LM2575 warum diese Schaltung mit ferrit?

Gast #2317237
Lesenswert?

>das ding bügelt dir die spannung glatt

In dieser Beschaltung wohl kaum. 100nF hinter dem Ferrit sind völlig 
lächerlich. Wenn du es richtig machen willst, nimmst du die Schaltung 
aus dem Datenblatt (optional output ripple filter).
Gast #2317249
Lesenswert?

Ina schrieb:
> 100nF hinter dem Ferrit sind völlig
> lächerlich.

Lächerlich? Wohl eher nicht.
Diese Schaltung soll HF-Rauschen reduzieren und das tut sie auch, 
vorausgesetzt, die Induktivität ist halbwegs angepaßt und der 
Kondensator dahinter induktivitätsarm und ohne ewigen ESR. Ich hatte vor 
einiger Zeit mal ein paar Kollegen vorgeführt, was da der Unterschied 
zwischen einem ollen bedrahteten C und einem direkt auf Massefläche 
gehenden SMD ist.

Aber zum Reduzieren der niederfrequenten Ripple des Schaltreglers ist ne 
Ferrithülse und 100 nF tatsächlich zu wenig.

W.S.
Gast #2317296
Lesenswert?

>Aber zum Reduzieren der niederfrequenten Ripple des Schaltreglers ist ne
>Ferrithülse und 100 nF tatsächlich zu wenig.

Das meint ja wohl "glattbügeln" und dazu reicht 100nF keinesfalls, wenn 
der Hersteller dafür den 1000-fachen Wert empfiehlt...

>Ok, für ein Testboard kann man es 1 zu 1 nehmen oder?

Brauchst du denn überhaupt ein solches Ripple-Filter? Das ist doch die 
entscheidende Frage. Wenn nein, dann laß es ganz weg, wenn ja, dann mach 
es richtig und zwar so wie im Datenblatt empfohlen.
Gast #2317321
Lesenswert?

Ina schrieb:
> Brauchst du denn überhaupt ein solches Ripple-Filter? Das ist doch die
> entscheidende Frage. Wenn nein, dann laß es ganz weg, wenn ja, dann mach
> es richtig und zwar so wie im Datenblatt empfohlen.

Na gut ich möchte mich ein Testboard bauen (so wie jeder am Anfang) mit 
paar Sachen und ein Motor Treiber wie L293 nun die Motoren saugen 
manchmal etwas am Strom und ich weiss es nicht ob ein 7805 reichen 
würde.
#2317347
Lesenswert?

Tobi schrieb:
> was ist der Grund von ferrit im Schaltung? bringt das irgend ein
> Vorteil?

Häng mal einen Spektrumanalyzer an den Ausgang dann wirst du sehen was 
das Filter macht. Das dient dazu die HF auf den Schaltreglerausgang zu 
minimieren. Am besten ist es noch so ein Filter an den Eingang der 
Schaltung zu setzen. Sonst könnte es mit dem EMV Test Probleme geben.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2317719
Lesenswert?

Ina schrieb:
> Brauchst du denn überhaupt ein solches Ripple-Filter? Das ist doch die
> entscheidende Frage. Wenn nein, dann laß es ganz weg, wenn ja, dann mach
> es richtig und zwar so wie im Datenblatt empfohlen.
Mit einem guten Layout brauchst man das Ding tatsächlich nicht (oder 
bestenfalls für die umgekehrte Richtung vom Verbraucher zur Versorgung). 
Aber idR. ist das nur hinterhergebastelt, weil es wegen ungünstigem 
Layout mal EMV-Probleme gab...

Axel Rühl schrieb:
> bei Reichelt ist das eine "Dämpfungsperle"
Und die wirkt auf keinen Fall sinnvoll bei der Frequenz, auf der der 
LM2575 unterwegs ist.
Gast #2319018
Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Ina schrieb:
>> Brauchst du denn überhaupt ein solches Ripple-Filter? Das ist doch die
>> entscheidende Frage. Wenn nein, dann laß es ganz weg, wenn ja, dann mach
>> es richtig und zwar so wie im Datenblatt empfohlen.
> Mit einem guten Layout brauchst man das Ding tatsächlich nicht (oder
> bestenfalls für die umgekehrte Richtung vom Verbraucher zur Versorgung).
> Aber idR. ist das nur hinterhergebastelt, weil es wegen ungünstigem
> Layout mal EMV-Probleme gab...
>
> Axel Rühl schrieb:
>> bei Reichelt ist das eine "Dämpfungsperle"
> Und die wirkt auf keinen Fall sinnvoll bei der Frequenz, auf der der
> LM2575 unterwegs ist.

