Hallo, ich hoffe, dass ich mit meinen Fragen hier im Forum richtig bin. Wenn nicht, bitte ich schon mal um Verständnis. Ich erarbeite derzeit ein Stromversorungskonzept für den mobilen Einsatz (uC + LW/MW-Empfänger) mit einer 3.6V/1500mAh LiPo-Zelle als Spannungsquelle. Um die eingeschränkten Energiereseven effektiv nutzen zu können möchte bzw. muss ich auf Schaltregler setzen. Es sind an Spannungen 1.8V, 3.3V (Step-up/down + LDO) und 12V (Step-up) zu erzeugen und die festen Schaltfrequenzen liegen i.d.R. zwischen 100 KHz und bis zu 1.5 MHz. Nun meine Frage: Kann man die Stromversorgung mit Schaltreglern so 'dicht' bekommen, dass auch schwache Signalquellem im LW/MW-Frequenzbereich noch empfangbar sind ? Wenn ja, welche praktischen Maßnahmen müßten ergriffen werden ? Ich danke Euch schon mal für Eure Antworten bzw. Euer Verständnis.
Sender Eriwan würde antworten im Prinzip ja. Es kommt "nur" auf den Aufbau an. WENN der Empfängereingang ausreichend weit von allen möglichen Störquellen entfernt ist, sollte es fast wunderbar funktionieren, wie auch bei manchem Weltempfänger mit PLL und Digitalanzeige. Ob jedoch Sender Eriwan bei Dir im örtlichen Störnebel verschwindet oder Dein RX im Sender-Nahfeld betrieben werden soll, wissen wir auch nicht.
Da ich Praktiker bin und eigentlich auf eher praktische Tipps aus bin mache ich mal den Anfang und möchte mich mit meinem laienhaften EMV-Halbwissen hier mal so richtig blamieren =:-0> : Prinzipielles: Ich gehe eher von leitungsgebundenen als von feldgebundenen Störungen durch die Schaltregler aus, das leite ich aus der Arbeitsfrequenz der Schaltregler ab. Ich halte daher folgende Maßnahmen zur Störminderung für sinnvoll: 1. räumlich bestmögliche Trennung von Empfänger und Stromversorgung -> in mobilen Anwendungen nicht ganz einfach aber möglich, z.B. an diagonal gegenüberliegenden Ecken der Leiterplatte anordnen. 2. striktes Einhalten der Design-Empfehlung der Hersteller für die IC's für Empfänger und Schaltregler -> herstellerabhängig mehr oder weniger konkret im Datenblatt ausgeführt. 3. Konsequenter Einsatz von kapazitiven und/oder induktiven Filterketten vor allem an den Schaltreglerausgängen -> kenne selbst nur die berühmten parallel geschalteten Kapazitätsketten 100uF/10uF/100nF 4. Verwendung von getrennten möglichst großflächigen Ground Planes für das Empfänger- bzw. Schaltregler-Design -> bei einem konsequenten einseitigen SMD-Design bleibt auf einer doppelseitig kupferkaschierten Leiterplatte i.d.R. eine Kupferseite zu gut 2/3-teln dafür frei 5. Verwendung von vollständig magnetisch gekapselten Speicherinduktivitäten (möglichst mit Luftspalt) -> eine Auswahl an SMD-Bauelementen ist (meiner Meinung nach) exklusiv aber vorhanden. Das ist erst mal alles was mir aus dem Stehgreif einfällt. Und wenn der Eine oder Andere, ggf. nach dem Abwischen der Lachtränen und Beruhigung der Atemfrequenz nach dem Lachkrampf ob meiner Wissensergüsse, mal seine Meinung zu den o.g. Punkten mitteilen könnte oder weitere relevante Aspekte anfügen kann wäre ich sehr dankbar.
Zwei Leiterplatten und Netzteil-Extraschirmung bringt auch was. Wenn der Stehgreif nicht damit wegfliegt.
Dicke Elkos zu 100 nF parallel schalten, bringt HF-mäßig nicht viel. Dann eher noch 100 nF || 1 nF. Ein- und Ausgang ggf. über stromkompensierte Drosseln führen. Ansonsten: probieren geht über studieren. Es wird vermutlich nicht mit dem ersten Versuch ideal werden. Bei meiner Nixie-Uhr hat ein (leider nicht sehr schick aussehendes) Blechgehäuse um den Schaltwandler genügt, dass der DCF-77-Modul auch bei Unterbringung im Gehäuse der Uhr wieder was empfangen kann.
Schaltregler in eine Weißblechdose packen, noch innert der Dose verdrosseln und die Zuleitungen über Durchführungskondensatoren 1nf nach außen führen. Zusätzlich innen kurz direkt an den Durchführungen noch mit 100nF gegen Masse abblocken. Dann sollte Ruhe sein. Masse des Reglers natürlich direkt mit der Weißblechdose verbinden. Gruß Jadeclaw.
