Guten Tag,
mich beschäftigt seit geraumer Zeit ein EMV-Problem, das ich einfach
nicht in den Griff bekomme. Ich habe Tage damit verbracht im Internet
und hier im Forum eine Lösung zu finden, aber bisher ohne Erfolg. Sogar
vor einem 50-seitigen Leitfaden über EMV habe ich mich nicht gedrückt.
Allerdings schien mir der Aufwand, für ein aus meinen Augen simples
Problem, doch ziemlich groß.
Das Problem ist wie folgt:
Ein Transformator für ein Halogen-Lampensystem wird mit einer
Relaiskarte am USB Port geschaltet. Der Host-PC ist ein
Einplatinencomputer (Alix) auf dem Linux läuft.
PC, Spannungsversorgung für USB-Hub und die Relaiskarte, sowie der Trafo
hängen an der selben Mehrfachsteckdose. Sobald ich nun den Trafo mit der
Relaiskarte schalte, werden die angeschlossenen USB-Geräte gestört. Die
Störung äußert sich so, als ob man sämtliche USB-Geräte kurz aus- und
wieder einsteckt.
Ich habe zwar einen Weg gefunden die Sache stabil zu betreiben,
allerdings ist mir der Lösungsansatz nicht praktikabel. Wenn ich den
Trafo über ein 10 Meter langes Kabel an einer Steckdose anschließe, die
im Sicherungskasten an einer anderen Sicherung hängt, werden die
USB-Geräte nicht gestört.
Sobald entweder der PC, die Stromversorgung der Relaiskarte oder des
USB-Hubs an der selben Mehrfachsteckdose wie der Trafo angeschlossen
wird, tritt eine Störung an den USB-Geräten auf. Je nachdem was an
derselben Mehrfachsteckdose hängt, wird entweder der komplette
USB-Hub/Controller oder einzelne USB-Geräte reconnected. Der USB-Hub ist
übrigens ein relativ hochwertiger Industrie-Hub im Metallgehäuse.
Momentan ist meine Schlussfolgerung, dass die Störung vom Stromnetz
ausgeht. Mit dem Ziel, einen Teil des Stromnetzes störungsfrei zu
bekommen, habe ich mir einen Funk‑Entstörfilter HFE 156 von Block
gekauft. Hinter dem Entstörfilter wollte ich die ganzen Netzteile für
PC, USB-Hub und Relaiskarte anschließen. Leider bringt der Entstörfilter
garnichts. Auch wenn ich den Entstörfilter vor den Trafo klemme zeigt
der Filter keine Wirkung.
In einem weiteren Versuch habe ich die Netzdrossel aus einem PC-Netzteil
ausgebaut (X2 Konsator + Ringkerndrossel), und diese wie den Netzfilter
auch, vor die Mehrfachsteckdose mit den Netzteilen gehängt. Die Wirkung
ist ebenso Null.
Nun meine Frage, gibt es ein Gerät oder Bauelement, mit dem ich meine
Mehrfachsteckdose an der der PC, USB-Hub usw. hängt, entstört kriege?
Einen solchen Lösungsansatz würde ich bevorzugen, da ich so nur an einer
Stelle Entstörmaßnahmen vornehmen müsste. Den Glauben an Netzfilter usw.
habe ich durch die oben geschilderten Maßnahmen irgendwie verloren. Im
Internet gibt es zwar allerhand "hochwertige" Netzfilter im gleichen
Preissegment wie den bereits getesteten, ob die aber einen Wert haben
bin ich skeptisch.
Über Hilfe oder Anregungen würde ich mich sehr freuen!
Dauergast schrieb:> Spannungseinbruch beim Einschalten des Halogensystems.
Eigentlich werden der PC und die USB Komponenten doch von
Schaltnetzteilen versorgt, denen ein kurzer Einbruch der Versorgung
nichts ausmacht.
Sonst müsste ja nicht nur der USB ausgehen, sondern auch der kleine
Rechner und auch alle anderen Geräte.
Vielleicht solltest einen Varistor über die Trafowicklung schalten, da
das Relais beim Einschalten sicher auch prellen wird und damit kurz den
Trafo vom Netz trennt - das erzeugt kurzzeitig eine hohe Überspannung
die sich in einem Lichtbogen am Relaiskontakt zeigt (mit hoher
HF-Energie).
