Hallo, wie stark beeinflusst ein Hochspannungsnetzteil andere Versorgungsleitungen? Ich habe einen Prüfautomaten in dem ein Hochspannungsnetzteil eingebaut ist. Das Netzteil kann 6000V / 5mA. Dieser Automat wurde von einer Fremdfirma vor 6 Jahren gebaut. Vor einigen Wochen habe ich damit begonnen diesen Automaten umzubauen. Die alte Steuerung erfolgte über einen DOS-PC mit A/D-D/A und Relais-Karten. Dieser PC wurde entfernt. Die Steuerung übernimmt jetzt ein ATMega32 mit UART, Relais, A/D, PWM. Die Software habe ich auf einem Windows XP Rechner geschrieben. Die Befehle werden per Uart an den Mega32 gesendet, welcher dann die gewünschten Aktionen ausführt. Es funktioniert eigentlich alles wunderbar... aber sobald ein Prüfling bei der Hochspannungsprüfung mit 6000kV ein Durchschlag (auch hörbar) hat, stürzt mein Mega32 ab und macht einen Reset! Wenn ich die Versorgungsspannung meines Mega32 mit dem Oszi während des Durchschlags beobachte sind auf der VCC Spannungsspitzen mit >50V. Aber wo her?
hochspannung ist in dieser beziehung sehr garstig. wahrscheinlich wird dein hochspannungserzeuger neuerer generation sein und einen spannungsvervielfacher beinhalten oder zumindest zur stabilisation einen kondensator am ausgang besitzen. bei solch hohen spannungen fließen sehr schnell hohe ströme beim plötzlichen entladen solcher kapazitäten, daher wahrscheinlich deine spannungsspitzen - mit schlechter erdung hat das bei so geringen strömen der hochspannung eher nichts zu tun. filter die versorgungsspannung deiner schaltung ordentlich, drosseln, kapazizäten... lieber etwas überdimensionieren. an allen signaleingängen die prallel zu den hochspannungsleitungen verlaufen entsprechende schutzmaßnahmen: transildioden, überspannungsableiter, serienwiderstände... es empfielt sich auch die gesamte mikroprozessorschaltung in ein emv-dichtes gehäuse zu packen, viele hochspannungsgeneratoren verseuchen ansich schon die versorgungsspannung.
@qf_: Es handelt sich um ein neues HV-Netzgerät, mit Kondensator am Ausgang. Die Drosseln die du meinst kommen sekundärseitig in mein Versorgungsnetzteil rein, oder? Wie dimensioniert man so eine Drossel? Mit Transildioden kenne ich mich auch leider kaum aus. Gibt es da verschiedene Typen, Werte? Kapazitäten hab ich ordentlich drin. Auch die 100nF direkt am Mega32 sind vorhanden. Übers Netz bekomme ich die Störungen nicht. Soviel habe ich bereits herausgefunden. Dazu habe ich direkt an der Ausgangsbuchse des HV-Netzteils einen Durchschlag erzeugt. Die eigentliche HV-Leitung, welche sich durch den ganzen Automaten zieht, habe ich abgehängt. Mit diesem Aufbau kann ich ständig einen Durchschlag erzeugen ohne das mir der Mega32 abstürzt. EMV-Dichtes Gehäuse heißt --> einfach ein Metallgehäuse???
Hallo, ich habe eine 100V Impulse mittels 15V bidirektionaler Surpressordiode vor dem Spannungsregler auf 15V begrenzt damit hat der Regler keine Probleme. Kannst aber auch ne Nummer kleiner nehmen. z.b. 6,8V wenn du einen Low-Drop Spannungsregler hast. Ansonsten wie vorher scho gesagt eine Filterschaltung siehe in diesem Datenblatt da sind Schaltpläne und die Dimensionierung angegeben. http://www.schurter.de/pdf/e_d/03_fpp.pdf
Hallo, falls sowas gefragt ist kann mans ja in die http://www.mikrocontroller.net/articles/Reichelt-Wishlist eintragen.
EMV-dichtes Gehäuse heiß a) geerdet und b) magnetisch leitend, also meist aus mind. 1 mm Eisen/magnetischem Stahl. Meist sind nämlich die induzierten Spannungen das Problem und ohne Eisen oder andere magnetische Materialien kann man die nicht abschirmen. Ich habe das schon mit einer Kupfer-Beschichtung und auch mehreren Lagen Alu-Folie erfolglos ausprobiert. Mit einem gewöhnlichen PC-Gehäuse aus Eisen-Blech konnte aber alles abgeschirmt werden. Das Problem dabei ist aber bei Endverbrauchergeräten, daß die Designer meist keine Eisen-Gehäuse mögen und ein Eisen-Gehäuse teurer ist als ein billiges Plastik-Gehäuse.
