Hallo,
bräuchte mal einen Rat von den Profis.
Ich will/soll/muss eine Eingangsbeschaltung einer Platine dimensionieren
und weiß nicht wie man da rangeht.
Es hängen mehrere Module an einer 12V Versorung, jedes der Module hat
einen 7805, der für den µC die 5V liefert. Zusätzlich zum 7805 hängt an
den 12V auch noch ein Sourcetreiber (UDN2982), der unterschiedliche
Lasten schaltet. Durch das laufende Umschalten der Lasten (bis 300mA)
kommt es auf den 12V zu mehr oder weniger großen Spikes. Um diese Spikes
zu minimieren soll nun eine geeignete Schaltung her.
Istzustand
Der 7805 hat jeweils nen Tantalelko 33µF und nen 100nF an jeder Seite.
Die 12V kommen über eine Sicherung und gehen auf den 7805, dazwischen
ist noch ein 100µF Elko als Puffer gegen Masse geschaltet.
Der vorgeschriebene Weg zur Enstörung der 12V soll ein LC-Tiefpass mit
Ferritspule sein. Das Ganze ist nur in SMD auszuführen.
Der Tiefpass würde ja aus der Spule und den beiden parallelen Elkos
bestehen. Nur wie dimesioniert man die Spule?
Einfach möglichst weit runter mit der Grenzfequenz?
Wie geht man da ran?
Gruß Honki
>Der 7805 hat jeweils nen Tantalelko 33µF und nen 100nF an jeder Seite.>Die 12V kommen über eine Sicherung und gehen auf den 7805, dazwischen>ist noch ein 100µF Elko als Puffer gegen Masse geschaltet.
Mach erst mal die 33µF Tantals weg. Die mögen keine Einschaltströme.
Ersetze sie durch normale 47µF Elkos.
Und wo soll jetzt das LC-Filter sitzen? Bei den Sourcetreibern, um die
12V sauber zu halten? Oder darf die 12V Leitung verseucht werden, aber
die 7805-Regler sollen davon nichts mitbekommen?
>So siehts erstmal aus.
Du könntest eine 5-Loch-Ferritdrossel in SMD probieren:
http://katalog.we-online.de/kataloge/eisos/media/pdf/7427511.pdf
Um die Resonanz wegzubekommen, solltest du noch rund 0,2R
Serienwiderstand haben. Mag sein, daß die ESR der Elkos dafür schon
ausreichen.
Die Drossel und der 100µF Elko müssen direkt beim Sourcetreiber
angeordnet sein! Schalte dem 100µF Elko auch noch einen 100nF/X7R
parallel.
Nochmals, ersetze die 33µF Tantals durch 47µF Elkos!
>Was ist mit solchen Spulen zu machen?>http://www.reichelt.de/Power-Induktivitaeten-SMD/L...
Sind weniger geeignet, weil die eine tieferliegende Resonanzfrequenz
haben. Bei Frequenzen darüber huschen die Störungen über die
Wicklungskapazität der Spule, was die Dämpfung ruiniert.
Die 5-Loch-Ferrite haben diesen Nachteil nicht, weil die "Wicklung"
nicht dicht an dicht liegt, sondern um jeden Draht immer genug
Ferritmaterial vorhanden ist.
Probiers doch einfach aus. Du kannst ja die 4,7µ-Version ausprobieren.
Verwendest du eine größere Induktivität, dann brauchst du mehr ohmschen
Serienwiderstand, um die Resonanz zu bedämpfen, was nicht so gut ist.
Deswegen würde ich die 47µ-Version eher nicht verwenden. Der notwendige
ohmsche Widerstand zur ausreichenden Bedämpfung der Resonanz errechnet
sich näherungsweise gemäß R = SQRT (2*L/C). Manche lassen den 2er auch
einfach weg.
Hallo,
mit der 4,7µ Version komm ich auf einen benötigten Rser von 0,30 Ohm.
Der verwendete Elko hat bei 100khz eine Impedanz von 0,34 Ohm.
Damit hat sich der Rser dann als extra Bauteil erledigt oder?
Kann man so argumentieren?
Es geht hier nicht um das letze Bisschen, nur das man sich da mal
Gedanken drüber gemacht hat.
Gruß
>mit der 4,7µ Version komm ich auf einen benötigten Rser von 0,30 Ohm.>Der verwendete Elko hat bei 100khz eine Impedanz von 0,34 Ohm.>Damit hat sich der Rser dann als extra Bauteil erledigt oder?
Genau. Es reicht ja oft schon, wenn die Resonanz wenigstens teilweise
bedämpft ist.
Ina schrieb:> Nachtrag: Mit der Drossel und den 150µF Gesamtkapazität bekommst du eine> Grenzfrequenz von rund 6kHz. Das sollte reichen...
Du meinst mit Drossel hier die Würth-Ferrite? Wie berechnest du die
Grenzfrequenz, wenn die Impedanz frequenzabhängig ist?