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0208032.htm
USB reagiert recht empfindlich auf Common-Mode Störungen und auf ESD
Entladungen. Daher nehme ich an, dass der Masseaufbau ein Problem haben
könnte. Sind die restlichen Leitungen nahe zum Trafo (Induktion)?
Probiere mal den Netzfilter nur vor den Trafo zu setzen. Das Relais
leidet etwas mehr, dafür sind die Rückwirkungen durch das Prellen
kleiner.
Was hast Du denn für ein Netzteil für Deinen Computer? Ist das ein
normales ATX-Netzteil oder was spezielles? Hilft es da ein anderes zu
nehmen?
Hast Du zufällig ein Solid-State-Relais da? Dann könntest Du damit den
Halogentrafo schalten. Das SSR schaltet im Nulldurchgang, damit sollte
es weniger Störungen beim Einschalten (wie z.B. Relaisprellen) geben.
Das sollte aber ordentlich dimensioniert sein daß es durch die
Induktivität in Deinem Trafo beim Abschalten nicht kaputt geht.
Gerd E. schrieb:> Das SSR schaltet im Nulldurchgang, damit sollte> es weniger Störungen beim Einschalten (wie z.B. Relaisprellen) geben.
Dadurch wird es sogar schlimmer - es gibt aber spezielle SSRs für
induktive Lasten, die die erste Halbwelle verzögert einschalten.
Gruss Reinhard
>> Das SSR schaltet im Nulldurchgang, damit sollte>> es weniger Störungen beim Einschalten (wie z.B. Relaisprellen) geben.>> Dadurch wird es sogar schlimmer - es gibt aber spezielle SSRs für> induktive Lasten, die die erste Halbwelle verzögert einschalten.
Ich hatte das eigentlich so verstanden:
1. SSR ist aus, Ausgangsspannung & -strom = 0
2. Nulldurchgang der Spannung, SSR zündet, Ausgangsspannung & -strom = 0
3. Spannung steigt, bedingt durch die Induktivität bleibt der Strom noch
0
4. je nach Phasenwinkel beginnt irgendwann auch der Strom zu steigen,
die Spannung fällt wieder
5. Spannung und Strom laufen jetzt ganz normal als phasenverschobener
Sinus. Das SSR juckt das nicht, besondere Störungen gibts auch nicht.
Nur beim Ausschalten des SSRs wirds kritisch: das SSR macht zu und die
Induktivität treibt die Spannung über dem SSR hoch. Nen Teil wird vom
Snubber im SSR geschluckt, den Rest muß das SSR abkönnen.
Wo werden da die Störungen noch schlimmer?
Hans schrieb:> PC, Spannungsversorgung für USB-Hub und die Relaiskarte, sowie der Trafo> hängen an der selben Mehrfachsteckdose. Sobald ich nun den Trafo mit der> Relaiskarte schalte, werden die angeschlossenen USB-Geräte gestört.
Schalte doch einfach mal eine Reihenschaltung aus 22 nF + 100 Ohm
parallel zu den Relaiskontakten. Der Suchbegriff ist "Snubber".
Der 22 nF-Kondensator muss mindestens 400V= aushalten, die richtigen
Typen sind mit "X2" bezeichnet.
Statt dem langen Kabel tut's auch eine Gleichtaktdrossel / common mode
choke.
Guten Tag,
erstmal danke für die Tips und Ratschläge. Nachdem die genannten
Lösungsansätze doch recht unterschiedlich ausfallen, habe ich noch
weitere Tests durchgeführt. Ich kann inzwischen sagen, dass das Relais
bzw. die Relaiskarte sicher nicht die Fehlerquelle ist. Möglicherweise
würden diese speziellen SSRs Abhilfe schaffen, ich würde aber ganz gerne
meine Standard-Printrelais von Finder weiterbenutzen.
Ich habe die Halogen-Lampe früher mit den Finder-Relais und einer
Steuerkarte mit 8 Ausgängen über den Parallelport gesteuert und hatte
nie ein Problem damit. Als Host-PC kam damals ein Standard-PC mit ATX
Netzteil zum Einsatz. Varisatoren, Snubber usw. habe ich nie verwendet.
