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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Kondensatoren für "hohe Frequenz "


Autor: Redegle (Gast)
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Hi,

ich habe eine H-Brücke, dessen Frequenz 500kHz beträgt.
Da hinter soll ein Filter der Frequenzen oberhalb von 20kHz rausfiltert.

Vorbild siehe Link
http://media.maxim-ic.com/images/appnotes/3878/3878Fig05.gif

Das Problem im Umschaltmoment schwingen beide "pole" der H-Brücke etwas 
im 50-60Mhz Bereich.

Das Problem kann man sich schon denken.
Die Spulen wirken bei den Frequenzen kapazitiv und lassen die 50Mhz 
durch und die Kondensatoren wirken Induktiv und nehmen die Energie im 
ersten Moment nicht auf.
Es Schwingt.

Die Spule werde ich neu wickeln mit einem größeren Kern. Die hat 
aufbaubedingt eine relativ hohe Kapazität. (Schlecht gewickelt weil zu 
kleiner Kern)

Nun aber zu meiner Frage.
Was könnt ihr mir als Kondensator empfehlen.
Brauche 470nF und Spannungsfestigkeit minimal 100V. Es fließen laut 
simulation 500mA in und aus dem Kondensator.
Also die Stromaufnamhe folgt einem Dreieck und das peak ist 500mA.

Hatte zuerst einen riesigen Kunststoffolienkondensator mit 470nF aber 
das kann ich knicken.
Anschließen 7 kleine Kunststoffolienkondensatoren parallel mit jeweils 
ca. 70nF, das brachte etwas Besserung aber noch nicht perfekt.

Im Moment dachte ich darüber nach 10 von diesen Kerkos parallel zu 
schalten.
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=B353;...

Hab aber HF-Technisch noch nicht viel Erfahrung bin also für Vorschläge 
offen.

Hätte noch ein paar SMD-Kondensatorn X7R da mit 100nF und 50V. Währen 
diese besser?

Autor: Redegle (Gast)
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Hab ohne Eingangssignal simuliert ^^

Es könnte schonmal so um die 8A fließen.

Autor: HildeK (Gast)
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Da X7R-Kondensator einen hohen Verlustfaktor haben, sind sie für 
Schwingkreise wenig geeignet - das sollte dir entgegenkommen.

Ich kann mir zwar deinen Verursacher nicht recht vorstellen, aber 
keramische SMD-Kondensatoren sind auf jeden Fall wesentlich 
induktivitätsärmer als Folienkondensatoren.

Autor: Redegle (Gast)
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Bei den SMDs müsste ich 2 in Reihe schalten wegen der 
Spannungsfestigkeit.

Was sagt der Vergleich X7R gegen die Kerkos im Link?

Hab auch hier nochmal was gefunden aber ich kann mit der 
Spannungsfestigkeit 50-100V DC nichts Anfangen.

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=B35...

Die 50Mhz ist wahrscheinlich eine Resonanz beim Ein- und Ausschalten der 
Fets in der H-Brücke.

Autor: rdek (Gast)
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Soweit ich das mitbekommen habe, treten solche durch Fets beim 
einschalten auf.
Bei 50MHz Frequenzen sind wohl Ferritperlen am geeignetsten. Jeweils in 
den Sourceanschluss geschaltet, dürften sie der Schwingung schnell die 
Energie entziehen. Achte auf den Sättigungsstrom der Ferritperlen.
Auch dürfte es sich lohnen, den Fet-Treiber näher an den Fets zu 
platzieren.

Sieht mir sehr nach Klasse-D Audioendstufe aus. Vergiss lieber X7R, 
deren Kapazität ist dafür zu Spannungsabhängig (nichtlinearität).

Wima hat Folienkondensatoren im SMD-Package im Angebot. Sind auch bei 
Reichelt erhältlich. Für die kleinen Kondensatoren nimm am besten Kerkos 
mit NP0-Material.

Achte auf dein Layout. Faustformel 1mm Leiterbahn hat 1nH (nur für 
dünne, sonst weniger). Ein Kerko 1206 hat etwa 1nH.
Wichtig ist immer die Länge der Leiterschleife bzw. der Abstand zwischen 
den Leiterbahnen, wo der Kondensator dämpfen soll.

