzbereich 
sind sie typischerweise zu erwarten? Ist es möglich die Dimensionierung 
des Entstörfilters zu berechnen bzw. was würdest du empfehlen?


Wolfgang schrieb:
> Wenn die Störungen auf der 5V Leitung sind, ist das Kind bereits in den
> Brunnen gefallen. Besser ist es, den Abschalt-Peak gleich an Ort und
> Stelle zu unterbinden, z.B. mit einem Snubber.

Da hast du natürlich recht damit und ich habe auch bereits daran 
gedacht, entweder die Schalter oder die Trafos mit einem L-C Glied zu 
versehen. Allerdings wohne ich nicht allein und es ist sehr gut möglich, 
dass ich nicht alle Störgeräte beseitigen kann bzw. dann 
unkalkulierbares Fehlverhalten auftritt.

[Wolfgang (Gast)]

Gabriel K. schrieb:
> Da es sich um ein schlichtes USB Netzteil handelt das keinen
> Schutzleiter kennt kann ich ausschliessen, dass die Störung darüber auf
> den USB Bus gelangt.

???

Warum sollen die Störungen nicht von L oder N auf die 5V durchkoppeln?
Hattest du bei deinem Versuch mit dem Filter PE am Filter angeschlossen?

[Felix Adam (Gast)]

Kommen die Störungen vielleicht über den Schirm des Netzwerkkabels? Bei 
größeren Längen dürfte der als Antenne wirken.

[Gabriel K. (gabreal)]

Wolfgang schrieb:
> Warum sollen die Störungen nicht von L oder N auf die 5V durchkoppeln?
> Hattest du bei deinem Versuch mit dem Filter PE am Filter angeschlossen?

Sorry, da war ich vrmlt. etwas unklar. Es handelt sich um ein schlichtes 
USB Netzteil ohne Schutzleiter. Am Filter ist die PE aber schon 
angeschlossen.

Felix Adam schrieb:
> Kommen die Störungen vielleicht über den Schirm des Netzwerkkabels? Bei
> größeren Längen dürfte der als Antenne wirken.

Die Störungen kommen mit ziemlicher Sicherheit über das 5V Stromkabel. 
Wenn dieses nicht angeschlossen ist tritt auch kein Fehlverhalten auf.

[Felix Adam (Gast)]

Ich gehe mal davon aus, dass du den RPi dann per Akku mit Spannung 
versorgst, wenn das Netzteil nicht angeschlossen ist? Wenn nicht, wie 
dann?

Es kann nämlich auch sein, dass eine Art "Brumm"-Schleife entsteht. Die 
Störung saust über Netzteil ODER Netzwerkkabel in deine Schaltung, weil 
(wenn beide angeschlossen sind) ein Stromfluss durch kapazitive kopplung 
im Netzteil zustande kommen kann.

Das lässt sich prüfen, indem du den Schirm vom Netzwerkkabel mal 
isolierst (Klebeband vielleicht?) und dann schaltest.

Gibt es jetzt keine Störungen mehr, muss "nur" diese Schleife 
aufgetrennt werden.

[Gabriel K. (gabreal)]

Felix Adam schrieb:
> Ich gehe mal davon aus, dass du den RPi dann per Akku mit Spannung
> versorgst, wenn das Netzteil nicht angeschlossen ist? Wenn nicht, wie
> dann?

Es gibt zwei Netzteile. Nur eines macht die Probleme. Denkst du, dass 
trotzdem eine Brummschleife das Problem sein kann?

[Felix Adam (Gast)]

Ich würde das zumindest nicht pauschal ausschließen. Wie gesagt, mit 
etwas Klebeband um den Netzwerkkabelschirm am Stecker (so dass keine 
elektrische Verbindung zum RPi zustande kommt) könnte man das testen.

Wenn es das ist, dann einfach ein Netzwerkkabel nehmen, das keinen 
geschirmten Stecker hat oder bei der Klebebandlösung bleiben.

Um welche Netzteile handelt es sich denn genau? Gibt es da eine 
Bezeichnung? Wo gekauft und gibt es da ein Datenblatt?

[Gabriel K. (gabreal)]

Felix Adam schrieb:
> Ich würde das zumindest nicht pauschal ausschließen. Wie gesagt, mit
> etwas Klebeband um den Netzwerkkabelschirm am Stecker (so dass keine
> elektrische Verbindung zum RPi zustande kommt) könnte man das testen.

Also ich werde das bei nächster Gelegenheit testen, jedoch würde es mich 
sehr stark wundern. Wie gesagt Netzwerkkabel und das eine Netzteil 
zusammen machen keine Probleme.


> Um welche Netzteile handelt es sich denn genau? Gibt es da eine
> Bezeichnung? Wo gekauft und gibt es da ein Datenblatt?

Die sind schon CE zertifiziert. Das mit den Störeinflüssen ist von HAMA 
2.1A. Ich habe keine Datenblätter dazu.

[Felix Adam (Gast)]

Wenn die Netzteile unterschiedlich sind, kann es durchaus auch an dem 
Netzteil selber liegen. Dennoch könnte das Isolieren des Schirmes 
ebenfalls Abhilfe schaffen.

Die kapazitive Kopplung zur 230V-Seite ist bei dem HAMA-Netzteil 
vielleicht einfach deutlich größer.