Hallo zusammen, ich möchte mich mit dem Selbstbau eines störungsarmen Schaltnetzteils (+-15V & +5V) für Analogschaltungen beschäftigen, ähnlich wie hier beschrieben: https://www.elektroniknet.de/elektronik/power/stoerarme-schaltnetzteile-85023.html Hauptsächlich um den Kondensator zwischen Primär und Sekundärseite zu vermeiden, der zwar die Störausstrahlung verringert aber mir dafür die Schaltungsmasse gegen den PE verseucht, suche ich nun einen passenden Übertrager mit Schirmwicklung. (Ausgangsstrom so ~0,5-1A, Schaltfrequenz >100kHz) Das dürfen auch ruhig 3 einzelne Übertrager sein, ist mir sogar lieber. Das das nur als teuer spezialangefertigtes Bauteil verfügbar ist denke ich nicht, auch "kleinere" Hersteller haben Entwicklungen in dem Bereich gemacht: http://www.funk-tonstudiotechnik.de/SMPS-24T-Info-2-spaltig-neu.pdf Kennt Ihr etwas passendes? Danke und Gruß.
Wenn Du bei Würth-Elektronik nichts passendes findest, stehen die Chancen schlecht.Davon einmal abgesehen glaube ich nicht, dass mit der Schirmwicklung allein ein CE-konformes Abstrahlverhalten zu schaffen ist. Alternativ könntest Du den Y-Kondensator von sekundär-GND nach PE verlegen.
Danke für Deine Antwort! >Alternativ könntest Du den Y-Kondensator von sekundär-GND nach PE >verlegen. Ich war mich diesbezüglich nicht sicher, die Schleife zurück vom Schalter wird dadurch ja größer, muss zusätzlich durch den Primärgleichrichter und durch 2x Y Kondensatoren. Ist die Störabstrahlung dann nicht wieder wesentlich höher? Wenn man es gut macht sollten die Störströme aber lokal bleiben und nicht in den PE aus dem Gerät heraus oder in die Sekundärmasse Stören können. Bei WE gibt es einen Übertrager der passt, aber keine Schirmwicklung hat. (2x24V, 2x0,28A) Zwei Stück davon, sekundär parallel um die 500mA zu erreichen. Ich habe mal angehängt wie die Schaltung aussehen könnte mit 2x TNY268. Danach könnte man noch einen Kapazitätsmultiplizierer schalten oder einen LDO mit hohem PSRR im relevanten Bereich (gibt es von TI) um Taktreste auszufiltern. Wobei der Pi Filter in der Simulation schon erstaunlich gut wirkt.
Anhand des Schaltplanes läßt sich sich nur sehr bedingt auf die Störaussendung schließen. Willst Du ein CE-Zeichen anbringen oder nur generell "wenig Störungen" aussenden?
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SMPS schrieb: > Ist die > Störabstrahlung dann nicht wieder wesentlich höher? Es wäre ein Versuch... Ansonsten: zwei Trafos = doppelte Störauskopplung = schlechter Plan
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>Willst Du ein CE-Zeichen anbringen oder nur >generell "wenig Störungen" aussenden? Auch wenn ich es selbst (mangels Messtechnik) nicht so genau nachmessen kann, Ziel ist natürlich ein Gerät welches die Anforderungen an Störausstrahlung und Störfestigkeit erfüllt. Wenn ich eine Analogschaltung anschließe und mit dem Scope z.B. an der Gerätemasse bin möchte ich keine Störungen über den Schutzleiter einkoppeln. (wie das bei vielen Laborschaltnetzteilen der Fall ist) >Ansonsten: zwei Trafos = doppelte Störauskopplung = schlechter Plan Geht leider nicht anders weil ich nicht an andere Übertrager kommen kann, es ist sogar ein dritter Übertrager für die 5V vorgesehen. Ich vermute aber das lässt sich in Grenzen halten wenn man akribisch die Masse/PE Führung macht? Meine Idee wäre ein PE "Sternpunkt" an den Kondensatoren welche die Sekundärmasse mit dem PE verbinden. Dadurch bleiben die Störströme lokal, es gibt keine Einkopplung zwischen PE und Masse. (ich hoffe man versteht was ich meine)
Wenn EMV ein Problem ist und besonders niedrig sein soll, dann kann man mit doppelt geschirmten Gehäusen arbeiten. Zwischen Gehäuse 1 und 2 befindet sich dann jeweils ein zweites Entstörfilter für die Ausgänge und Eingänge.
Du solltest Dir erstmal Klarheit verschaffen, welche Störungen Dich wirklich stören. Wenn es der Ableitstrom durch den Y-Kondensator ist, dann geht es um 100Hz-Störungen und deren Oberwellen, d.h. deutlich hörbar angesiedelt im Audiobereich. Lass den Y-Kondensator weg und Ruhe herrscht im Audioband. Die Oberwellen des Schaltwandlers sind eine andere Tasse Tee und interessieren Dich persönlich eigentlich nur, wenn Du ein AM-Radio betreibst. Anders sieht die Sache aus, wenn das Ganze CE-konform werden soll. Dann kannst Du die Idee mit mehreren Trafos getrost vergessen.
