Hallo zusammen! Dies soll eine Schutzbeschaltung zur EMV-Unterdrückung werden. Rechts ist der Eingang, links kommt die Versorgung für meine Schaltung raus - hier dann hoffentlich sicher gegen Fremdeinwirkungen. Kann mir mal einer ein Feedback dazu geben? Ist das so OK, oder was sollte ich noch verändern? Vielen Dank für jede Kritik (wenn sich konstruktiv ist :)!
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Dennis schrieb: > Dies soll eine Schutzbeschaltung zur EMV-Unterdrückung werden. Wenn ich mir das so ansehe komme ich zur Meinung: Du hast zu viel Angst, hast du dir mal die Finger am Thema EMV verbrannt? :-o > Rechts ist der Eingang, Was kommt da rein? > links kommt die Versorgung für meine Schaltung raus - Und was ist das für eine Schaltung? > hier dann hoffentlich sicher gegen Fremdeinwirkungen. Welche Fremdeinwirkungen erwartest du? Meinst du nicht, dass an anderen Stellen (EA, Schnittstellen, ...) noch viel mehr passieren könnte?
Du magst zwar versucht haben, supply abzublocken (wobei Spulen in Reihe mit Dioden eher blöd wirken) aber wenn du ein dutzend Leitungen rausführst, die um deine Schaltung drumrumgehen, wird das mit dem entstören nichts. Mir kommt die Schaltung komplett abgekupfert vor, und zwar von einer Wechselspannungsentstörung. Normal baut man anders: Man baut erst mal, misst dann, überlegt was stört, und bekämpft diese Störung. Da sind dann 1/4 der Bauteile für nötrig, und man hat wirklich das getroffen was störte, und nicht den Schrotschuss drumrum gegeben. Du hast z.B. mit der Gleichtaktdrossel versucht, das Eingangsleiterpaar hochfrequenztechnisch vom Ausgangsleiterpaar zu isolieren, so daß eine Störung, die beider Eingangsleiter gleich trifft, eher nur hochohmig mit dem Gerät verbunden ist, also nicht ins Gerät weitergeleitet wird. Dann koppelst du aber über C1/C4 und C2/C5 eben genau diese hochfrequente Störung wieder niederohmig in deine Schaltung ein und machst damit die ganze Gleichtaktdrossel zunichte. Sorry, so ein Murks kommt dabei raus, wenn man blind Bauteile zusammenstöpselt.
Noch ein Tip: Die Y-Kondensatoren möglichst nah an die Störquelle setzten! Das bringt viel! Die Frage ist, wie mein Vorschreiber schon sagte, wie sehen die Randbedingungen aus?? Sollen Normen , vgl 55022A/B eingehalten werden? Wie groß sind die Störspannungen? Gruß Tobi
Lothar Miller schrieb: > Wenn ich mir das so ansehe komme ich zur Meinung: Du hast zu viel Angst, > hast du dir mal die Finger am Thema EMV verbrannt? :-o Noch nicht, aber ich möchte es auch erst garnicht :) Das ist ein Uni-Projekt - wir hatten das auch schonmal hier drin, damals noch ohne CMC - da wurde geraten, diese noch mit zu integrieren...auf jeden Fall wird die Schaltung dann gegen EMV getestet und sollte den Test auch bestehen. Lothar Miller schrieb: > Was kommt da rein? Da kommen 12-36V DC rein. Lothar Miller schrieb: > Und was ist das für eine Schaltung? Ein 4-20mA Transmitter. Lothar Miller schrieb: > Welche Fremdeinwirkungen erwartest du? Damit meinte ich die Störeinstrahlungen und HV-Tests.
Tobi schrieb: > Sollen Normen , vgl 55022A/B eingehalten werden? > Wie groß sind die Störspannungen? Es werden Tests nach Industrienorm durchgeführt. Die fertige Schaltung wird in einem Stahlgehäuse stecken - es geht daher eher um die Einflüsse, welche über die Kabel reinkommen und eben die HV-Bursts, welche auch aufs Gehäuse gehen.
Tobi schrieb: > Die Y-Kondensatoren möglichst nah an die Störquelle setzten! > Das bringt viel! Ja, die sind direkt an den Anschlussklemmen für das Kabel. Sollte ich noch einen X-Konensator vorsehen am Eingang?
