Common Mode Choke mit Massefläche verheiraten

[Spice (Gast)]

Hi zusammen,

ich würde gerne am Ausgang eines DCDC Wandlers einen weiteren DCDC 
Wandler einsetzen. Nach dem ersten DCDC Wandler würde ich gerne eine 
Common Mode Choke einsetzen, wo danach eine größere Massefläche geplant 
ist für die restliche Elektronik inklusive dem zweiten DCDC Wandler.

Wäre das vorgehen EMV technisch ok, wenn ich nach dem ersten Wandler für 
Vout+ und Vout- Leiterbahnen route, wo die Common Mode Choke dran 
angeschlossen ist und nach der common mode choke eine Massefläche 
designe wo dann auch der zweite Wandler + die Last des ersten und 
zweiten Wandlers angeschlossen ist?

Besten dank im voraus,
schönen Sonntag
Spice

[Michael K. (Gast)]

Spice schrieb:
> ich würde gerne am Ausgang eines DCDC Wandlers einen weiteren DCDC
> Wandler einsetzen.
Ist Dir der Wirkungsgrad zu hoch oder was ist der Grund für dieses 
Ansinnen?

Spice schrieb:
> Wäre das vorgehen EMV technisch ok,
Hängt davon ab ...
Welche Art Störung liegt vor (CM / DM?), von wo nach wo musst Du die 
Filtern etc. pp.

Spice schrieb:
> wo die Common Mode Choke dran
> angeschlossen ist und .....

Schaltplan, statt Prosa !

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Spice schrieb:
> common mode choke eine Massefläche
> designe wo dann auch der zweite Wandler + die Last des ersten und
> zweiten Wandlers angeschlossen ist?

Die gemeinsame Massefläche über alles überbrückt praktisch die 
Gleichtaktdrossel. Als wirksamer Bestandteil bleiben die beiden 
Streuinduktivitäten. Ob da nicht zwei Einzeldrosseln sinnvoll wären?

[Mark S. (voltwide)]

Sven S. schrieb:
> Die gemeinsame Massefläche über alles überbrückt praktisch die
> Gleichtaktdrossel.

Falls dies so geplant ist, ist das keine gute Idee. Eine 
Gleichtaktdrossel soll ja eine HF-Barriere schaffen. Eine durchgängige 
Massefläche unterhalb dieser Drossel bewirkt einen kapazitiven 
Nebenschluß zumindest für die höheren Frequenzen oberhalb der 
Eigenresonanz der Drossel.

[Spice (Gast)]

Hi zusammen,

besten Dank für die Antworten.

Ich habe schnell mal zusammengeklickt was ich genau meine.

LAST1 und LAST2 sind 48V Verbraucher

Davon abgeleitet würde ich gerne einen Mikrocontroller versorgen.

Nun stellt sich mir die Frage, wie ich eventuelle Störer von LAST1 und 
LAST2 in den Griff bekomme (DC-Motoren) und ob ich die Masse genauso 
zusammenlege und ob ich irgendwo dazwischen noch filtern sollte. Sei es 
mit CommonModeChokes, DiffModeChokes oder LCs...

Freue mich auf Kritik


VG

[Spice (Gast)]

Hi,

hier mal eine Version, wo ich auf die Schnelle versucht habe zu 
verdeutlichen, was ich genau mit den CMCs am Ausgang der ersten beiden 
DCDC-Wandler meine.

Sind am Ausgang der DCDC-Wandler die CMCs überflüssig? Reichen hier die 
PI-Filter in Richtung LAST1 und LAST2? Die Massefläche würde ich nach 
den CMCs setzen, sodass unter den CMCs keine Massefläche wäre.

Kann ich die Masse so zusammenlegen? Wie würdet ihr die Massefläche vom 
Mikrocontroller an die Masse der ersten beiden DCDC-Wandler ankoppeln? 
an 2 Punkten mit einem 0R Widerstand oder einfach zusammenlegen?

Danke und VG

[Spice (Gast)]

Sven S. schrieb:
> Die gemeinsame Massefläche über alles überbrückt praktisch die
> Gleichtaktdrossel. Als wirksamer Bestandteil bleiben die beiden
> Streuinduktivitäten.

Du hast vollkommen recht, ich meinte das so wie auf dem zweiten Bild.

Kann ich da einfach zwei einfache Drosseln in die Leitungen setzen? Auch 
in die Vout- der ersten beiden DCDC-Wandler? Oder meinst du jeweils nur 
in die VOUT+ Leitung, quasi als LC oder PI-Filter?

[Anja (Gast)]

Hallo,

irgendwie habe ich den Eindruck daß die Aufgabenstellung lautet: 
möglichst viele Drosseln Deines Lieblings-Herstellers zu verkaufen. Egal 
ob es Sinn macht oder nicht.

Spice schrieb:
> Nun stellt sich mir die Frage, wie ich eventuelle Störer von LAST1 und
> LAST2 in den Griff bekomme (DC-Motoren)
Sind die Motoren im Gerät oder über Leitungen angeschlossen?

Meist haben die Motoren Metallgehäuse. Ich würde direkt am Motor 
entstören (X-Kondensator + 2 Y-Kondensatoren ans Metallgehäuse) Notfalls 
noch 2 6-Lochkerne oder Stabkerndrosseln (je nach Störfrequenz) am Motor 
bevor es auf die Leitung zum Gerät geht).