Nun wollte ich die Lampe etwas fortschrittlicher mit einem
Einplatinen-Computer, der mit einem 12V Netzteil versorgt wird, über USB
ansteuern. Wie bereits geschrieben wird der USB-Hub beim ein- und
ausschalten der Lampe gestört, sodass alle Geräte re-connecten. Wenn ich
USB-Geräte ohne Hub anschließe, werden auch diese Geräte gestört.
Im Log taucht folgendes auf:
port 1 disabled by hub (EMI?), re-enabling...
Um nochmal auf meine Tests von heute zurückzukommen. Die USB-Peripherie
wird auch gestört, wenn ich den Lampentrafo manuell von Hand in die
gleiche Mehrfachsteckdose einstecke, in der auch der USB-Hub und der
Einplatinen-Computer eingesteckt ist. Die Relaiskarte habe ich aus dem
Aufbau komplett entfernt. Das Kabel zum Trafo ist 10 Meter lang. Die
USB-Peripherie wird nur dann nicht gestört, wenn ich den Trafo in einem
anderen Sicherungskreis anschließe.
Was ich außerdem herausgefunden habe, dass ein Standard-PC nicht ganz so
sehr gestört wird als der Einplatinen-Computer. Beim Standard-PC steigt
der USB-Controller nur alle 10-20 Schaltvorgänge aus.
Den Netzfilter habe ich inzwischen in allen möglichen Konstellationen
eingebaut, doch er hat nie Wirkung gezeigt.
Das Betriebssystem läuft übrigens tadellos weiter, nur der
USB-Controller wird scheinbar gestört. Dass ein Spannungseinbruch dafür
verantwortlich ist, glaube ich deshalb auch nicht. Die Netzteile liefern
auch noch ein paar Sekunden nach dem ausstecken genug Strom für den PC
und den Hub.
> USB reagiert recht empfindlich auf Common-Mode Störungen und auf ESD> Entladungen. Daher nehme ich an, dass der Masseaufbau ein Problem haben> könnte. Sind die restlichen Leitungen nahe zum Trafo (Induktion)?
In dieser Richtung vermute ich auch das Problem. Gegen diese Common-Mode
Störung hilft wie oben erwähnt eine Gleichtaktdrossel. Ich dachte aber,
dass Netzfilter genau solche Drosseln verbaut haben.
Werde mir als nächstes eine Gleichtaktdrossel besorgen und es einfach
ausprobieren.
Grüße
Noch ein kleines Update. Ich habe eine Gleichtaktdrossel aus einem alten
ATX Netzteil ausgebaut. Leider brachte die Drossel auch nicht den
gewünschten Erfolg, genauer gesagt hat sich garnichts geändert.
Auch wenn ich den Einplatinen-Computer mit dem Funk-Entstörfilter und
der Gleichtaktdrossel vom Stromnetz trenne, verabschiedet sich die
USB-Peripherie beim ein- und ausstecken (öfter beim ausstecken).
Inzwischen habe ich auch die aktive Stromversorgung vom USB-Hub
entfernt, sodass die Störung nur über das Stromnetz in den PC gelangen
kann.
Ehrlich gesagt bin ich nun etwas ratlos. In meiner Verzweiflung habe ich
noch 6 Klapp-Ferrite um das Kabel des Steckernetzteils vom
Einplatinen-Computer geklemmt - auch keine Besserung.
Bin über jeden weiteren Tipp dankbar!
Gerd E. schrieb:> Wo werden da die Störungen noch schlimmer?
Es ist alles genau umgekehrt:
Im stabilen Zustand eilt der Strom der Spannung nach, im Nulldurchgang
der Spannung fliesst daher der Strom noch in der Gegenrichtung und muss
erst abgebaut werden. Schaltet man die erste Halbwelle im Nulldurchgang
der Spannung ein, so fehlt dieser Gegenstrom aus der vorhergehenden
Periode, der Strom steigt daher in dieser ersten Halbwelle viel weiter
an als normal, das ist eh schon schlimm und wenn der Trafo in die
Sättigung geht noch viel schlimmer. Das erste Einschalten im
Nulldurchgang ist daher für die Stromspitzen der Worst Case!