>Wenn EMV ein Problem ist und besonders niedrig sein soll, dann kann man >mit doppelt geschirmten Gehäusen arbeiten. Zwischen Gehäuse 1 und 2 >befindet sich dann jeweils ein zweites Entstörfilter für die Ausgänge >und Eingänge. Es ist nicht mehr ein Problem als bei allen anderen Schaltnetzteilen, die Leitungsgebundenen Störungen will ich aber so weit irgendwie möglich loswerden. >Du solltest Dir erstmal Klarheit verschaffen, welche Störungen Dich >wirklich stören. Wenn es der Ableitstrom durch den Y-Kondensator ist, >dann geht es um 100Hz-Störungen und deren Oberwellen, d.h. deutlich >hörbar angesiedelt im Audiobereich. Moment, über den Y-Kondensator über den Übertragern koppel ich doch massig HF Störungen in meine Analogschaltung gegen Erde, warum sind die 100Hz vom Gleichrichter am Eingang hier relevanter? Es ist erstmal egal was angeschlossen wird, ein paar OPVs, ein VCA... Da ist noch kein Projekt geplant, für meine Zukünftigen Projekte möchte ich das Netzteil als Basis nutzen, Ripple und Rauschen sollten also breitbandig niedrig sein. Gerade OPVs und co haben ja zu höheren Frequenzen einen immer schlechteren PSRR. >Anders sieht die Sache aus, wenn das Ganze CE-konform werden >soll. Dann kannst Du die Idee mit mehreren Trafos getrost vergessen. Irgendwie muss das ja mit den 2 Trafos gehen ohne Y-Kondensatoren. Das oben von mir verlinkte Netzteil schafft das ja auch, ziemlich sicher über den PE. Und diverse andere Geräte haben auch mehrere Übertrager verbaut.
Mark S. schrieb: > DEN Y-Kondensator (und das schriebst Du zwei mal) Y-Kondensatoren aber treten als Paar auf. Die ganze Bezeichnung (sowie auch die Benennung der Klassifizierung und der nötigen Spezifikationen), das "Y", resultiert aus dieser paarigen Anordnung. (Und zwar sind die beiden "Äste" des Y oben gemeint.) Es handelt sich um die Funkentstör-Caps, welche im Netzfilter zwischen N und PE sowie zwischen L und PE platziert werden. Der X-Cap ist dagegen ja zwischen L und N anzuordnen. Im Anhang siehst Du ein Bild (Kopie Wikipedia "Funkentstörung"). Ziehe mal in Gedanken die beiden Erdungssymbole (diese stellen beide das PE-Potential dar) gleichzeitig zusammen auf einen Punkt (am besten exakt senkrecht unterhalb des X-Cap), so daß beide Y-Caps "schräg stehen" - und schon hat man die "Äste" des Y. (Genaugenommen müßte man noch den unteren "Ast" des Y ergänzen.) Jetzt sollte die Bezeichnung "Y-Kondensator" unverwechselbar sein.
Bis auf die erste Zeile: "(und das schriebst Du zwei mal)" war das alles für den TO gedacht. Nicht für Mark Space.
>Ziehe mal in Gedanken die beiden Erdungssymbole (diese stellen beide das >PE-Potential dar) gleichzeitig zusammen auf einen Punkt (am besten exakt >senkrecht unterhalb des X-Cap), so daß beide Y-Caps "schräg stehen" - >und schon hat man die "Äste" des Y. Die Kondensatoren von denen Du schreibst zwischen L/N & PE sind Teil des Filters am Eingang, das passt soweit. Es gibt aber nochmal einen Y-Kondensator in typischen Schaltnetzteilen der zur Funkentstörung Primär und Sekundär verbindet, C8 hier: http://cxema.my1.ru/_pu/62/77548904.jpg Weil er die Basisisolierung für SKII überbrückt muss das auch ein Y-Kondensator sein. Und genau der wird mir Ärger machen, er verringert zwar Funkstörungen koppelt aber den HF "Dreck" als Gleichtaktstörung in die Sekundärseite. Und genau die Störungen will ich durch C86/C87 stattdessen Richtung PE schicken, weiß aber nicht ob die Schleife C86 -> CY1/CY2 -> Gleichrichter niederimpedant genug ist.
Das ist der, den ich mit Y-Kondensator meinte. Bei Schutzklasse 2 gibt es nur diesen einen. Und genau dieser Kondensator wird Dir den obertonreichen 100Hz-Störstrom aus der primärseitigen Gleichrichtung als Gleichtaktstörung in den Sekundärkreis koppeln, solange Du diesen nicht nach PE ableitest.
>Und genau dieser Kondensator wird Dir den >obertonreichen 100Hz-Störstrom aus der primärseitigen Gleichrichtung als >Gleichtaktstörung in den Sekundärkreis koppeln, solange Du diesen nicht >nach PE ableitest. Genau das ist meine Frage, reicht dafür stattdessen der C von Masse gegen den PE ohne einen Störsender zu basteln? Die Sekundärseite soll nur hochohmig mit dem Schutzleiter verbunden sein, (Gegen Brummschleifen) muss also SK2 Anforderungen erfüllen.