Ich habe jetzt gerade nochmal sechs Stunden an dem Automat geforscht. Wenn meine Steuerung (Mega32) völlig alleine, ohne angeschlossenen Signaleitungen, Relais etc. in Betrieb ist und ich einen Durchschlag erzeuge, bleibt meine Versorgungspannung einwandfrei auf 5V. Das Problem ist das HV-Netzgerät. Das hat im Ausgangskreis einen Kondensator, und vier Widerstände. Die Widerstände sind als Messwiderstände drin. Über die Widerstände und einen OP wird die HV-Spannung und Strom auf eine Analog-Schnittstelle gebracht. Nun ist aber im HV-Netzgerät Schutzerde, HV-Minuspol, Digitalground und Analogground miteinander verbunden. Ich benötige aber um das HV-Netzgerät einzustellen und auslesen zu können den Bezug zu AGND. D.H. mein GND vom Mega32 liegt momentan gemeinsam mit PE/HV- zusammen. Sobald nun ein Durchschlag (nur bei Funkenstrecke, nicht bei kpl. Kurzschluss) erfolgt, wird meine Versorgungsspannung des Mega32 mit Spannungspitzen von >50V "versaut". Dadurch macht mein Mega32 einen Reset. Was nun? Galvanisch trennen? Die serielle Schnittstelle müsste ich dann ja auch galvanisch trennen, oder?
Hallo, wie gesagt oben genannte Diode reinmachen und die Spitzen vor dem Regler werden auf 15V begrenzt. Ich bin gerade dabei mein Netzteil zusammenzulöten. Werde dann einen AVR dranhängen und eine Led-Leiste im Sek. Takt durchrollen lassen um zu sehen ob er resetet. Mit dem Oszi sieht man aber schon das da wirklich bei 15V Schluß ist und der 100V Impuls der sekundärseitig beim Abschalten entsteht weg ist.
Galvanische Trennung ist zu empfehlen. Ich hab nen AT89C51CC01 in einem X-Ray Powersupply (15kV/40mA) drin, der läuft auch bei Überschlägen ohne Probleme. Sämtliche IOs sind galvanisch getrennt (SPI-Bus, serielle ADCs, DACs, digitale IOs: 74HC165/74HC595). Und auch der Remotebus (CAN) ist über Optokoppler. Und natürlich reichlich Masseflächen, Abblock-Cs, Reihenwiderstände und Suppressordioden. Die HV-Kassette ist vollständig geschirmt. Das Ganze ist ein 19Zoll 3HE Einschub. Peter
@Peter: Wie wird dein Laststrom zurückgeliefert? Digital über CAN-Bus? Ist bei deinem Gerät auch PE und AGND verbunden? Die Transil-Dioden hab ich reingemacht. An allen Digitaleingänge hab ich 6,8V Dioden drin. Die Spannungsversorgung kommt von einem 12V-Labornetzteil, da hab ich eine 13V-Transil Diode drin. Diese 12V werden über einen 5V-Regler runtergeregelt. Allerdings nutzt diese Diode leider nichts, da diese Spitzen ja nicht über das 12V-Netzteil reinkommen, sondern irgendwie mit der Schutzerde zu tun haben. Ich kann mir nicht erklären wo das herkommt. Was passiert da mit der Schutzerde im Falle eines Überschlags? Diese Spannungsspitzen bekomme ich auch nur, wenn es einen Lichtbogen habe! Wenn ich die 6kV über einen Widerstand verbinde und einen definierten Laststrom ziehe (z.B. 3mA) passiert nichts. Die Versorgungsspannung bleibt "sauber".
Die ersten HF-Sendeanlagen von Radiosendern arbeiteten mit Funkeninduktoren. Dass so ein Sender nicht grad schmalbandig ist kann man sich denken, aber mehr als bestenfalls ein Sender war sowieso nicht in der Region, folglich war's egal. Ich will damit sagen, dass Du da erstens einen massiven Störsender baust, der ohne elektromagentisch dichte Hülle um die Funkenstrecke die Nachbarschaft ziemlich nerven kann. Und zweitens jedes Stück Draht in näherer Umgebung als Antenne wirkt und somit Störungen nur so aufsaugt, weshalb ein EMV-dichtes Gehäuse kein Luxus sondern eine zwingende Notwendigkeit ist.
Hallo, was spricht das Oszi damit kannste dir ja alle Pins einzeln anschauen um zu sehen wo es reinkommt.
