EMV - Gehäuseschirmung - Erde- Masse

Hi Stefan,

>- Ist das POE-Netzteil eines, das via Ethernet versorgt wird, oder eins,
>welches PoE einspeist?
im Gerät ist ein PoE-Schaltregler von LT, dass Spannung benötigt und 
nicht einspeist. Daraus wird die Betriebsspannung für die im Gerät 
befindlichen Komponenten erzeugt.

>- Wo in Deinem Bild ist der im Text erwähnte AC-Anschluss?
Der AC-Anschluss wird über den Speise-PoE realisiert, der nicht bekannt 
ist. Kann ein Switch oder ein separates Netzteil sein. An unser Gerät 
wird nur das CAT5e-Kabel angeschlossen. Im Moment geht darüber ein 
200KHz-Störsignal (PoE-Schaltfrequenz) zurück ins AC-Netz.

>- Falls mit "AC-Mains" ein Netzanschluss (115/230V) gemeint ist: Die
>einschlägigen Vorschriftung bzgl. Schutzisolierung und Erdung sind Dir
>bekannt?
Jawoll, sind bekannt. Mit dem Netzanschluss haben wir prinzipiell nichts 
zu tun, weil wie oben beschrieben ein separates PoE-Speisegerät 
angeschlossen wird. Über das CAT5E-Kabel gehen nur 48V (max 15W), die 
über unseren PoE-Schaltregler auf 5V transformiert wird.

Mein Plan ist es, die Fernschirmung ans Gehäuse zu bringen, weil wir 
eben nicht wissen, was angeschlossen wird. Signalmasse an Gehäuse halte 
ich persönich für nicht so gut, weil über Signalmasse Ströme fliessen, 
die dann über das Gehäuse abgestrahlt werden können. Eine separate Erde 
ans Gehäuse ist - wie Du sagst - am besten, wird aber vom Kunden 
ausgeschlossen wegen des zu hohen Installationsaufwands!
Deshalb die Trennung der Signalmasse und Fernerde am Gehäuse.

Ich hoffe, ich habe Dich etwas besser informiert. Würdest Du es für das 
konkrete Beispiel PoE die Massen anders verteilen?

Danke und Gruss,
Rosa

die 200kHz haben wenig mit Schirmung zu tun, setz vor den Schaltregler 
eine Gleichtaktdrossel.

>die 200kHz haben wenig mit Schirmung zu tun, setz vor den Schaltregler
>eine Gleichtaktdrossel.
Tiefpass ist im Primärkreis enthalten. Ist übrigens ein Referenzdesign. 
Die Schirmung ist nicht das Problem. Ich vermute die Massen.

>Woher weisst Du, dass die 200kHz-Störung auf dem AC-Netz von Deinem
>Gerät über den CAT5-Schirm kommt? Wenn die Ethernet-Schnitten halbwegs
>normgerecht aufgebaut sind, halte ich das für einigermassen
>unwahrscheinlich.
Mit der Schnüffelsonde sieht man wunderschön den Puls am Kabel. 
Ausserdem habe ich schon 3 unterschiedliche PoE-Inserter angeschlossen. 
Von denen kommt das nicht. Am Montag werde ich meine 
Massenimplementierungen nachschnüffeln und ich schliesse das ganze mal 
an einer AC-Source an. Damit kann man frequenzmäßig auf die Leitungen 
schauen.

>(Frage: Ist das eine Einzel-Bastelei oder ist/soll das was kommerzielles
>werden?)
Kommerziell! Fällt halt durch den "Conducted Emission AC mains"-Test. 
Der muss passen :-(

Schoenen Samstag die Herren,
Rosa

Rosa-Kleidchen schrieb:
>>die 200kHz haben wenig mit Schirmung zu tun, setz vor den Schaltregler
>>eine Gleichtaktdrossel.
> Tiefpass ist im Primärkreis enthalten. Ist übrigens ein Referenzdesign.

Also ich wuerde es ebenfalls mit einer stromkompensierten Drossel 
versuchen. Die hilft gegen Gleichtaktstoerungen und wer weiss, 
vielleicht koppeln die ja auch auf den Schirm ueber.
MfG

>Wie ist denn die Platine im Gehäuse befestigt/kontaktiert? Hast Du mehrere 
>Verbindungen zum Gehäuse?
Also die Platine (sekundärseitig) ist an allen 4 Ecken mit der RC-Kombi 
am Gehäuse mit Schrauben verbunden. Das hat sich immer als gut erwiesen, 
weil die Signalmasse am Gehäuse strahlen kann.