>Du meinst mit Drossel hier die Würth-Ferrite? Wie berechnest du die>Grenzfrequenz, wenn die Impedanz frequenzabhängig ist?
Für tiefe Frequenzen dominiert die Induktivität über den ohmschen
Verlusten. Deswegen kommt die Kurve von links mit der für Induktivitäten
typischen Steigung, will sagen, die Impedanz ist proportional zu f.
Jetzt liest man aus der Kurve bei 1MHz 30 Ohm ab und berechnet
näherungsweise 30 Ohm = 2*pi*1MHz*L. Also beträgt L rund 5µH.
Den Rest macht die Thomson-Formel.
Honki schrieb:> So siehts erstmal aus.>>> 12V--F----Spule---------------------UDN2982> |> |------------------7805> | | |> 100µF 33µF 100nF> | | |> | | |> ---------------------------------
Diese Schaltung kann Störungen, die von anderen Modulen über die 12V
kommen, filtern. Aber die über den UDN2982 selbst gemachten Störungen
wirken dafür stärker! Ist der Ansatz vielleicht falsch?
Gruß
Dietrich
@ Dietrich (Gast)
>Diese Schaltung kann Störungen, die von anderen Modulen über die 12V>kommen, filtern.
Jo.
> Aber die über den UDN2982 selbst gemachten Störungen>wirken dafür stärker!
Sagt wer? Die Längsspule dämpft schon, wenn gleich nicht perfekt.
> Ist der Ansatz vielleicht falsch?
Nö, man kann ihn aber verbessern, wenn man VOR der Spule auch einen
Kondensator platziert. Nennt sich Pi-Filter.
MfG
Falk
Falk Brunner schrieb:>> Aber die über den UDN2982 selbst gemachten Störungen>>wirken dafür stärker!>> Sagt wer? Die Längsspule dämpft schon, wenn gleich nicht perfekt.
Ja, in Richtung 12V. Aber in Richtung 7805 sind die Störungen stärker.
Daher wäre die Spule vielleicht besser vor dem UDN2982, oder sogar
zusätzlich:
12V--F----Spule------------------Spule----------UDN2982
| |
|------------------7805 |
| | | |
100µF 33µF 100nF ??µF
| | | |
| | | |
---------------------------------------------
Gruß
Dietrich
>Ja, in Richtung 12V. Aber in Richtung 7805 sind die Störungen stärker.
Vielleicht geht es darum aber garnicht, sondern nur, daß sich die
Störungen des UDN2982 nicht weiter auf der 12V Leitung ausbreiten? Auch
die zur 12V gehörenden Masseleitung wäre mit Hilfe der Drossel
bereinigt. Also, das kann schon Sinn machen auf diese Weise zu filtern.
So wie Falk schon geschrieben hat, ist es darüber hinaus oft sinnvoll,
solche Filter als Pi-Filter auszulegen. Der große Vorteil ist, daß
Leiterbahn- und Verdrahtungsinduktivitäten dann nicht mit der Drossel
wechselwirken und durch Entstehung von Resonanzen die Dämpfungswirkung
aushebeln können. Auch andere Schaltungsteile auf der 12V Leitung
"sehen" dann nicht die Drossel, sondern die vorgeschaltete Kapazität.
Die Wechselwirkung mit anderen Schaltungsteilen ist dann praktisch
elminiert. Zusätzlich wird noch einmal die Dämpfung ganz erheblich
verbessert.
Mit den heute verfügbaren Ferriten und keramischen Highcaps sind mit
CLC-Pi-Filtern Dämpfungen erzielbar, die früher unmöglich schienen.
Störungen lassen sich heute beinahe beliebig wegfiltern.
@ Dietrich (Gast)
>Ja, in Richtung 12V. Aber in Richtung 7805 sind die Störungen stärker.
Was heißt das? Einbildung, Angst oder REAL gemessen?
Was für eine superempfindliche Schaltung hast du denn, dass sie die paar
mA Schaltspitzen so wahnsinnig stören?
Netiquette!
>Daher wäre die Spule vielleicht besser vor dem UDN2982, oder sogar>zusätzlich:
Paranoia. Siehe oben!
Hallo Falk,
jetzt mal ganz langsam. Das ist ja nicht meine Schaltung!
Honki schrieb:> Zusätzlich zum 7805 hängt an> den 12V auch noch ein Sourcetreiber (UDN2982), der unterschiedliche> Lasten schaltet. Durch das laufende Umschalten der Lasten (bis 300mA)> kommt es auf den 12V zu mehr oder weniger großen Spikes. Um diese Spikes> zu minimieren soll nun eine geeignete Schaltung her.
Honki beschreibt doch genau den UDN2982 als Quelle der Spikes, die er
wegfiltern will. Und die kommen dann doch wohl vom eigenen Modul als
auch von fremden...
Gruß
Dietrich