Aber sicher doch! Auf welcher Frequenz glaubst Du denn, ist der LM2575 
unterwegs? ( ich frage mit Absicht etwas provokant, die meisten anderen 
können sich sicher denken, worauf ich hinaus will )

zu früh ENTER gedrückt...

Ich denke schon, das wir hier alle wissen, wasd as mit der 
Dämpfungsperle soll. Um so unverständlicher ist es, das Lothar das in 
Frage stellt. Hmm.

Die Oberwellen sind schon so immens, das es durchaus in den UKW 
hineinstört. Oder was denken die anderen?? (Kann ja auch sein, das ich 
wiedermal zu "ängstlich" bin, hihi. :))
Gast #2319021
Lesenswert?

Zur anderen Seite raus - also Richtung V_in macht so ein Teil aber schon 
mehr Sinn, da ein Großteil der erzeugten Störungen über diese Schiene 
nach außen abgestrahlt werden und dann zB im Autoradio oder im 
4Meter-Funk gut bis sehr gut zu hören sind. Von daher  -
"echt nich schlecht, son Wurstblinker"

Gruß
Axelr.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2319253
Lesenswert?

Axel Rühl schrieb:
> Ich denke schon, das wir hier alle wissen, wasd as mit der
> Dämpfungsperle soll.
Ist das jezt dein Ernst? ALLE?  ;-)

> Um so unverständlicher ist es, das Lothar das in Frage stellt. Hmm.
Ich weiß auch, wofür diese Perle da ist. Nur ist sie an dieser Stelle 
falsch bzw. sinnlos angebracht.

> Die Oberwellen sind schon so immens, das es durchaus in den UKW
> hineinstört.
Wenn ein 50kHz-Schaltregler so klingelt, dass es im oberen MHz-Bereich 
stört, dann ist da beim Layout aber sauber was in die Hose gegangen... 
:-o

Wo die Perle an dieser Stelle hilft, das ist, wenn es gilt, die z.B. 
25MHz vom Prozessor nicht in die Versorgung zuzück zu lassen.

> Oder was denken die anderen?? (Kann ja auch sein, das ich
> wiedermal zu "ängstlich" bin, hihi. :))
Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich deinen Post komplett als Satire 
betrachten darf, oder wo er wieder ernst wird...  ;-)

Axel Rühl schrieb:
> Zur anderen Seite raus - also Richtung V_in macht so ein Teil aber schon
> mehr Sinn
Hier sind wir (Satire hin oder her) wieder konform. Sowas ähnliches 
hatte ich auch schon geschrieben...
#2319267
Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Axel Rühl schrieb:
>> Zur anderen Seite raus - also Richtung V_in macht so ein Teil aber schon
>> mehr Sinn
> Hier sind wir (Satire hin oder her) wieder konform. Sowas ähnliches
> hatte ich auch schon geschrieben...

Ich hatte das mal ausprobiert. So ab rund 10 MHz aufwaerts hat man rund 
10dB mehr Daempfung mit Ferritperle. Natuerlich die Ferritperle in der 
Zuleitung.
Das kann schon entscheident sein beim EMV-Test.
Am Ausgang wird es dann mehr Sinn machen wenn das Netzteil separat auf 
einer eigenen Platine untergebracht ist und es mit Draehten zum 
Verbraucher geht.
Gast #2319541
Lesenswert?

Soo vile murksen muss dabei beim Layout garnicht...

Ich hatte die Aufgabe, in einem hochpreisigem KFZ eine 
Telematikortungsdings zu verbauen. Sollte nicht weiter auffallen. War 
auch alles nahezu unsichtbar/verdeckt vebracht. AABBEER: der gute Mann 
hörte Klassik-Radio auf der im KFZ verbauten Bose Anlage.
Immer wenn der LiPo-Akku nachgeladen wurde (MAX1744  MAX1811) hörte man 
es im Radio tatsächlich gaanz leise rauschen und säuseln. Aber - hey. 
Nur wenn man wirklich ganz muksmäuschen still war. Hier hat deine 
SMD-Ferritt"perle" in der Zuleitung zum MAX1744 Abhilfe geschaffen. Habe 
selbst nicht dran glauben wollen.

Gruß
Axelr.
Gast #2319720
Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:

>> Die Oberwellen sind schon so immens, das es durchaus in den UKW
>> hineinstört.
> Wenn ein 50kHz-Schaltregler so klingelt, dass es im oberen MHz-Bereich
> stört, dann ist da beim Layout aber sauber was in die Hose gegangen...