Und das Stahlgehäuse liegt auf Erde (PE), nehme ich einfach mal an. Man muß auch sagen, dass ein EMV Verhalten sehr stark vom Layout abhängt. Also kann ich dir nicht genau sagen, ob du noch einen X-Kondensator brauchst. Wenns ganz blöd läuft, können solche Kondensatoren, falsch plaziert das EMV Verhlten auch verschlechtern. Kritisch ist das auch bei den Y-Kondensatoren (ich denke, das meine MaWin). Gefühlsmäßig würd eich sagen, ein X-Kondensator schadet nicht, aber probiers einfach aus!
MaWin schrieb: > aber wenn du ein dutzend Leitungen rausführst OK, dann noch was genauer: Also rausgeführt werden nur Supply+ und Supply-, sowie PE (Gehäuseerdung). Die anderen Klemmen sind im Normalbetrieb im Gehäuse, welches zugeschraubt ist - diese werden bei Bedarf am Gerät genutzt. MaWin schrieb: > Normal baut man anders: Man baut erst mal, misst dann, > überlegt was stört, und bekämpft diese Störung. Ich kann leider im Vorfeld nicht sagen, was stört, das soll ja allgemein geschützt sein gegen jegliche Störeinstrahlungen, welche in der Industrie typischerweise vorkommen. MaWin schrieb: > Dann koppelst du aber über C1/C4 und C2/C5 eben genau > diese hochfrequente Störung wieder niederohmig in deine > Schaltung ein und machst damit die ganze Gleichtaktdrossel > zunichte. Also sind die Cs hinter den Ferriten eher Blödsinn? MaWin schrieb: > wobei Spulen in Reihe mit Dioden eher blöd wirken In wie fern genau? Was passiert denn da? MaWin schrieb: > Sorry, so ein Murks kommt dabei raus, wenn man blind > Bauteile zusammenstöpselt. Naja, ich habe so etwas noch nie gemacht - daher frage ich. Ich wollte nur gerne erstmal selber was erstellen, als hier anzukommen und zu sagen "Ich brauche eine Schaltung...".
Dennis schrieb: >> Und was ist das für eine Schaltung? > Ein 4-20mA Transmitter. Du wirst also über die gleiche Schnittstelle dein Information übertragen. Dann passt das nicht so ohne weiteres: >> Was kommt da rein? > Da kommen 12-36V DC rein. Seis drum: da bringt doch die ganze Entkopplerei nichts, wenn dann der Stromregler über den R1 das komplette ungefilterte Spektrum abbekommt. Oder wofür ist der R1 da? Wohin geht die Leitung TEST+ und TEST-? Du bist in einer recht komfortablen Lage: Warum siehst du dir da nicht einfach an, wie andere das machen? Sieh z.B. den Beitrag "Stromschleifen Transmitter 4-20mA" http://www.vidisonic.com/2010/02/21/low-cost-4-20ma-current-loop-signal-conditioning-circuit-max1452/ Und die entsprechenden AppNotes dazu...
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Dieser Filer funktioniert recht guit, und Die Y's nach den Spulen wirken sehrwohl! Gruß Tobi
Bedingung ist natürlich eine harte Masse! Die Mischung aus Elko's und keramischen C's ist nötig, um nieder- und hochfrequente Anteile wegzubekommen. Diese Schaltung ist für 3A und 35V bis 60V (48V nominal) Eingangsgleichspannung ausgelegt.
Tobi schrieb: > Dieser Filer funktioniert recht guit Ähm... Wohin geht denn dieses Masse-Symbol? Werden da einfach alle Cs zusammengeschaltet und gut? EDIT: > Bedingung ist natürlich eine harte Masse! Ja, nur woher nehmen, bei einem Zweidraht-Anschluss (4-20mA Geber)?
Ich dachte, er hat als 3. Anschluss PE. Bei meinem gepostetem Schaltplan ist Das Masse Symbol ebefalls Erde. Ich denke nur, dieser Filter wäre für Dennis übertrieben.
