Hallo zusammen, folgendes Problem: Gerät mit USB-Anschluß (Schutzklasse 1 also Schutzerdeanschluß) ist mit Laptop über USB Verbunden (Laptop-GND hat ebenfalls PE-Potential). Bei der Prüfung nach EN61000-4-5 (Surge) bricht die USB-Verbindung ab, und muß durch Aus- und Einstecken des Kabels wiederhergestellt werden. Die Ursache ist klar. Wenn der Störpuls kommt, hebt er das GND-Potential an, weil GND mit PE verbunden ist. Dadurch fließt ein Ausgleichstrom (vermutlich über die Schirmung der USB-Leitung) zwischen Gerät und Laptop. Dieser muß wohl das Busprotokoll stören. Der Fehler tritt nur bei asymetrischen Störungen (also L1-PE, oder N-PE) auf. Wird der Laptop über Batterie betrieben (kein PE-Anschluß) tritt auch der Fehler nicht auf. Das GND vom Laptop "schwimmt" quasi frei und geht mit der Potentialverschiebung mit. Frage ist nunw, ie bekommt man das in den Griff ? Weiß jemand Rat, der so ein ähnliches Problem schon mal hatte ?
Es geht um das Geraet mit USB Anschluss... vielleicht eine stromkompensierte Drossel in die Pfade ? Man sollte sich ein genaues Bild machen wo der Surge durchfliesst. Und diesen Pfad optimieren, sodass er keinen Latchup ausloest. Koennen wie ein Layout sehen ?
Nach meiner Erfahrung bekommt man einen USB-Anschluss in so einer Umgebung (beide Seiten geerdet) nur dann betriebssicher, wenn der USB-Anschluss zum Rest des Geräts hin galvanisch getrennt ist. Ich habe bisher nur mit den USB-Chips von FTDI gearbeitet (RS232), da geht es relativ einfach, die seriellen Signale mit einem Optokoppler zu übertragen. Tritt der Fehler dann auf, wenn das Störsignal ins USB-kabel eingekoppelt wird oder am Netzkabel? Evtl. kann durch Änderungen an der Erdung des Schirms etwas verbessert werden, z.B. Schirm nur einseitig auf PE legen. Ich könnte mir vorstellen, dass viele kommerzielle Geräte (Drucker, Scanner,...) diesen Test auch nicht ohne Funktionsstörung bestehen, das sollte man mal testen. Vielleicht kann man auch an der Software / am Treiber etwas tricksen, so dass der Treiber erkennt, wenn die Verbindung gestört wurde und sich neu initialisiert; das wäre dann so ähnlich wie aus- und einstecken des USB-Kabels.
Versuche folgendes: Netzfilter beim Gerät, Varistor nahe beim Netzeingang Versuche auch nach dem Netzteil weiter zu filtern: Inrush-Current Begrenzer einplanen (LTC4356 oder TVS-Diode (SMB_XX_CA) Wenn alles nichts hilft: ADUM 4160 in die USB-Leitung, der ist jetzt seit kurzem verfügbar. Quick and Dirty: Olimex hat ein Evalboard mit dem Chip Gibts auch bei Farnell: 179-5095
@johannes: Der Surge wird, wie in der Norm gefordert, auf die Netzleitung gekoppelt. Es handelt sich um den bekannten 8/20us Puls mit 1kV symmetrisch und 2kV asymmetrisch. Koppelkapazität 18µF über Rs=2R. @frank.B: Einen Netzfilter habe ich schon versucht, ohne Erfolg. Das hat mich auch verwundert, weil der Filter 1,5mH hat, sollte die Impedanz bei 8/20µs schon bei ca. 100R liegen. Aber das Schaltnetzteil hat natürlich einen eigenen Netzfilter und auch PFC, so dass der zusätzliche Filter wohl keine Rolle mehr spielt. Evtl. geht auch die Induktivität in die Sättigung (weil common-mode Drossel, aber asymmetrisch belastet) Der ADUM4160 wäre mein nächster Versuch gewesen. Das EVAL-Board ist schon im Haus. Ich denke auch, daß man damit eine brauchbare Lösung erhält. @hacky: Der Surge flißt über L1 (oder N) nach PE. Ganz witzig: Wenn ich die PE vom Gerät direkt an die Masseplatte vom Prüfaufbau klemme, ist alles i.O. Wenn ich aber PE über das Gerätenetzkabel "hole" geht es schief. Mit der momentanen Konfiguration erreiche ich 1KV asymmetrische Störfestigkeit. Die Norm fordert aber 2kV. Bei den Symmetrischen Störpulsen funktioniert alles. (Klar, weil PE nicht involviert ist) Ich frage mich nur, ob es auch einfacher geht. Schließlich gibt es Millionen von USB-Geräten, viele davon auch mit Netzanschluß, die müssen (eigentlich) alle diesen Störpuls abkönnen, sonst gibt's keine CE. Vielleicht bin ich ja etwas naiv... Übrigens, der USB-Chip ist ein Sylabs CP2102. Eine SW-Lösung wäre natürlich auch möglich. Man müßte lediglich einen passenden Treiber finden (oder schreiben (lassen)). Jedenfalls mal mny tnx für die Vorschläge
> Ich frage mich nur, ob es auch einfacher geht. Schließlich gibt es > Millionen von USB-Geräten, Welche USB-Slave mit Schutzklasse1 kennst du denn? Das ist doch eine Seltenheit. Olaf
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