Mich würde interessieren, was du für eine H-Brücke hast bzw. wie du dein 
PWM erzeugst.


Grüße rdek

Autor: Redegle (Gast)
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Ferritperlen nachträglich wird sehr schwer.
Ist alles extrem dicht aufeinander gekneult.

Ich hab bis jetzt X7R nur als Stützkondensatoren verwendet.

Soll auch eine D-Class Endstufe werden. Irgendwann mal, bin schon ewig 
am werkeln. Aber mit wenig HF-Erfahrung an die Sache rangegangen. Hab 
aber viel Hilfe aus nem anderen Forum bekommen.

Könntest du mir mal nen Link zu den Kondensatoren geben? Währe sehr 
hilfreich.

Gerade wegen der Leiterschleife. Das ist klar, dass die Fläche des 
Stromflusses möglichst klein gehalten werden soll um die Induktivität zu 
senken. Aber wie ist es wenn ich sowiso eine 33µH Spule in Reihe habe? 
Sind dann nicht wenige nH Leitungsinduktivität zu vernachlässigen?
Natürlich halte ich den Weg der Kondensatoren die gegen GND ableiten 
wieder möglichst kurz.

Hab den Rest sehr dicht aneinander.

Zum Aufbau versuche ich mich kurz zu fassen.
Dreieck erzeuge ich mit Komparator + Integrierer.
Komparator = LT1016
Integrierer= LT1227

Dreieck geht an Komparator wider LT1016 und für die H-Brücke nehme ich 
nen HIP4081A und 4 IRF540N.

Das ist mein jetziger Aufbau.

Autor: Redegle (Gast)
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Hab mal etwas recherschiert.
Denke so lässt sich das zusammenfassen

NPO / C0G
-Kapazität nicht abhängig von der anliegenden Spannung
-Kapazität kaum abhängig von der Temperatur
-Teuer
-Für Filter etc.
-Nur kleine Kapazitäten

X7R
-Kapazität stark abhängig von der anliegenden Spannung
-Kapazität abhängig von der Temperatur
-Billig
-Koppeln, entkoppeln, Pufferung, Stützen etc.
-Auch hohe Kapazitäten


Heißt also

NPO gibts es fast nicht in der Kapazitätsgröße. Sind alle unter 1nF. 
Oder sehr teuer.
X7R ist zu Spannungsabhängig da bräuchte ich 500V Tpen damit sich die 
Spannungsabhängikeit nicht zu stark bemerkbar macht.
Kunststoffolien ist zu langsam.

Ich glaube ich hab nen Problem oder es wird sehr teuer.

Autor: rdek (Gast)
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Die paar nH kann man nicht vernachlässigen, wenn die 33µH für 50MHz wie 
ein Kondensator wirken. Wie sieht es mit einer extra Ferritperle und 
Platz an der Spule aus? Unterdrückt zwar nicht die Schwinung, verringert 
aber eventuell doch den Pegel am Ausgang.

Die Schwingungen bei den Fets hab ich nie genauer untersucht, weiß bloß, 
dass Schaltkreise gebaut werden, die diese Schwingungen beim Schalten 
extra unterdrücken.

Kritisch sind die beiden Kondensatoren C1 und C3, die müssen deine 
HF-Störungen ableiten können, hin zu den Anschlüssen der Fets.

Die Wima-Teile haben eine Resonanzfrequenz von ~3MHz für 470nF. Bei 
Geschätzten 10MHz dann bereits 1Ohm (direkt an den Anschlüssen!)
Ist wohl einer zu Faul zum selber Suchen... ;D :
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=B32...

Ach ja, Durchkontaktierungen und Masse sind auch Leiterbahnen, auch wenn 
man bei letzterem die Überschlagsformel nicht mehr verwenden kann. ;)

Bin mal gespannt, was dabei herauskommt. TI bietet bereits fertige ICs 
an. Werde die wohl irgendwann demnächst mal ausprobieren.