Gleichtaktstörungen stören vor allem auf den angeschlossenen Leitungen 
(z.B. Versorgungsleitungen). Ich würde also nur eine einzige 
Gleichtaktdrossel an der Versorgungsleitung anschließen.
Eventuell noch eine Gegentaktdrossel um die Störungen der DC/DC-Wandler 
wegzufiltern falls das nicht über Abblockkondensatoren erledigt werden 
kann.

wo willst Du eigentlich deine Y-Kondensatoren (C6 + C7) anschließen?
Im Idealfall gehören die an ein Metallgehäuse um die gesamte Schaltung 
herum. Ggf. reicht auch eine Folie die genügend (parasitäre) Kapazität 
zur Schaltung/Umgebung hat. Auf jeden Fall muß diese Folie mehr 
Kapazität zur Umgebung haben als Deine Massefläche.

Gruß Anja

[Spice (Gast)]

Hi,

besten Dank für die Infos.

Anja schrieb:
> irgendwie habe ich den Eindruck daß die Aufgabenstellung lautet:
> möglichst viele Drosseln Deines Lieblings-Herstellers zu verkaufen. Egal
> ob es Sinn macht oder nicht.
:-) Ich will ohne Messung schon mal relativ EMV sicher unterwegs sein.

> Sind die Motoren im Gerät oder über Leitungen angeschlossen?
Sind über Leitungen angeschlossen (relativ kurz max 20cm)

> Meist haben die Motoren Metallgehäuse. Ich würde direkt am Motor
> entstören (X-Kondensator + 2 Y-Kondensatoren ans Metallgehäuse) Notfalls
> noch 2 6-Lochkerne oder Stabkerndrosseln (je nach Störfrequenz) am Motor
> bevor es auf die Leitung zum Gerät geht).
Schön wär´s, aber da habe ich leider keine Möglichkeiten der Entstörung.
Würden die breitbandigen Lochkern-Beads ggf. in der Vout+ kurz vor dem 
Anschlussstecker Sinn machen?

> Gleichtaktstörungen stören vor allem auf den angeschlossenen Leitungen
> (z.B. Versorgungsleitungen). Ich würde also nur eine einzige
> Gleichtaktdrossel an der Versorgungsleitung anschließen.
Meinst du die Eingangsfilterschaltung optimieren und einstufig aufbauen?

> Eventuell noch eine Gegentaktdrossel um die Störungen der DC/DC-Wandler
> wegzufiltern falls das nicht über Abblockkondensatoren erledigt werden
> kann.
Kannst du mir hierfür eine Drossel empfehlen? Die beiden 
Haupt-Schaltregler arbeiten bei rund 240KHz, also eher langsam. Den 
kleineren Switcher habe ich noch nicht ausgewählt.

> wo willst Du eigentlich deine Y-Kondensatoren (C6 + C7) anschließen?
> Im Idealfall gehören die an ein Metallgehäuse um die gesamte Schaltung
> herum.
Ja, die Schaltung sitzt im "Metallkäfig" und ist mit PE verbunden. Da 
würde ich auch die Y-Kondensatoren anschließen.

> Ggf. reicht auch eine Folie die genügend (parasitäre) Kapazität
> zur Schaltung/Umgebung hat. Auf jeden Fall muß diese Folie mehr
> Kapazität zur Umgebung haben als Deine Massefläche.
Jetzt bin ich raus :-)

Sollte ich die Systemmasse in irgendeiner Form noch mit dem 
Metallgehäuse verbinden? Ggf. auch über Y-Kondensatoren? Oder lieber 
nicht, da die Störer von außen dann ja auch auf die Systemmasse 
einkoppeln würden?

Danke nochmal, Vg
Spice

[soso... (Gast)]

Spice schrieb:
> Anja schrieb:
>> irgendwie habe ich den Eindruck daß die Aufgabenstellung lautet:
>> möglichst viele Drosseln Deines Lieblings-Herstellers zu verkaufen. Egal
>> ob es Sinn macht oder nicht.
> :-) Ich will ohne Messung schon mal relativ EMV sicher unterwegs sein.

Blindes Bewerfen der Schaltung mit teuren Bauteilen hat bei der EMV noch 
nie geholfen. Ich spreche hier aus leidvoller Erfahrung.

Deine Common-Mode-Drosseln können völlig wirkungslos sein, wenn du Pech 
hast und asymmetrische Störungen hast. Im Übrigen können Störungen 
genauso zum Ausgag der DCDC-Wandler herauskommen, und da hast du nichs.

Die Common-Mode-Drosseln sind gut gegen EINIGE symmetrische Störungen - 
welche, steht im Datenblatt - nicht gegen alle. Üblicherweise ist das 
auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränkt.

Besser wäre es, DCDC-Wandler auszusuchen, die die EMV-Anforderungen von 
Sich aus erfüllen, oder zumindest Datenblattangaben dazu haben. Bei 
einigen Herstellern bekommt man Application-Notes zu den DCDC-Wandlern, 
da steht drin, was zu tun ist, um die Anforderungen zu erfüllen.

Ich würde es dann bei dem Bewenden lassen, dass der Hersteller vorsieht.