Hallo, und noch ein anderer Einfall von mir. Du könntest doch einen Optokoppler zum Strommessen nehmen. Also je nch Strom leuchtet die Optoled verschieden hell desto stärker/schwächer schaltet der Transistor durch und du kannst dann hier mit dem A/D-W messen ohen galvanisch verbunden zu sein. Evtl. müsste man das Signal vorher verstärken um eine ausreichende Auflösung hinzubekommen.
@ A.K. Aber wenn du sagst die Störungen kommen evtl. "per Funk" rein, dann müßten die Spannungsspitzen ja auch sichtbar sein wenn keinerlei Signalleitungen angeschlossen sind (Nur 12V-Netzteil an Mega32)? Ich werde auf jeden Fall mal ein Metallgehäuse testen!
Noch was... in diesem Automaten gibt es mehrere Spannungen. Sollte man GND der verschiedenen Spannungen zusammenführen? Wenn ja, sollte man GND dann auch auf Schutzerde legen? Durch das HV-Netzgerät muß ich wohl oder übel mein GND mit dem HV-Netzgerät verbinden um es steuern zu können. Würde man bei einem anderen Automaten ohne HV-Netzteil GND mit Schutzerde verbinden? Das mit der Schutzerde kapiere ich nicht wirklich. Ich habe mal eine Bedienungsanleitung eines HV-Netzgerätes im Internet angeschaut. Da heißt es: Ausgangsisolation: Der "0V"- Anschluß des Ausgangs ist intern fest mit Erde verbunden, kann aber bei Bedarf aufgetrennt werdend. Der "0V"- Anschluß ist dann erdnah und darf bis max. ±300V gegenüber Erde hochgelegt werden. ???
Eine Möglichkeit wäre einen Trenntravo zu nehmen und das HV-Netzteil darüber zu versorgen. Den Schutzleiter könnte man separat zu einem Potentialausgleich legen, um so galvanisch von dem zu entkoppeln, wo der Mikrocontroller dran hängt.
Was ich nicht verstehe ist folgendes: Ich versorge meine Steuerung mit 12V. Die 12V werden in meiner Steuerung für einen OP verwendet. Aus diesen 12V mache ich Mittels 5V-Regler meine VCC für den Mega32. Die 12V-Versorgung habe ich mit einer 13V-Suppressordiode geschützt. Wenn ich die Versorgungsspannung über 13V hochfahre begrenzt die Diode! Sie funktioniert also :-) Schliesse ich aber mein HV-Netzteil an (Mega32 GND --> Schutzerde HV) und erzeuge einen Lichtbogen, dann habe ich Spannungsspitzen von >50V und auch < 0V auf meiner 12V-Versorgung (Nadelimpuls ca. alle 10ms)!!! Warum bergrenzt die Diode nicht? Sind die Spitzen zu kurz? Haben die Spitzen vielleicht Bezug zu N anstatt zu PE und GND? Zur Messung habe ich ein potentialfreies Oszi (tragbares Fluke mit Akku) verwendet. Ich bin ratlos?
Hallo, hast du eine bidirektionale Diode so das die auch negative Spannungen abführt und am besten nen Wiederstand davor damit dann ein Spannungsabfall einseutz um den Impuls wirklich klein zu bekommen. Wie groß ist dein Elko vor dem Spannungsregler, wenn der zuklein ist dann wird er durch den negativen Impuls zu weit entladen, wenn du da z.B. einen 4.700µF vor den Regler setzt dürften dieser kurze Impuls nicht mehr reichen um den Elko unter eine Gewisse Spannung zu bekommen. Schau dir die Spannung nach dem Spannungsegler mit dem Oszi an ob es hier mit den 5V passt wenn dein Hochspannungsimpuls kommt. Der Schutzleiter darf normalerweise nicht direkt auf Masse. Man schaltet zw. N und Schutzleiter einen Kondensator und zw. P und Schutzleiter auch einen Kondensator. Schau dir nochmal die Filterschatungen in dem PDF-File an. Ich würde den HV Teil mit so nem Filter abtrennen und den AVR Zweig vor dem Filter versorgen oder ihm einen eigenen Filter zu geben. Also wenn der HF Zweig seinen Filter hat spcukt er ncihts mehr ins Netz und dann kannst du dort GND für deinen AVR nehmen. Auch könntest du wie im Datenblatt AVCC entstören und das gleiche bei AGND machen. Ich denke die Störungen kommen aus der anderen Richtung deswegen funkt die Diode nicht, die ist eiegtnlich sehr schnell. Kannst dich ja in die Wishliste eintragen falls du so nen Filter haben willst, ich möchte mir ja auch sowas holen leider gibts das bei Reichelt noch nicht.
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