Ja, so ist es: man weiß noch zu wenig, um eine halbwegs sinnvolle Aussage machen zu können... ;-)
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Lothar Miller schrieb: > Du bist in einer recht komfortablen Lage: > Warum siehst du dir da nicht einfach an, wie andere das machen? Also die Umsetzung für die 4-20mA sind ja nicht das Problem, die Schaltung habe ich ja und die funktioniert perfekt. Mir geht es ja nur um den Schutz am Eingang. Für die 4-20mA arbeite ich mit einem AD421. Ich habe mal als Bild angehängt, wie es dann weitergeht - LOOP+ und LOOP- sind halt mit dem 2Pin-Header aus dem Schaltplan aus meinem ersten Posting verbunden. Lothar Miller schrieb: > Du wirst also über die gleiche Schnittstelle dein Information > übertragen. Naja...wenn man so will, klar. Die 4-20mA sind ja die Information - dazu kommt dann halt das HART-Signal, welches noch aufmoduliert wird. Hier muss ich natürlich auch aufpassen, dass ich keine Filter verwende, die mir schon das Signal (1200 und 2200 kHz) kurzschließen, bzw. zu stark dämpfen. Lothar Miller schrieb: > da bringt doch die ganze Entkopplerei nichts, wenn dann der > Stromregler über den R1 das komplette ungefilterte Spektrum abbekommt Das verstehe ich jetzt nicht. Wieso bekommt er durch den Widerstand dann Störungen? Der sitzt ha noch extra hinter den Filtern...so war zumindest der Plan. Lothar Miller schrieb: > Oder wofür ist der R1 da? R1 ist dafür da, um, wenn nötig, eine künstliche Bürde im Stromkreis zu erzeugen. Dieser Widerstand ist für das Empfangen von HART-Modulationen notwendig. Es ist oft so, dass entweder bereits ein Widerstand von 250R irgendwo in der Leitung sitzt, oder dass die Leitung selber einen ausreichend hohen Widerstand darstellt. Sollte man jetzt mit einem Handheld ans Gerät gehen und der Widerstand in der Zuleitung reicht nicht aus, dann kann man so über den Jumper zusätzlich eine Bürde einfügen. Um diese zusätzliche Last nicht permanent im System zu haben, hab ich ihn "zu und abschaltbar" ausgeführt - er wird halt überbrückt oder nicht. Auf jeden Fall ist 250R der typischerweise in einer HART-Stromschleife notwendige Widerstand. Lothar Miller schrieb: > Wohin geht die Leitung TEST+ und TEST-? Test+ und Test- dienen zum Schnellen überprüfen des Stromflusses. Schaltet man ein Multimeter an diese Test-Klemmen, so wird durch die Niederohmigkeit bei der Strommessung die Diode überbrückt und man kann den aktuellen Stromfluss messen, ohne den Stromkreis zu unterbrechen. Tobi schrieb: > Bedingung ist natürlich eine harte Masse! Also PE ist nicht GND der eigentlichen Schaltung, das stimmt schon. Die Masse in der Elektronik ist ihr eigenes Ding. Selbst der "Minus-Anschluss" in meinem Vorfilter ist nicht GND, sondern der AD421 erzeugt das GND-Potential für die Elektronik. Intern sind die dann verbunden, klar, aber nicht direkt, sondern meist über Widerstände, aber das spielt sich im Inneren des ICs ab. Also: PE != GND != "Minus-Anschluss" Alle Kondensatoren hier im Vorfilter sind mit dem Metallgehäuse und der herausgeführten "Erd"-Leitung verbunden. Tobi schrieb: > Dieser Filer funktioniert recht guit, und Die Y's nach den Spulen wirken > sehrwohl! Der sieht natürlich auch recht aufwendig aus. Ich habe an so einem Transmitter natürlich eher ein stationäres Signal, welches sich meist garnicht ändert - Impulsströme treten eh nie auf. Also mein Ziel: - Gleichstrom muss durch :) - EMV-Tests mit allem drum und dran (HF-Einstrahlungen, HV-Bursts,..) müssen "geschluckt" werden - Meine HART-Modulation muss noch durch So, wie ich meine Idee bis dato habe funktioniert mit HART, die Signale gehen rein und raus. Aber OK - die 1k2 und 2k2 Hz sind ja nun auch nicht der Hammer. Ich habe nur halt keinerlei praktische Erfahrungen mit der EMV-Thematik...daher wende ich mich an euch.
