Hallo zusammen, ich sitze nun schon einige Tage an einem Problem, welches ich nicht in dem Grif bekomme. Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Folgender Aufbau: Eine Anwendung bestehend aus Funkmodul, Controller und Audio-Codec (MAX9853) wird über ein erdfreies AC/DC Schaltnetzteil versorgt. Am Mic-Eingang des Audio-Codec wird über 1µF ein Headset-Microphon. Die 8kHz-Sampling-Audio-Daten vom Codec werden im Controller komprimiert und über des Funkmodul zum PC versendet. Am PC mledet sich das System als Audio-Device und die Daten können aufgezeichnet werden. Das aktuelle Problem ist im Bild im Anhang zu sehen. Mit Hilfe von Audacity habe ich ein Signal aufgenommen und eine Spektralanalyse gemacht. Das Signal wurde mit "offenen" Micro gemacht, soll heißen Micro angeschlossen und kein accustisches Signal. Es treten Störungen auf alle (50+n*100)Hz. Andere AC/DC Netzteile erzeugen andere Spectren Wenn kein Micro angeschlossen ist, liegt der Rauschpegel unter -65dB. Eine Filterung mittels Ferrite-Ring oder PI-Filter nach dem AC/DC Netzteil haben nur mäßigen erfolg gebracht. Einzig eine Verbindung mit dem Schutzkontakt in der Schuko-Dose hat das Rauschen gänzlich beseitig. (Bitte nicht fragen, wie ich darauf gekommen bin). Leider ist diese Lösung bisher noch nicht praktikabel, da ich noch kein AC/DC-Netzteil gefunden habe, welches eine direkte oder kapazitive Kopplung mit dem Erd-Potential herstellt. Ich hoffe ihr habt da eine paar Ideen und meine Beschreibung ist nicht zur nach Glaskugel. schon mal vielen Dank Maarten
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Maarten Jaegers schrieb: > ... Leider ist diese Lösung bisher noch nicht praktikabel, da ich noch > kein AC/DC-Netzteil gefunden habe, welches eine direkte oder kapazitive > Kopplung mit dem Erd-Potential herstellt. Jedes noch so banale PC-Netzteil (nicht Laptop) macht genau da: direkte (sog. galvansische) Verbindung zwischen Masse/GND Netzeil und Schutzleiter PE (das was Du umgangssprachlich als Erd-Potential ausdrückst). > > Ich hoffe ihr habe da eine paar Ideen und meine Beschreibung ist nicht > zur nach Glaskugel. z.B. Wechsel Dein Netzteil.
Andrew Taylor schrieb: > Jedes noch so banale PC-Netzteil (nicht Laptop) macht genau da: direkte > (sog. galvansische) Verbindung zwischen Masse/GND Netzeil und > Schutzleiter PE (das was Du umgangssprachlich als Erd-Potential > ausdrückst). > Ja, stimmt. Aber leider fängt da das nächste Problem an, da es sich um ein Laptop-Netzteil handelt. Es gibt zwar auch Netzteile, die den PE primärseitig mit anschließen, aber nicht mit auf die Sekundärseite rübernehmen (z.B. Measwell GS60). Gibt es da eine Kennzeichnung, an der man erkennen kann, ob PE sekundärseitig aufgelegt ist ?
Hallo Maarten, >Ja, stimmt. Aber leider fängt da das nächste Problem an, da es sich um >ein Laptop-Netzteil handelt. Es gibt zwar auch Netzteile, die den PE >primärseitig mit anschließen, aber nicht mit auf die Sekundärseite >rübernehmen (z.B. Measwell GS60). Dann führe doch einfach den PE-Leiter zusätzlich an dein Board. Das ist zulässig, da es sich dann um eine Funktionserde handelt. Kai
Pi-Filter welcher Grenzfrequenz haben keine Wirkung? Wenn die Grundwelle 50Hz beträgt, muß da schon ein ordentliches Filter ran. Faszinierend ist der gleichmäßige Kamm der Oberwellen. Gerade so, wie wenn die Oberwellen zwar mit zunehmender Frequenz geringer werden, aber besser eingekoppelt werden können. Wie weit ist das Netzteil vom Mic-Eingang entfernt? Was passiert, wenn man das Mic kurzschließt? Was ist das für ein Mikrofon? Electret mit Versorgung? Schaltplan!