Im UKW-Bereich erzeugt der Schaltregler nur noch einen breitbandigen 
Rauschteppich. Der tut erstmal nicht weh.

> Wo die Perle an dieser Stelle hilft, das ist, wenn es gilt, die z.B.
> 25MHz vom Prozessor nicht in die Versorgung zuzück zu lassen.

Die Modulationsprodukte aus CPU-Takt und Schaltreglerrauschen können 
dagegen seht interessante Amplituden annehmen. Und man sucht dann gerne 
an der falschen Stelle.

Entstörung am Ausgang ist auch notwendig, wenn dieser mit Antennen (will 
sagen, Stichleitungen zu irgendwelcher Peripherie) versehen ist.


Und nicht vergessen: dein Radio braucht 40dBµV. Im EMV-Test beim Kunden 
bist du mit 12dBµV durchgefallen.
Gast #2319771
Lesenswert?

Der LM2575 ist ein 52kHz Switcher, der richtig dimensioniert eine 
Dreiecks- bis Sägezahnschwingung als Ausgangsripple erzeugt. Ein 
zusätzliches Ausgangsfilter sollte sich also auch um diesen Ripple 
kümmern, oder ihn zumindest nicht vergrößern. Genau das tut aber ein 
Ferrit in Kombination mit einem 100nF, wie die Bilder im Anhang zeigen.

Ich weiß, daß die Simulationen nicht genau stimmen, weil genau genommen 
noch die Switcher-Bauteile (330µH und 330µF) und die realen 
Eigenschaften des Ferrits berücksichtigt werden müßten. Im ersten Fall 
nehme ich an, daß diese sich wie eine niederohmige Qelle verhalten und 
beim Ferrit ist die Annahme einer dominierenden Induktivität zumindest 
für 5-Loch-Ferrite vertretbar. Im Großen und Ganzen zeigen die 
Simulationen aber schon sehr deutlich, was passiert.

Die ersten zwei Bilder zeigen das Verhalten für einen 1µH- und 
10µH-Ferrit in Verbindung mit einem 100nF. Deutlich ist der scharfe 
Resonanzpeak zu erkennen, der die niederen Harmonischen des Ripples 
extrem stark anhebt. Der Ripple wird also erheblich vergrößert!

Erst mit einem 100µF Cap macht ein Ferrit Sinn. Die nächsten drei Bilder 
zeigen das Verhalten für verschiedene Elko/Ferrit-Kombinationen. Der 
Serienersatzwiderstand des Elkos dämpft übrigens die Resonanz. Ein 
vermeindlich besserer LOW-ESR-Elko kann also zu einem höheren 
Resonanzpeak führen!

Für den Elko kommt natürlich nur eine kleine, stehende Bauform in Frage, 
die eine niedrige Serieneratzinduktivität aufweist. Dann sind auch nur 
mit Elko alleine bereits hohe Dämpfungswerte erzielbar.

Lothar hat aber Recht: Erst mal muß mit einem sinnvollen Layout der 
Ripple auf das absolute Minimum reduziert werden. Außerdem ist zu 
berücksichtigen, daß solche Switcher gerne auch Gleichtaktstörungen 
aussenden. Da hilft dann sowieso nur eine Gleichtaktdrossel am Eingang 
bzw. Ausgang.
Angehängte Dateien:
Persönliche Seite #2319900
Lesenswert?

@Ina: Hast du jetzt den Ferrit mit einer normalen Induktivität 
simuliert? Das geht nicht. Es ist ja ein Ferrit, der nichtlinear 
arbeitet. Seine Dämpfung ist eher gering, setzt aber bei richtig hohen 
Frequenzen ordentlich ein, weil das Ferrit Kernverluste erzeugt.

Dass ein LC Filter etwas bringt, hat ja nie einer bezweifelt. Im 
Datenblatt steht sogar ein Vorschlag dafür drin.
Gast #2319957
Lesenswert?

>@Ina: Hast du jetzt den Ferrit mit einer normalen Induktivität
>simuliert? Das geht nicht. Es ist ja ein Ferrit, der nichtlinear
>arbeitet.

Wie du dem Anhang entnehmen kannst, entspricht der Frequenzgang hier bis 
rund 10MHz dem einer "richtigen" Induktivität. Dem Schaubild entnimmst 
du bei 1MHz eine Impedanz 40R, also ergibt sich eine Induktivität von 
6,4µH.