Hi Dennis! Dein Schaltungsvorschlag lässt erkennen, dass Du die EMV-Problematik sehr ernst nimmst. Ich möchte an dieser Stelle noch einen Hinweis geben, der mir auffällig ist: Die Y-Kondensatoren C1 und C2 legst Du mit einer Spannungsfestigkeit von 1kV fest, jedoch sind die Y-Kondensatoren C4 und C5 nur mit 50V bzw. die Suppressordioden TVS1 und TVS2 mit wahrscheinlich 40V ausgelegt. Bitte überlege dei gewünschte Spannungsfestigkeit deiner Elektronik gegenüber PE/Erde! Hierbei sind natürlich auch die Abstände im Layout zu berücksichtigen ... Anderseits finde ich auch das Vorhandensein der Kondensatoren C4 und C5 zweifelhaft, da diese wiederum der HF über PE geführt einen Bypass bilden, um zu Ausgang zu gelangen!?! Wie Du bereits erwähnt hast, werden aufgrund des geerdeten metallischen Gehäuse voraussichtlich "nur" die leitungsgeführten Störungen Probleme bereiten. Ein wichtige Aspekt wäre hier zu wissen, ob ungeschirmte oder geschirmte Leitungen eingesetzt werden und wenn geschirmte Leitungen verwendet werden, ob es bereits ein Schirmungskonzept gibt? Wie lang wird die angeschlossene Leitung erwartunggemäß sein? Gruß Christian
Christian S. schrieb: > Die Y-Kondensatoren C1 und C2 legst Du mit einer > Spannungsfestigkeit von 1kV fest, jedoch sind die Y-Kondensatoren C4 und > C5 nur mit 50V Hallo Christian - Danke für deine Antwort! Also ich hatte gedacht, dass die ersten Kondensatoren einen HV-Impuls erstmal ableiten und die Spannung somit deutlich verringern. Bei C4 und C5 sollte dann nicht mehr so eine hohe Spannung ankommen. Aber OK, dass C4 und C5 eher schlecht sein könnten, hat mir hier ja auch schon wer geraten. Hatte ich so vorher nicht drüber nachgedacht, aber ich sehe es ein - die werde ich dann wohl rausschmeißen... Christian S. schrieb: > die Suppressordioden TVS1 und TVS2 mit > wahrscheinlich 40V ausgelegt So ist es. Hier dachte ich auch, dass bis zu den TVS-Dioden keine schnellen Impulse mehr durchkommen sollten. Die Spannungsfestigkeit von Störimpulsen wäre natürlich im Idealfall unendlich :) Aber naja...je höher, desto besser. Vielleicht sollten die Y-Cs ja auch noch etwas spannungsbelastbarer werden. Christian S. schrieb: > Ein wichtige Aspekt wäre hier zu wissen, ob ungeschirmte oder > geschirmte Leitungen eingesetzt werden und wenn geschirmte Leitungen > verwendet werden Danach kann ich leider nicht gehen - idealerweise werden natürlich geschirmte verwendet - aber ich habe mal gesehen, dass in der Industrie durchaus damit verdrahtet wird, was da ist...ist wirklich so - manche nehmen es nicht so ernst. Christian S. schrieb: > Wie lang > wird die angeschlossene Leitung erwartunggemäß sein? Auch hier: kein Richtwert. Irgendwann wird der Leitungswiderstand die maximal zulässige Bürde übersteigen.
Dennis, ich möchte Dich nochmals auf die gewünchte / geforderte Spannungsfestigkeit der Elektronik gegenüber PE bzw. Erde eingehen, welche maßgeblich durch die TVS-Dioden mit 40V bestimmt wird. Da Du erwähnt hast, dass die Leitungslänge unbestimmt ist, kann diese voraussichtlich bis zu mehreren 100m liegen. Hierbei kann es nun vorkommen, dass das Erdpotential vor Ort am Gerät von dem Erdpotential an der Spannungsversorgung bzw. Auswerterelektronik sich erheblich unterscheidet. Sollten nun eine Spannungsdifferenz zwischen diesen beiden Erdpotentialen größer 40V entstehen, würden die TVS-Diode leitend und mit großer Wahrscheinlichkeit "abbrennen". Bzgl. der Leitungsart - oftmals legt man sich in der Betriebsanleitung fest, ob geschirmte Leitungen anzuwenden sind. Sei es drum, die Anwendung von ungeschirmten Leitungen ist mit Sicherheit die größer Herausforderung, da in diesem Fall die Störgrößen direkt auf die Versorgungsleitungen / Signalleitungen gekoppelt werden anstatt auf den Schirm. Du wirst mit dem SURGE-TEST konfrontiert werden, das ist ein energiereichr Impuls welcher im Fall einer ungeschirmten Leitung sowohl zwischen L+ und L- als auch zwischen L+ und PE bzw. L- und PE durchgeführt wird. Bei dem Test zwichen L+ und L- ist der vorhandene Varistor wirksam. Ich persönlich habe eine Abneigung gegen Varistoren und verwende lieber Suppressor-Dioden in der Bauart SMC, das hängt jedoch von den Anforderungen ab. Bei dem Test zwischen L+ und PE bzw. L- und PE werden die TVS-Dioden beansprucht. Auch hier gilt es die Anforderungen zu studieren, um abzuschätzen ob die verwendete Bauart SMA diesem Test widersteht. Gruß Christian