Könnte sein nach Putzen meiner Glaskugel: Die 100Hz Wiederholfrequenz deutet auf Brückengleichrichter hin. Die einzelne Störlinie ansich kommt von den Schalteigenschaften der einzelnen Dioden im Brückengleichrichter. Falls du an den Gleichrichter nicht rankommst, mußt du filtertechnisch etwas schwerere Geschütze auffahren. Probiers mal mit LC-Glied aus 10mH und 100u Tantal. Damit das Filter funzt, muß es beidseitig niederohmig abgeschlossen sein! Gruß - Abdul
> Dann führe doch einfach den PE-Leiter zusätzlich an dein Board. Das ist > zulässig, da es sich dann um eine Funktionserde handelt. Vorsicht! Das hängt doch ganz davon ab, ob sein Netzteil SELV, PELV oder FELF entspricht. Nur bei PELV darf /muss der Schutzleiter mit der Masse des Betriebmittels verbunden sein.
> Vorsicht! Na endlich. >SELV, PELV oder FELF Hm. Das macht irgendwie hungrig, mal sehen, was noch im Kühlschrank ist.
>Das hängt doch ganz davon ab, ob sein Netzteil SELV, PELV oder FELF >entspricht. Nur bei PELV darf /muss der Schutzleiter mit der Masse des >Betriebmittels verbunden sein. Diese Laptop Netzteile sind in der Regel in Schutzklasse II ausgeführt. Da darf durchaus eine Funktionserde verwendet und beispielsweise an die berührbare Signalmasse angeschlossen werden. Die Kriech- und Luftstrecken dieser Funktionserde müssen dann allerdings den Schutzklasse-II-Bedingungen entsprechen. Wird die Funktionserde mit der Netzspannung zugeführt, dann ist die Funktionserde mit einer zusätzlichen oder verstärkten Isolierung gegenüber den Netzleitungen zu verlegen. Eine Basisisolierung reicht dann nicht! Damit ist die Funktionserde genauso zu behandeln, wie jedes andere berührbare Metallteil eines Schutzklasse-II-Geräts. Kai
> Diese Laptop Netzteile sind in der Regel in Schutzklasse II ausgeführt. Genau, also SELV. > Da darf durchaus eine Funktionserde verwendet und beispielsweise an die > berührbare Signalmasse angeschlossen werden. Das ist Falsch. Die DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2008-06 besagt bei SELV eindeutig:
1 | 61.3.4.1 Schutz durch Kleinspannung SELV |
2 | Die sichere Trennung der aktiven Teile von denen anderer Stromkreise und |
3 | ! von Erde !, entsprechend DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06, 414, |
4 | muss durch eine Messung des Isolationswiderstands bestätigt werden |
D.h. wenn du sekundärseitig die Masse eines Schutzklasse II Netzteils an einen Schutzleiter anschließt, wirst du dieser Forderung nicht gerecht. Dem gegenüber besagt die DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2008-06 bei PELV:
1 | 61.3.4.2 Schutz durch Kleinspannung PELV |
2 | Die sichere Trennung der aktiven Teile von denen anderer Stromkreise, |
3 | entsprechend DIN VDE 0100-410(VDE 0100-410):2007-06, 414, |
4 | muss durch eine Messung des Isolationswiderstands bestätigt werden. |
Man achte auf die Feinheiten: hier fehlt die Formulierung "von Erde"! D.h. bei einem der Funktionskleinspannung PELV entsprechendem Netzteil, darf er den sekundärseitigen Masseanschluß an den Schutzleiter anschließen. Er braucht ganz einfach ein Netzteil, dass der Funktionskleinspannung PELV entspricht. Die Hersteller weisen sowas aus. Naja, die Besseren.