Grüße rdek

Autor: rdek (Gast)
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Bitte tu mir einen Gefallen: ich hasse langsame Kondensatoren. Die haben 
einfach eine hohe/höhere Induktivität. Punkt.

NP0 gibts bis 1µF. Allerdings etwas teurer, vor allem bei Farnell 
Kleinmengenmondpreisen:
http://de.farnell.com/kemet/c2220c474j5gac-7800/ca...
http://de.farnell.com/kemet/c2220c474j5gac-7800/ca...

die 33nF Kondensatoren sollen die HF nach Masse ableiten, der 470nF 
Kondensator ist für das Tiefpassverhalten zuständig, Folie reicht da. 
Bei 33nF werden sich die Verzerrungen durch X7R in Grenzen halten. Da 
macht deine PWM-Stufe vermutlich mehr Verzerrungen...

Autor: faraday (Gast)
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bin mir auch nicht ganz sicher, wo Dein Problem liegt. Da kann ein 
Schaltplan besser helfen. Aber wenn es vom Schalten der Mos kommen soll, 
mach' sie doch mal langsamer. Dann wirst Du ja sehen, was passiert.

Autor: rdek (Gast)
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Neben Schaltplan, wär das Layout nicht ganz schlecht.
Wie ist dein Fet-Treiber mit dem Fet verbunden. Vor allem am Source 
Anschluss?

Grüße rdek

Autor: Redegle (Gast)
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Das Hauptproblem ist das meine Spule ein zu hohe parasitäre Kapazität 
hat. Das heißt im Umschaltmoment kommt zu viel Energie durch diese 
durch. Dadurch bekomme ich am Ausgang immer im Schaltmoment einen 
Spannungspeak.

Da ich sowiso einen neuen Kern brauche der etwas größer ist, muss ich 
einen neuen Bestellen.

Wenn ich schonmal Porto bezahlen muss, dann wollte ich mir auch Gedanken 
darum machen ob ich die Kondensatoren nicht auch verbessern kann.

NPO währe schon schön aber bei Farnell kann ich nicht bestellen.

So wie ihr erzählt reicht aber auch X7R. Muss halt mal schauen was eine 
neue Spule bewirkt. Das ist im Moment der Hauptgrund dafür, dass ich die 
Störungen habe.

Autor: Klaus (Gast)
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470n gibt es aber auch nicht als NP0.

Wenn ich hohe Stromspitzen entkoppeln muss nehm ich gern sowas:
http://www.industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13...

Autor: rdek (Gast)
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Hallo Klaus,

sieht nicht schlecht aus das Teil. Allemal besser als 3 Kondensatoren 
parallel zu schalten. Mal schauen, ob sich davon ein paar duzend 
auftreiben lassen...

Mit den NP0 Kondensatoren hast du wohl reicht :(
Passiert das bei Farnell öfters, dass die Kondensatoren verkaufen 
wollen, die beim Hersteller gar nicht existieren und Meilenweit von der 
Realität entfernt sind???
http://de.farnell.com/kemet/c2220c224j1gactu/ceram...

Grüße rdek

Autor: oszi40 (Gast)
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Ein Schwingkreis schwingt eigentlich nur gut und lange, wenn er 
ausreichend Güte hat. Da sollte doch ein geeigneter Parallelwiderstand 
eine gewollte Verschlechterung herbeiführen ?

Autor: Redegle (Gast)
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Der Parallelwiderstand ist der Lastwiderstand. Das sind 8ohm aber erst 
nach ner längeren Leitung und durch die Leitungsinduktivität dämpft 
dieser bei mehreren MHz nicht mehr.

Hab jetzt neue Spulen gewickelt.
Der 470nF sind jetzt 7 parallele 68nF Kunststofffolienkondensatoren.
Die 33nF sind 3 X7R SMD Kondensatoren in Reihe mit 100nF und 50V.
Die 100nF in Reihe mit 22 ohm hab ich noch nicht eingebaut.

Ist jetzt etwas besser geworden aber werde versuchen das Problem in der 
H-Brücke zu suchen.

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