Hallo, Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw): volle Zustimmung. Die Schaltwandler als Anodenbatterie-Ersatz für alte Röhrenkofferradios sind auch nur so wirklich ruhig zu bekommen. PS: die Steigerungsform bei mir was mal: Außenwand Durchführungs-C, zusätzliche Trennwand mit Durchführungs-C und dazwischen eine Drossel in jeder Leitung. War ein Digitalzähler in bunter TTL/CMOS-Mischung mit LED-Anzeigen im Multiplex als Frequenzanzeige im UKW-Empfänger. Störungen von ca. 1kHz (Multiplex) bis in den UKW-Bereich... Gruß aus Berlin Michael
@Jadeclaw Dinosaur
Sorry, wenn ich noch mal nerve. Aber ich bin ein visueller Typ und habe
deshalb die vorgeschlagenen Massnahmen noch mal schematisch dargestellt:
#######################################
# #
# --------- 12 V Drossel #
o--H-+-| Step-Up |-------------^^^^-+----H--o
# | --------- | #
L # | C(b) -> `-||-+
i # | 3,3 V #
P # | .----------^^^^-+----H--o
o # | | | #
# | | `-||-+
I # | ---------- | ----- #
N # `-| Step-U/D |-+-| LDO |--^^^^-+----H--o
# ---------- ----- | #
o--+ 1,8 V `-||-+
# #
##################+####################
|
===
# <--- Weissblech-Schirmung
#
--H-- <- Durchführungskondensator 1nF
#
+-- <- Masseverbindung LiPo + C(block)=100nF
#
Ist die Umsetzung der Massnahmen richtig darstellt oder sind Fehler drin
und/oder fehlt noch was ?
Welche Größenordnung sollten die Drosseln haben ?
Jadeclaw Dinosaur schrieb: > Schaltregler in eine Weißblechdose packen, noch innert der Dose > verdrosseln und die Zuleitungen über Durchführungskondensatoren 1nf nach > außen führen. Zusätzlich innen kurz direkt an den Durchführungen noch > mit 100nF gegen Masse abblocken. [...] Anschließend die Dose mit Blei ausgießen. :-) SCNR.
Carsten Heim schrieb:
> Welche Größenordnung sollten die Drosseln haben ?
LC-Tiefpaß. Rechne es doch selber aus. Die gewünschte Sperrdämpfung
gibst du ja vor.
1. Da wir nicht wissen was Deine DC-Wandler bei Last für Oberwellen produzieren, werden wir auch nie herausbekommen, ob eine davon zufällig Deine Nutzfrequenz trifft. Probier erst mal den nackten Wandler aus und steigere Deine Maßnahmen zielgerichtet. 2. Jeder Draht, auch die Batteriezuleitung könntE eine "Antenne" sein.
unbedingt auf die masseführung achten!!! wahrscheinlich am besten unterschiedliche platinen für die einzelnen aufgaben verwenden und deren massen an EINEM PUNKT zusammenführen, am besten in der nähe eines dicken elkos, der von masse gegen plus geschaltet ist. parallel zum elko nach möglichkeit 100n, 4n7, 100p (ker.) schalten. für die interplatinären stromversorgungen mit LC-gliedern (oder wenigstens RC) sieben, deren massen ebenfalls an o.g. massepunkt zusammenführen. wenn möglich, analog- und digitalmasse trennen. zur "abwärtsregelung" kann man ev. auch besser eine serielle diode oder nachgeschaltete zenerdiode einbauen, wenn dadurch nicht zu viel verheizt wird.
Versuche mal einen Schaltregler mit Schaltfrequenz über der höchsten zu empfangenden Frequenz. Dann musst Du Dir wegen der Oberwellen keine Gedanken mehr machen. Ausserdem lassen sich hohe Frequenzen einfacher filtern. (Ich verwende bei analogen Designs idR. Schaltregler mit f>1MHz) Es gibt dann auch noch Schaltregler die (auf kosten der Effizienz) die Flanken etwas weicher machen. Ansonsten beim Schaltregler auf niederimpedante Leistungspfade achten und einen LC Filter dahinter. (Keramische Kondensatoren im uF Bereich sind da besser als Elkos oder Tantalkondensatoren.) Viele Grüße, Martin L.
@Carsten Heim: So hatte ich mir das gedacht. Links oben in der Zuführung zum Akku muß natürlich genauso abgeblockt und verdrosselt werden, wie rechts auf den Ausgängen. Die Drosseln können zwischen 100 und 330µH groß sein. Gruß Jadeclaw.
...bei Schaltreglern aber unbedingt auch den Eingangskreis gut abblocken, denn die Cs dort sind das Reservoir, aus dem sich der Schalter erstmal bedient. Alles andere (Batterie, Netzteil) ist HF-mäßig weit weg. Am Eingang (direkt hinter den Durchführungs-Cs) empfiehlt es sich eine stromkompensierte Drossel vorzusehen. Und wenn Du 2 Schaltregler benutzst, schau mal ob Du die mit 180° Phasenversatz synchronisieren kannst. Das vermindert die eingangsseitigen Störungen mitunter beträchtlich. Und jeder Schaltregler sollte seine eigene Masseinsel bekommen, die erst ausgangsseitig miteinender und mit der versorgten (Rest-)Schaltung verbunden werden.
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