Ergänzung: Die DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2007-06 sagt dazu:
1 | 414.4 Anforderungen an SELV- und PELV-Stromkreise |
2 | |
3 | 414.4.1 SELV- und PELV-Stromkreise müssen aufweisen: |
4 | |
5 | – Basisisolierung zwischen aktiven Teilen und anderen |
6 | SELV- oder PELV- Stromkreisen und |
7 | – sichere Trennung von den aktiven Teilen anderer |
8 | Stromkreise, die nicht SELV- und PELV-Stromkreise sind, |
9 | durch das Vorsehen von doppelter oder verstärkter Isolierung |
10 | oder durch Basisisolierung undSchutzschirmung für die |
11 | höchste vorkommende Spannung. |
12 | |
13 | SELV-Stromkreise müssen Basisisolierung zwischen |
14 | aktiven Teilen und Erde haben. |
15 | |
16 | Die PELV-Stromkreise und/oder Körper der durch |
17 | die PELV-Stromkreise versorgten Betriebsmittel dürfen geerdet werden. |
18 | |
19 | ANMERKUNG 1 Insbesondere ist sichere Trennung notwendig zwischen den |
20 | aktiven Teilen der elektrischen Betriebsmittelwie Relais, Schütze, |
21 | Hilfsschalter, und allen Teilen eines Stromkreises höherer Spannung |
22 | oder eines FELVStromkreises. |
23 | |
24 | ANMERKUNG 2 Die Erdung von PELV-Stromkreisen kann durch eine Verbindung |
25 | mit Erde oder mit einem geerdeten Schutzleiter in der Stromquelle selbst |
26 | erreicht werden. |
Irgendwie habe ich Probleme diese DIN-Normen in ein Design umzusetzen. Wohl, weil ich keine Begründungen im Text finden kann. Und als phantasiebegabter Entwickler hat man per se ein Problem mit NORMUNG. Also konkret: Wenn der Trafo zur Netzanschaltung nicht die geforderten Isolationswerte aufweist, aber das Gerät eine passende Sicherung auf der Primärseite hat, so daß bei einem Durchgriff der Netzspannung diese Sicherung auslösen wird. Darf so ein Konstrukt auf der Sekundärseite geerdet sein? Der im Fehlerfall auftretende Erdstrom würde die Sicherung auslösen. Wäre das nicht die Begründung für Erdung wie sie in PCs typischerweise vorliegt? Die Hersteller der PC-Netzteile also einfach nur die 4,5KV-Prüfung umgehen möchten? Gruß - Abdul
Hallo Gast, Schutzklasse II ist nicht SELV! Wäre das Netzteil des Laptops tatsächlich in SELV ausgführt, dürftest du an das Laptop kein anderes Gerät anschließen, das aus einem anderen Stromkreis gespeist wird, also keinen Drucker, kein Modem, kein Monitor, kein ... Die Hersteller von Laptops wären schön blöd, wenn sie das Netzteil des Laptops in SELV auslegen würden. Es gibt ja auch überhaupt keinen Grund dafür. Nein, bei einem Schutzklasse-II-Gerät darf die Signalmasse jederzeit mit dem Schutzleiter verbunden werden. Das passiert doch in jedem Tuner oder Receiver. Und das passiert immer, wenn du ein Schutzklasse-II-Gerät an ein Schutzklasse-I-Gerät anschließt. Bei jedem Drucker, Modem, Monitor, etc., die üblicherwiese in Schutzklasse II ausgeführt sind, passiert genau das, wenn du ihn an einen üblichen PC anschließt. Kai
Hallo Abdul, >Wenn der Trafo zur Netzanschaltung nicht die geforderten Isolationswerte >aufweist, aber das Gerät eine passende Sicherung auf der Primärseite >hat, so daß bei einem Durchgriff der Netzspannung diese Sicherung >auslösen wird. Darf so ein Konstrukt auf der Sekundärseite geerdet sein? >Der im Fehlerfall auftretende Erdstrom würde die Sicherung auslösen. Ich bin nicht ganz sicher was du da meinst. Aber die Sicherung hat nichts mit der Berührsicherheit, wie sie in den Schutzklassen I und II geregelt ist zu tun. Sie dient erst einmal dazu, den Trafo vor zu großen Strömen zu schützen. Was du mit der Ausgangsseite des Trafos machen mußt, hängt vor allem mit der Schutzklasse des Trafos zusammen. Ist der Trafo in Schutzklasse I ausgeführt, muß in der Regel die Ausgangseite des Netztrafos (Signalmasse) geerdet werden, wenn man sie berühren kann. Bei einem Schutzklasse II Trafo besteht dazu keine Notwendigkeit, da durch doppelte bzw. verstärkte Isolierung erreicht wird, daß an der Sekundätseite (Signalmasse) keine gefährlichen Spannungen entstehen können. Kai
Hallo Kai - Vermutlich weiß ich selbst nicht so recht, was ich meine ;-) Kann bei sekundärer ausreichender Erdung ein x-beliebiger Trafo eingesetzt werden? Z.B. ein selbstgewickelter auf Eisenblech oder Ferritringkern? Oder MUSS dieser irgendeiner Isolationsklasse entsprechen? Kurze Frage, die wohl den Punkt trifft: Warum ist ein PC-Netzteil geerdet, wenn doch die Gefahr besteht das auch andere eventuell geerdete Geräte an diesen PC angeschlossen werden. Bei zwei Erden ist automatisch eine Brummschleife konstruiert. Gruß - Abdul
Hallo Abdul, >Kann bei sekundärer ausreichender Erdung ein x-beliebiger Trafo >eingesetzt werden? Z.B. ein selbstgewickelter auf Eisenblech oder >Ferritringkern? Oder MUSS dieser irgendeiner Isolationsklasse >entsprechen? In jedem Fall brauchst du dann eine Basisisolierung der Ausgangswicklung und aller berührbaren Metallteile deines Trafos. Schaffst du die Kriech- und Luftstrecken einzuhalten und alle berührbaren Teile mit doppelter oder verstärkter Isolierung auszuführen, kannst du die Erdung weglassen, mußt aber nachweisen, daß deine Konstruktion wirklich den Anforderungen der Schutzklasse II genügt (Isolationsmessungen, etc.) Dazu zählt auch, wie sich die Isolation deiner Konstruktion bei Nennbelastung, Kurzschlüssen und Übertemperaturen verhält. Also das ganze Programm... Da ist es dann wirklich sinnvoller einen VDE geprüften Trafo zu verwenden! >Warum ist ein PC-Netzteil geerdet, wenn doch die Gefahr besteht das auch >andere eventuell geerdete Geräte an diesen PC angeschlossen werden. Bei >zwei Erden ist automatisch eine Brummschleife konstruiert. Einfach aus Sicherheits- und EMV-Gründen, letztlich aber wohl aus Kostengründen. Ein Schutzklasse-I-Netzteil ist nun mal viel einfacher herzustellen als eines in Schutzklasse II. Brummschleifen lassen sich übrignes sehr elegant vermeiden, die Extrakosten dafür soll der geneigte Verbraucher aufbringen... Kai
Hallo Kai - > In jedem Fall brauchst du dann eine Basisisolierung der Ausgangswicklung > und aller berührbaren Metallteile deines Trafos. Schaffst du die Kriech- > und Luftstrecken einzuhalten und alle berührbaren Teile mit doppelter > oder verstärkter Isolierung auszuführen, kannst du die Erdung weglassen, > mußt aber nachweisen, daß deine Konstruktion wirklich den Anforderungen > der Schutzklasse II genügt (Isolationsmessungen, etc.) Dazu zählt auch, > wie sich die Isolation deiner Konstruktion bei Nennbelastung, > Kurzschlüssen und Übertemperaturen verhält. Also das ganze Programm... > Was ist doppelte oder verstärkte Isolation? Kann man das irgendwo im Web nachlesen. Da die Wicklungen mehrlagig sind bzw. eng aneinanderliegend, sind immer zwei Isolationen zwischen Primär- und Sekundärseite vorhanden. Muß also jeder einzelne Draht zwei Lagen Isolation haben? > Da ist es dann wirklich sinnvoller einen VDE geprüften Trafo zu > verwenden! Klar. Meine Frage bezieht sich auch auf Konstrukte, die sich mit einem normalen Bestelltrafo nicht erschlagen kann. > >>Warum ist ein PC-Netzteil geerdet, wenn doch die Gefahr besteht das auch >>andere eventuell geerdete Geräte an diesen PC angeschlossen werden. Bei >>zwei Erden ist automatisch eine Brummschleife konstruiert. > > Einfach aus Sicherheits- und EMV-Gründen, letztlich aber wohl aus > Kostengründen. Ein Schutzklasse-I-Netzteil ist nun mal viel einfacher > herzustellen als eines in Schutzklasse II. > > Brummschleifen lassen sich übrignes sehr elegant vermeiden, die > Extrakosten dafür soll der geneigte Verbraucher aufbringen... > Genau! Das sehe ich auch so. Schließlich muß das Folgegeschäft gesichert werden. Gruß - Abdul