SMPS schrieb: > ... Und diverse andere Geräte haben auch mehrere Übertrager verbaut. Gute Geräte haben tatsächlich zwei (oder drei) Übertrager verbaut, die aber besonders gesteuert werden. Bei der vollen Leistung versucht man nahe an einem Taktverhältnis vom 50% zu liegen, so dass der zweite Übertrager genau um die halbe Phase versetzt arbeitet (oder drei Übertrager um 1/3 Phase). Dazu käme noch die doppelte Schirmung, bzw. Doppelgehäuse. Das können spezialisierte Firmen auf Schaltnetzteile so gut wie von der Stange in kleinen Stückzahlen liefern, ist aber nicht bei großen Elektronikhäusern einfach so aus dem Katalog zu bestellen.
SMPS schrieb: > Genau das ist meine Frage, reicht dafür stattdessen der C von Masse > gegen den PE ohne einen Störsender zu basteln? Ich denke, dass dies der Weg wäre. Sofern es Dir um die leitungsgebundenen Störungen auf der Netzseite geht, wirst Du aber um eine Messung kaum herumkommen. Eine Minimalkonfiguration für derartige Pre-Compliance-Messungen bestände aus einer 230V-Netznachbildung, einem Trenntrafo und einem Spektrumanalysator. Alles andere ist stochern im Kaffeesatz.
>Bei der vollen Leistung versucht man >nahe an einem Taktverhältnis vom 50% zu liegen, so dass der zweite >Übertrager genau um die halbe Phase versetzt arbeitet (oder drei >Übertrager um 1/3 Phase). Dazu käme noch die doppelte Schirmung, bzw. >Doppelgehäuse. Ich hatte auch schon danach gesucht ob es fertige ICs gibt die sich synchronisieren lassen, konnte aber nichts finden. Es gibt eigentlich nur die Möglichkeit (wie im von mir verlinkten Dokument zu dem Netzteil) das ganz so kompakt aufzubauen wie möglich (niederinduktiv bis zum primär Siebelko) und das Filter am Eingang so "gut" wie möglich aufzubauen. >Sofern es Dir um die >leitungsgebundenen Störungen auf der Netzseite geht, wirst Du aber um >eine Messung kaum herumkommen. Eine Minimalkonfiguration für derartige >Pre-Compliance-Messungen bestände aus einer 230V-Netznachbildung, einem >Trenntrafo und einem Spektrumanalysator. Alles andere ist stochern im >Kaffeesatz. Die Netznachbildung kann man sich grob nach den Plänen im Netz aufbauen, Stell/Trenntrafo ist vorhanden. Der Spektrumanalysator ist ein Problem, ich habe ein Schätzeisen im Scope (TDS3014B) welches allerdings nur unter 10MHz anzeigen kann. Entsprechende HW kann ich mir unter Umständen bei mir im Betrieb ausleihen.
Erfahrungsgemäß ist der Bereich der ersten Oberwellen (0,15..1MHz) die größte Hürde, so dass man mit 10MHz Bandbreite schon mal los legen könnte. Um Dein setup größenordnungsmäßig zu "kalibrieren" kannst Du vergleichen mit einem käuflichen Netzteil eines renommierten Herstellers, z.B. Laptopnetzteil von Lenovo, Fuji, Sony etc. Die halten üblicherweise die Grenzwerte ein. Ich glaube allerdings nicht, dass die Empfindlichkeit des Scope-Eingangs ausreichen wird um diese doch recht kleinen Pegel zu messen. Als recht brauchbare low-cost-Lösung habe ich in meiner Firma den DS815 von Rigol angeschafft - der hat seinen KP von 1500€ längst eingespielt.
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SMPS schrieb: > Ich hatte auch schon danach gesucht ob es fertige ICs gibt die sich > synchronisieren lassen, konnte aber nichts finden. Die gibt es aber definitiv (vielleicht nicht unbedingt mit integriertem Schalter, wie die TNY). Bestimmt nicht all zu selten, obwohl ich (zu lange her) jetzt nicht mit einer Auswahl dienen könnte. Man muß nur meines Wissens bei vielen davon (oder gar allen) die interne Oszillatorfrequenz mittels des vorgesehenen R (oder auch der RC-Kombi) auf "knapp unter f_sync" einstellen, so viel ich weiß. Ich bin kein Fachmann, aber ein Hochsetzen der wirksamen Schaltfrequenz durch Interleaving hört sich schon vielversprechend an. (Ein anderer Ansatz wären Resonanzkonverter... da aber sind viele Topologien allein über die Frequenz geregelt, andere zumindest zum Teil - was Interleaving ziemlich erschweren dürfte.) An Deiner Stelle würde ich noch mal gründlicher suchen. Welche Tags hattest Du verwendet? "controller", "sync", ... ? Ich kann einfach nicht glauben, daß so eine Suche ergebnislos verlaufen sollte. Ich hatte früher(TM) viele Datenblätter von Controller-ICs "in Händen", und dabei so einige mit sync Eingang. Sollte sich das entscheidend geändert haben? (Wieso sollte...?) :-/
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