Christian S. schrieb: > gewünchte / geforderte > Spannungsfestigkeit der Elektronik gegenüber PE bzw. Erde eingehen Hallo Christian! Danke für die ückmeldung, du scheinst dich damit ja doch auszukennen. Also zu diesem Punkt muss ich ehrlich gesagt sagen, dass ich da so noch garnicht drüber nachgedacht habe...ich dachte bis jetzt nur an die Betriebsspannung von maximal 36V und habe danach die Bauteile ausgewählt. Darf ich dich evtl. um deine Einschätzung bitten, was man hier ansetzen sollte? Christian S. schrieb: > Hierbei kann es nun > vorkommen, dass das Erdpotential vor Ort am Gerät von dem Erdpotential > an der Spannungsversorgung bzw. Auswerterelektronik sich erheblich > unterscheidet. Sollten nun eine Spannungsdifferenz zwischen diesen > beiden Erdpotentialen größer 40V entstehen, würden die TVS-Diode leitend > und mit großer Wahrscheinlichkeit "abbrennen" Da hast du natürlich recht. Die Potentialverschiebung könnte vorkommen. Christian S. schrieb: > Bzgl. der Leitungsart - oftmals legt man sich in der Betriebsanleitung > fest, ob geschirmte Leitungen anzuwenden sind Ist richtig, das würde auch gemacht werden - empfohlen werden natürlich immer geschirmte Leitungen. Nur ob sich jeder dran hält...klar, absolut idiotensicher kann man nichts gestalten! Christian S. schrieb: > Ich persönlich habe eine Abneigung gegen Varistoren > und verwende lieber Suppressor-Dioden in der Bauart SMC Verrätst du mir, warum das so ist? Wo sin die Vor-/Nachteile von Varistoren gegenüber Supressor-Dioden? Steht smA/B/C lediglich für die Größe und die damit verbundene Möglichkeit zur Energieabsorbtion?
Dennis, ich habe keinerlei Erfahrung im Anlagenbau, deshalb kann zum Thema Erd-Potentialverschiebung auch nur das wiedergeben, was ich meine gehört zu haben. In der Fachliteratur meine ich gelesen zu haben, dass diese Potentialverschiebung kleiner 10V sein sollte, anderfalls wäre die Erdung zu überprüfen und ggg. niederohmiger auszuführen. Im beiläufigen Gespräch mit Fachleuten habe ich von bis zu 70V gehört. Ob das jedoch der Realität entsprechen könnte, ich weiß nicht ... . Wenn ich die Verantwortung der Dimensionierung hätte, ich würde voraussichtlich 100V oder besser mehr wählen. Das ist jedoch auch abhängig von der Funktion, die die TVS-Dioden leisten sollen. Mir scheinen die zumindestens an dieser Stelle überflüssig zu sein, da Du bereits meintest Du würdest auf C4 und C5 verzichten. Vielleicht erläuterst Du nochmals deine Vorstellungen zu den TVS-Dioden! Da fällt mir zum Thema Spannungsfestigkeit Elektronik gegenüber PE/Erde ein, das dies möglicherweise auch in einer Zulassung gefordert sein könnte. Sind irgendwelche Zulassungen geplant, SIL, ATEX usw.? Noch ein Hinweis: Die Y-Kondensatoren C1 und C2 sind mit 1kV recht hoch dimensioniert, das ist auch gut so, aber ob das ausreichend ist wird der SURGE-Test im Rahmen der EMV-Überprüfungen zeigen. Die max. Spannung, mit welcher der SURGE-Test durchgeführt wird, hängt jedoch von der EMV Produktnorm ab - also blättere mal in der Norm. Zu der Thematik Varistoren: Nun ist es ja so, dass jeder mal seine Erfahrungen macht und meine Erfahrungen mit diesen Bauteilen sind, dass diese bei Beanspruchung altern und ihre Eigenschaften leichte verändern, d.h. diese Bauteile überstehen, vorausgesetzt ist die richtige Dimensionierung, den EMV-Beanspruchungstest (hier SURGE) aber diesen eben auch nur einmal und kein zweites mal. Prüfe auch den Leckstrom bei max. Eingangsspannung ... Jawohl, SMA/SMB/SMC kennzeichnen die Bauform und die hiermit verbundene Energieabsorbtion. Gruß Christian
Hallo, übliche Sensoren in dem Bereich haben mindestens 500V Isolation zwischen PE und der Schaltung. (das gilt für alle Bauteile). Ich habe auch schon Konzepte mit 2 Gehäusen gesehen: Äußeres Gehäuse an PE. Inneres Gehäuse mit 5,5 mm Luft und Kriechstrecke zum äußeren Gehäuse isoliert für EMV-Filterung. Hier reichen dann in der Regel Standard SMD-Bauelemente. Gruß Anja
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