Hallo Abdul, >Was ist doppelte oder verstärkte Isolation? Kann man das irgendwo im Web >nachlesen. >Da die Wicklungen mehrlagig sind bzw. eng aneinanderliegend, sind immer >zwei Isolationen zwischen Primär- und Sekundärseite vorhanden. Muß also >jeder einzelne Draht zwei Lagen Isolation haben? Das sind jetzt aber sehr spezielle Fragen. Das ist, glaube ich, nicht so sehr eine Sache des Einzeldrahts, sondern der Isolation zwischen den Wicklungen. Ich denke, daß es da spezielle hochtemperaturfeste und hochisolierende Kunststofffolien für solche Anwendungen gibt. Bei normalen Netztrafos löst man die Probleme mit konsequenter räumlicher Trennung (erzwungener Abstand durch Zweikammerwicklungen), Wicklungsrägern aus hochwertigem Kunststoff und Verwendung von hochreiner Vergußmasse. Hast du dir mal überlegt, den Trafo von einer Firma wickeln zu lassen? Wir haben vor vielen Jahren bei http://www.fg-elektronik.de/ mal spezielle 500VA Ringkerntrafos für Aktivlautsprecher wickeln lassen. War erstaunlich günstig. Kai
Hallo zusammen, danke schon mal für eure Tips. Hab jetzt nach dem dritten Anlauf endlich zwei Netzteile gefunden, welche funktionieren. viele Grüße Maarten
Hallo Kai - > Hast du dir mal überlegt, den Trafo von einer Firma wickeln zu lassen? > Wir haben vor vielen Jahren bei http://www.fg-elektronik.de/ mal > spezielle 500VA Ringkerntrafos für Aktivlautsprecher wickeln lassen. War > erstaunlich günstig. > Meinen ersten Trafo hatte ich schon vor ca. 20 Jahren wickeln lassen. War auch ein Ringkern und für mein Empfinden recht günstig. Danach hatte ich ein Verständnisproblem, wenn im Studium Trafos berechnet werden mußten. Wozu sowas selbst machen ;-) Leider kenne ich keine Trafotechnik bzw. Standard-Trafos, die bei mehr als 3-5kHz noch einsetzbar wären. Ich lasse mich natürlich gerne belehren. Jedenfalls hatte ich das selbst gemessen, weil ich mit Google zu dem Thema aber auch überhaupt nichts finden konnte und die Datenblätter der Trafohersteller keinerlei Info beeinhalten. Sobald man zusätzlich zur eigentlichen Energieversorgung auch Daten drüber jagen will, muß man was eigenes dazudichten. Was wohl meist ein Ferritübertrager sein wird. Eine Trennung über Kapazitäten macht mir immer so ein leicht mulmiges Gefühl. Auch wenn man das öfters sieht. Um meine ursprüngliche Frage besser zu verstehen: Es gibt Zweiwicklungen-Netzdrosseln, die normalerweise in Reihe zur Netzspannung betrieben werden. Unterdrücken also Gleichtaktsignale und haben das ganze VDE-Logo-Gedöhns drauf. Wenn man nun so eine Drossel um 90° in der Verschaltung dreht, wird sie zum Übertrager. Jetzt eben die Frage, ob sowas irgendeine Zulassung übersteht. Gruß - Abdul
Leute, sagt doch mal: woher habt ihr immer diese tollen Auszüge aus den DIN-VDE-Normen? Ich hab beim Gurgeln nichts anständiges gefunden. Aber manchmal wäre es ganz nützlich, wenn man sich diese Normen irgendwo anschauen könnte. Gibts dazu im Netz irgend ein PDF oder sowas?
Diese Normen findet man alle beim Beuth-Verlag und die gibt es nur gegen massig viel Kohle. Entweder du gehst in die nächste Uni-Bibliothek, läßt es von deinem Arbeitgeber finanzieren, oder suchst ne ähnliche Norm im amerikanischen Sprachraum - die sind meist online kostenfrei einsehbar. Der Beuth-Verlag möchte eben den Standeskünkel beibehalten. Privatleute sollen nicht den Elektrikern die Aufträge wegnehmen usw. Wird Zeit, das da mal jemand reinschlägt. Einer Demokratie unwürdig, da im öffentlichen Interesse. Gruß - Abdul
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