Bis 10MHz sind die ohmschen Verluste völlig vernachlässigbar, wie du dem 
Frequenzgang entnehmen kannst, also sind die bei 150kHz und 500kHz 
simulierten Peaks richtig. Bau die Schaltung auf und du wirst die Peaks 
messen können! Been there done that.

Oberhalb 10MHz dominieren die ohmschen Verluste und die gemessenen 
Filterdämpfungen bleiben hinter dem zurück, was ich simuliert wurde. Ich 
habe ja bereits darauf hingewiesen, daß meine Berechnungen idealisiert 
sind, aber dennoch das ungünstige Verhalten eines 100nF Caps korrekt 
wiedergeben.

>Dass ein LC Filter etwas bringt, hat ja nie einer bezweifelt. Im
>Datenblatt steht sogar ein Vorschlag dafür drin.

Habe ich auch nie in Frage gestellt. Ich selbst habe ja auf den 
Vorschlag im Datenblatt ausdrücklich hingewiesen. Es geht hier darum, 
aufzuzeigen, daß eben ein 100nF Cap eine schlechte Wahl hinter dem 
Ferrit ist, und daß hier eine viel größere Kapazität zum Einsatz kommen 
sollte.
Angehängte Dateien:
Gast #2320362
Lesenswert?

Axel Rühl schrieb:
> Aber sicher doch! Auf welcher Frequenz glaubst Du denn, ist der LM2575
> unterwegs? ( ich frage mit Absicht etwas provokant, die meisten anderen
> können sich sicher denken, worauf ich hinaus will )

Ina schrieb:
> Der LM2575 ist ein 52kHz Switcher, der richtig dimensioniert eine
> Dreiecks- bis Sägezahnschwingung als Ausgangsripple erzeugt.

Hoho, ihr beiden. Dieses Ripple ist eigentlich nicht das wirkliche 
Thema. Viel ärgerlicher ist die "Abreiß"-Schwingung, wenn die Diode am 
Ausgang frei wird. Das sind dann schon mal 100 MHz mit ner 
Anfangsamplitude von einigen Volt - und um die geht's hier.

Ich mache es bei meinen Schaltreglern mittlerweile so:
1. nur noch keramische Kondensatoren am Eingang und Ausgang. 
Mittlerweile sind Kerkos 22u/25 in 1210 und 100u/10 in 1210 und 10u/10 
in 0805 billiger als TAJ-xx - und sie sind elektrisch sehr viel besser. 
Das reduziert alles: die zum Eingang herauskommenden Störungen, das 
Ausgangsripple und die HF
2. an den Ausgang ein Boucherot-Glied, also R und C in Reihe an Masse. 
Die Werte muß man alledings abgleichen je nach Anwendung. Das soll das 
dU/dt am Ausgang dämpfen, wenn die Diode freikommt.
3. Ringkerne über die Kabel am Eingang (und Ausgang, wenn der Saft nicht 
direkt auf dem Board verbraten wird).

W.S.
Gast #2320451
Lesenswert?

>Hoho, ihr beiden. Dieses Ripple ist eigentlich nicht das wirkliche
>Thema. Viel ärgerlicher ist die "Abreiß"-Schwingung, wenn die Diode am
>Ausgang frei wird. Das sind dann schon mal 100 MHz mit ner
>Anfangsamplitude von einigen Volt - und um die geht's hier.

Hast du ein Oszi-Bild für uns?
Gast #2320792
Lesenswert?

>Das sind dann schon mal 100 MHz mit ner
>Anfangsamplitude von einigen Volt - und um die geht's hier.

Sag ich doch. Und die hat man Radio gehört. Der Kunde in diesem Falle 
zumindest zuerst - ich dann auch.

Layout und Schaltung darf ich nicht veröffentlichen.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2320970
Lesenswert?

W.S. schrieb:
> Viel ärgerlicher ist die "Abreiß"-Schwingung, wenn die Diode am
> Ausgang frei wird. Das sind dann schon mal 100 MHz mit ner
> Anfangsamplitude von einigen Volt - und um die geht's hier.
Meinst du, wenn der Regler in den lückenden Betrieb übergeht? So wie 
hier andeutungsweise skizziert: 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/26344/smps_e377296.png
Und so wie hier real gemessen: 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/89799/fan8303_SW_pin.png

Diese (Sinus-)Schwingung ist nicht sehr kritisch, weil ohne Energie. 
Kritischer ist der Zeitpunkt der Stromübernahme von der Diode, dort 
also, wo die Spikes auftauchen. Die kommen vom schlechten Layout, und 
das Spektrum geht locker hoch bis 100MHz...  :-/

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren