Hallo! Ich bastel an einem Labornetzteil. Außer Potis, STM32 und LCD ist übrigens alles aus dem Schrott. Der Testaufbau funktionierte (fast) wie die Simulation. Nun möchte ich den sauberen Aufbau angehen. Bei meinem ersten Labornetzteil vor einigen Jahren hatte ich ein leichtes Brummen bei kleiner Strombegrenzung (2mA). Ich habe den Fehler auf das Trafostreufeld geschoben. Im Testaufbau vom zweiten Netzteil kann ich jedoch kein Problem generieren. Deshalb möchte den Trafo nun einfach in theoretisch guter Lage einbauen: Wo sollten empfindliche Bauteile und Leiter bezüglich Trafo liegen bzw. wo nicht (s. Trafo.jpg)? Gibt es überhaupt wesentliche Unterschiede? Außerdem hätte ich noch eine zweite Frage: Ich möchte das Netzteilgehäuse fest und die Schaltungsmasse per Schalter auf PE legen. Bei ausgeschaltetem Schalter rechne mit größeren Störungen. Lohnt es die Schaltung in einen eigenen Gehäuse (vorzugsweise und stilecht aus Erdnussdosenblech) zu legen? Vielen Dank für euere Meinungen.
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Du wirst in Y Richtung auf deinem Bild die wenigsten magnetischen Felder haben, weil sich der Löwenanteil in den Eisenblechen tummelt und also in X- und Z-Richtung am stärksten ist (wie eine liegende 8). Allerdings sollte bei einem Netzteil keine Komponente so empfindlich sein, das sie auf das Streufeld reagiert, ansonsten ist da eine 'auf Kippe' konstruierte Schaltung schuld. Zum 'Erdnussdosenblech' kann ich nichts sagen, weil ich nicht verstehe, was du tun/erreichen willst.
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Der Bereich um den Shunt zur Strommessung und Regelung ist schon etwas empfindlich. Die Gefahr ist aber eher durch die Rippenströme zum Ladeelko. Da sollte man drauf achten dass diese getrennt von der Regelschaltung zu den Elkos fließen. Ideal sollte man den Shunt wie ein Teil mit getrennten Spannungsabgriffen verschalten. Auch das Layout kann magnetische Einstrahlungen reduzieren, indem auf eine kleine umschlossene Fläche für den Kreis mit niedriger Spannung geachtet wird.
> Der Testaufbau funktionierte (fast) wie die Simulation. Sehr schoen. Mit diesem Testaufbau sage ich dir eine grosse Zukunft voraus. Auch Bob Pease hat schon so gearbeitet. :-) > Lohnt es die Schaltung in einen eigenen Gehäuse (vorzugsweise > und stilecht aus Erdnussdosenblech) zu legen? Nein. Ich denke du uebertreibst es mit deiner Angst. Ein lineares Netzteil ist nicht so kritisch. Da liegen die Anforderungen eher darin eine stabile Regelung bei unbekannten Lasten hinzubekommen. Olaf
Matthias S. schrieb: > Du wirst in Y Richtung... Danke, werde ich so machen. Matthias S. schrieb: > Allerdings sollte bei einem Netzteil keine Komponente so empfindlich > sein, das sie auf das Streufeld reagiert, ansonsten ist da eine 'auf > Kippe' konstruierte Schaltung schuld. Inzwischen glaube ich, dass der Trafo die Spannung in die Zuleitung zwischen Shunt und Stromregelung induziert hat. Die Ursache lag möglicherweise eher im Aufbau des ersten Netzteils und nicht im Schaltplan. Matthias S. schrieb: > Zum 'Erdnussdosenblech' kann ich nichts sagen, weil ich nicht verstehe, > was du tun/erreichen willst. Ich möchte im Netzteilgehäuse (Masse #1) ein zweites Metallgehäuse (Masse #2) einbauen. Das erste Gehäuse soll fest mit PE verbunden sein (da zwingend für die Sicherheit) und das zweite Gehäuse soll fest mit der Schaltungsmasse (zur Abschirmung gegen Störfelder) verbunden sein. Lurchi schrieb: > Der Bereich um den Shunt zur Strommessung und Regelung ist schon etwas > empfindlich. Danke, ich glaube dort liegt das Problem. Werde den letztendlichen Aufbau bei diesem Netzteil ohne Zuleitung versuchen (minimaler Kreis). Lurchi schrieb: > Die Gefahr ist aber eher durch die Rippenströme zum > Ladeelko. Bei höheren Stromen kann ich das verstehen. Bei 2mA Strombegrenzung kann ich mir das nicht vorstellen, bzw. ich verstehe das nicht.
Daniel V. schrieb: > Wo sollten empfindliche Bauteile und Leiter bezüglich Trafo liegen > bzw. wo nicht? Gibt es überhaupt wesentliche Unterschiede? Einstreuungen können in Leitungen stattfinden, die parallel zum Draht der Wicklung liegen. Senkrecht dazu gibt es definitiv keine magnetischen Einstreuungen vom Trafo her. Allerdings ist das (Streu)Magnetfeld des Trafos stark verbeult, weil der Kern des Trafos die magnetischen Feldlinien anzieht. Im "Schatten" des Kerns kommt da ebenfalls wenig bis nichts an. > Ich möchte das Netzteilgehäuse fest und die Schaltungsmasse per Schalter > auf PE legen. Bei Netzteilen legt man i.A. Wert darauf, daß der Ausgang potentialfrei ist. Also insbesondere auch nicht mit PE verbunden. > Lohnt es die Schaltung in einen eigenen Gehäuse (vorzugsweise > und stilecht aus Erdnussdosenblech) zu legen? Deine Idee scheint eine (magnetische?) Abschirmung zu sein. Braucht man bei Netzteilen eher nicht. Im Gegensatz zu sagen wir mal einem Mikrofonverstärker. Magnetische Abschirmung geht nur mit hochpermeablem Material, das heißt dann Mu-Metall (eigentlich: µ-Metall, für den Materialkennwert). Konservendosenblech bringt da gar nichts.
Olaf schrieb: > Sehr schoen. Mit diesem Testaufbau sage ich dir eine grosse Zukunft > voraus. Auch Bob Pease hat schon so gearbeitet. :-) Normalerweise untersuche ich nur kleine Schaltungsteile auf diese Weise. Der STM32 sollte aber die Strompotistellung einlesen und ein PWM-Signal für die Stromregelung ausgeben. Gleichzeitig sollten Strom und Spannung mit wenig Wackelei gemessen werden. Das konnte ich nur im Komplettaufbau prüfen. Ich erhalte übrigens überraschend gute ADC-Werte. Olaf schrieb: > Nein. Ich denke du uebertreibst es mit deiner Angst. Ein lineares > Netzteil ist nicht so kritisch. Da liegen die Anforderungen eher darin > eine stabile Regelung bei unbekannten Lasten hinzubekommen. Danke, ich glaube die Frage hat sich nun erledigt, da Ursache geklärt.
Olaf schrieb: > Da liegen die Anforderungen eher darin > eine stabile Regelung bei unbekannten Lasten hinzubekommen. Das macht mir auch die meisten Sorgen. In der Simulation deutete bereits alles darauf hin. Seltsamerweise funktioniert der reale Aufbau viel unkritischer als die Simulation. Bisher habe ich keine Schwingungsneigung feststellen können. Unter bestimmten Umständen wird die Schaltung ganz sicher schwingen. Hoffentlich zerstört mein Netzteil dann nicht wichtiges.
Axel S. schrieb: > Bei Netzteilen legt man i.A. Wert darauf, daß der Ausgang potentialfrei > ist. Also insbesondere auch nicht mit PE verbunden. Eigentlich möchte ich das auch nicht. Ich dachte es wäre quasi Gesetz, da im Trafo 230V "sind" und der Trafo elektrisch mit dem metallischen Gehäuse verbunden ist. Ich würde lieber PE nicht anschließen. Darf ich das ohne "sträflich" leichtsinnig zu sein?
Axel S. schrieb: > Senkrecht dazu gibt es definitiv keine magnetischen > Einstreuungen vom Trafo her. Danke, werde Platine (wenn einfach machbar) hochkant einbauen.
Daniel V. schrieb: > Im Testaufbau vom zweiten Netzteil > kann ich jedoch kein Problem generieren Na dann hast du ja auch kein Problem. Es war wohl kaum das magnetische Streufeld (das hätte 50Hz Störungen zur Folge), sondern die schlechte Masseführung im alten Netzteil (das hätte 100Hz Störungen zur Folge). Erstaunlich, daß der abgebildete Drahtverhau besser ist. Daniel V. schrieb: > Ich möchte das Netzteilgehäuse fest und die Schaltungsmasse per Schalter > auf PE legen. Ground Lift. Daniel V. schrieb: > Lohnt es die Schaltung in einen eigenen Gehäuse (vorzugsweise > und stilecht aus Erdnussdosenblech) zu legen? Nein. Daniel V. schrieb: > Ich würde lieber PE nicht anschließen. Ans Gehäuse ja wohl schon, sagtest du.
Zusammenfassung:
1 | - innere Abschirmung ist unnötig |
2 | - Abschirmung per Dosenblech wäre sowie Quatsch |
3 | - Gehäuse auf PE |
4 | - Platine eher senkrecht und auf der y-Seite vom Trafo |
5 | - den kritischen Bereich (Shunt<->Stromreglung) "im kleinen Kreis" aufbauen |
Michael B. schrieb: > Ground Lift. Werde ich mir ansehen. Michael B. schrieb: > Es war wohl kaum das magnetische Streufeld (das hätte 50Hz Störungen zur > Folge), ... Naja, irgendwie aber schon. Ich hatte damals das Netzteil (endgültiger Aufbau) testweise fremdgespeist. Das Brummen trat nur auf, wenn der eingebaute Trafo auch unter Strom stand.
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Daniel V. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Bei Netzteilen legt man i.A. Wert darauf, daß der Ausgang potentialfrei >> ist. Also insbesondere auch nicht mit PE verbunden. > Eigentlich möchte ich das auch nicht. Ich dachte es wäre quasi Gesetz, > da im Trafo 230V "sind" und der Trafo elektrisch mit dem metallischen > Gehäuse verbunden ist. Ich würde lieber PE nicht anschließen. Darf ich > das ohne "sträflich" leichtsinnig zu sein? Die Alternative zur Schutzmaßnahme Schutzerdung ist Schutzisolation. Wenn du GND nicht fest(!) mit PE verbinden willst, mußt du dein Netzteil so oder so schutzisoliert aufbauen. Auch dann, wenn du das Gehäuse selber mit PE verbindest. https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)
Daniel V. schrieb: > Bei meinem ersten Labornetzteil vor einigen Jahren hatte ich ein > leichtes Brummen bei kleiner Strombegrenzung (2mA). Ich habe den Fehler > auf das Trafostreufeld geschoben. Kann sein, ist aber etwas weniger wahrscheinlich. Viel wahrscheinlicher ist es, daß die Primärseite des Trafos auf die Sekundärseite kapazitiv einstreut. Wenn dein Trafo nicht ausdrücklich für Labornetzteile mit ungeerdeter Kleinspannungsseite gewickelt ist, dann hat er auch keine Abschirmung zwischen primär und sekundär. Das eventuelle Einstreuen der 50 Hz ist dabei das kleinere Übel, das größere ist, daß dein Trafo nicht vollisoliert ist und damit tendenziell eine Gefahrenquelle ist, falls die Isolation zwischen primär und sekundär mal versagt - Überlast, Spannungsspitze im Netz, Flüssigkeit reingelaufen, rein mechanisch durch Brumm-Vibrationen etc. Der gezeigte Trafo scheint unvergossen bzw. ungetränkt zu sein, da sind mechanische Probleme etwas wahrscheinlicher als bei vergossenen Trafos. Wirklich vollisolierte Trafos haben zwei mechanisch getrennte Wickelkammern für primär und sekundär. Dort ist dann auch das kapazitive Übersprechen wesentlich geringer. W.S.
Der Trafo ist gebraucht. Die Quelle unbekannt. Der Trafo hat zusätzlich +-5% Primäranschlüsse, ist anständig beschriftet und die Verarbeitung ist verglichen mit manch anderen Trafo auch Ok. Ein Trafo für Labornetzteile ist er aber sicherlich nicht. Primär- und Sekundärseite sind wohl nicht besonders voneinander isoliert. -> Trafo ist gut aber nicht "hochsicher". Da ich mechanisch gesehen den Trafo nicht elektrisch vom Gehäuse trennen kann, muss das Gehäuse zwangsläufig auf PE gelegt werden. Die Alternative per Schutzisolation bekomm ich also nicht hin. Als weitere Sicherung gibt es nur eine 230V-Sicherung. Das müsste aber eigentlich reichen: Falls es zu einer Überlastung kommt, sollte es "normalerweise" erst zu einem Kurzschluß auf der Primärseite kommen (-> Sicherung brennt durch), bevor ein Kurzschluss zwischen Primär- und Sekundärseite und damit Lebensgefahr entsteht. Außerdem wird der Schalter für die Ausgangsmasse (Sekundärseitenmasse) im Normalbetrieb so gestellt sein, dass die Ausgangsmasse auf PE liegt (-> keine Gefahr). Nur wenn benötigt, wird die Ausgangsmasse "offen" liegen (-> gefährlicher und etwas mehr brummen). Sicher ist anders, unsicher ist aber etwas ganz anderes. Ich denke das passt so. Ach ja, innen werden selbstverständig alle 230V führenden Metallteile isoliert (Schrumpfschlauch, etc.).
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