Ein SSR schaltet nicht von selbst ab (es sei denn, du nimmst eines für
Gleichspannung, das ist natürlich ein Fehler). Die Abschaltung erfolgt
im Nulldurchgang des Stroms und ist daher harmlos.
Gruss Reinhard
Weitere Tests haben folgendes ergeben. Der Versuchsaufbau ist nun wie
folgt:
Steckdose -> Mehrfachsteckdose
ausgehend von der Mehrfachsteckdose:
Dose 1 -> Verlängerungskabel 10 Meter -> Lampentrafo
Dose 2 -> Funkentstörfilter -> ATX Netzteil -> 12V an
Einplatinencomputer -> USB Hub (ohne Netzteil)
Sobald ich den Lampentrafo ein- oder ausstecke, verabschiedet sich der
USB-Controller.
Ich verstehe ich die Welt nicht mehr. Was kann einen Entstörfilter und
ein ATX Netzteil "durchschlagen", dass der USB-Controller auf dem
Einplatinencomputer kurzzeitig seinen Dienst verweigert?
Ich schätze mal daß Dein Halogentrafo die EMV-Grenzwerte nicht wirklich
einhält und Dein Netz beim Einschalten böse stört. Dein Netzteil etc.
sind aus Kostengründen natürlich nicht störfester gebaut als
vorgeschrieben, daher kommt das durch. Die zusätzlichen Drosseln etc.
helfen nicht gegen alles, man müsste sich die Störung auf nem Oszi
genauer anschauen um was dagegen zu machen. Einfacher dürfte es aber
sein den Trafo zu entstören (oder einen anderen zu nehmen).
@Reinhard
>> Wo werden da die Störungen noch schlimmer?>> Im stabilen Zustand eilt der Strom der Spannung nach, im Nulldurchgang> der Spannung fliesst daher der Strom noch in der Gegenrichtung und muss> erst abgebaut werden. Schaltet man die erste Halbwelle im Nulldurchgang> der Spannung ein, so fehlt dieser Gegenstrom aus der vorhergehenden> Periode, der Strom steigt daher in dieser ersten Halbwelle viel weiter> an als normal, das ist eh schon schlimm und wenn der Trafo in die> Sättigung geht noch viel schlimmer.
Danke für die Erklärung. Klingt logisch.
> Ein SSR schaltet nicht von selbst ab (es sei denn, du nimmst eines für> Gleichspannung, das ist natürlich ein Fehler). Die Abschaltung erfolgt> im Nulldurchgang des Stroms und ist daher harmlos.
Du hast Recht, mein Fehler, ein Triac schaltet natürlich im
Nulldurchgang des Stroms ab, nicht dem der Spannung.
Das schaut nach meiner Meinung eher nach einem Masseproblem aus.
Der PC sowie die anderen Netzteile sind zum einen über den
Groundanschluss verbunden, zum anderen aber auch über den Schutzleiter
(Erdschleife). Sobald Schaltvorgänge stattfinden, werden die
Massepotentiale verschoben und es kommt zu unerklärlichen Auswirkungen.
Ich möchte es nur als Denkanstoß sehen, damit auch in diese Richtung
untersucht werden kann.
Schöne Grüße
Erich
Der Beitrag ist schon eine Weile alt, aber hat sich denn noch eine
Lösung des Problems gefunden? Ich habe den Beitrag mit großem Interesse
gelesen denn ich kämpfe nämlich mit dem gleichen Problem und weiß auch
nicht mehr weiter.
Um eine Masseschleife zu verhindern hatte ich einen USB-Isolator, der
auch die Masse trennt, zwischengeschaltet, aber auch ohne Erfolg.
Grüße,
Martin
ich gehe mal davon aus dass die Halos mit einem elektronischen Trafo
versorgt werden. Diese Teile sind HF-mäßig die Pest, die Taktfrequenz
des Wandlers gelangt ungefiltert auf die Halogenleitungenen, die als
Antennen wirken. Da nutzt auch kein CE-Zeichen, hier scheint es mal
wieder eine Ausnahmegenehmigung zu geben. Wenn man die schalten will,
würde ich einen eigenen Netzfilter dafür spendieren.
Am einfachsten wäre es, wenn Du umstellst auf einen Ringkern-Eisentrafo
wie sie früher gang und gäbe waren.