Noch mal kurz zur Erläuterung. Ich habe mich vielleicht etwas schlecht 
ausgedrückt. Das neue Bild ist das aktuelle Gerät. Die rote Verbindung 
links am Schirm des CAT5e-Kabel sorgt dafür, dass die Primärmasse am 
Gehäuse anliegt. Weiterhin liegt über ein internes N-Kabel die 
Sekundärmassse (Signalmasse) auch am Gehäuse (rechte rote Verbindung). 
Somit gibts nur eine Masse! In diesem Zustand läuft der emission AC amin 
test nicht durch. Die 200KHz werden tierisch energiereich in Ac-Netz 
zurück reflektiert. Das geht bei 200KHz los und endet bei ca. 30MHz. Nun 
habe ich die oben beschriebenen Modifikationen gemacht, also ohne die 
roten Verbindungen. Alle Massen schön getrennt. Montag werde ich mir das 
Spektrum auf den AC-Leitungen angucken. Mal schauen, obs was gebracht 
hat.

Für mich ist die Frage: Signalmasse direkt ans Gehäuse oder der Schirm 
des externen PoE-Inserter?
Wie gesagt, Signalmasse am Gehäuse kann strahen. Im Gehäuse befindet 
sich übrigens auch Funk im SRD-Band (868MHz) mit max. 12dBm Tx Power. 
Deswegen die Signalmasse über die RC-Kombi auf Gehäuse
Für Anregungen bin ich Euch sehr dankbar...
Rosa

Kurz zu der Frage nach Fotos oder detailierte Beschreibungen des Geräts.
Das geht leider nicht. Es gibt sonst viel Ärger mit meiner Firma und dem 
Kunden - strictly confidential :-(

Steht dieses EMV-Problem im Rahmen eines Praktikums?
Ich frage, da mir deine Begriffswahl EMV-technisch etwas arg unerfahren 
daher kommt und für eine kommerzielle Entwicklung die Herangehensweise 
etwas, sagen wir mal, unstrukturiert erscheint.

Rosa-Kleidchen schrieb:
> Somit gibts nur eine Masse! In diesem Zustand läuft der emission AC amin
> test nicht durch. Die 200KHz werden tierisch energiereich in Ac-Netz
> zurück reflektiert. Das geht bei 200KHz los und endet bei ca. 30MHz.

Was ist "tierisch energiereich"? Warum sollen irgendetwas reflektiert 
werden?
Wie kommst du zu dem Schluss, dass das Problem irgend etwas mit der 
Geräte-Masse zu tun hat?
Was bei deinem Emission-Test gemessen wird und auch wie ist dir klar? 
Und auch woher dann Grenzwertüberschreitungen herrühren.

Vielleicht hier ein paar Denkanstöße:
- 200kHz Störungen werden nicht in Größenordnungen abgestrahlt auch 
nicht über Schirme oder Massen
- bei EMV-Problemen ist es zweckmäßig die Störquelle zu lokalisieren
- Störungen können über alle Signalpfade "übertragen" werden

>Steht dieses EMV-Problem im Rahmen eines Praktikums?
Nein, kein Praktikum.

>Ich frage, da mir deine Begriffswahl EMV-technisch etwas arg unerfahren
>daher kommt und für eine kommerzielle Entwicklung die Herangehensweise
>etwas, sagen wir mal, unstrukturiert erscheint.
Richtig. Ich habe 15 Jahre Programmierbare Logik hinter mir und muss 
jetzt ein Funkgerät durch die Zertifizierung drücken. Ich habe 
rudimentäre HF-Erfahrungen. Habe ich schließlich mal studiert.
Unstrukturiert würde ich nicht sagen. Dazu habe ich zuviel 
Projektleitererfahrung. Ist leider eine Feuerwehraktion mit den jetzt 
vorhandenem Stand des Geräts.

>Was ist "tierisch energiereich"? Warum sollen irgendetwas reflektiert
>werden?
Energie ist halt das Integral aus dem Produkt der Spannung und der 
Stromstärke. Das Schaltnetzteil taktet im Primärpfad mit 200KHz. Die 
Schaltspitzen den FETs gehen bis auf 80V hoch, allerdins nur sehr kurz. 
Diese Schaltspitzen werden in Richtung PoE-Inserter über ein LC-Tiefpass 
gedämpft. Aber diese Spitzen sieht unser Zertifizierungshaus 
letztendlich auf der AC-Leitung. Der LC-Tiefpass ist ok lauf 
Referenzdesign von LT. Meine Vermutung ist, dass die Primär- und 
Sekundärmasse über das Gehäuse durch den Verbindungs-Bug kein 
vernünftiges Ableiten der Pulse zulässt. Reflektieren ist der falsche 
Ausdruck: Erzeugen ist besser.

>Was bei deinem Emission-Test gemessen wird und auch wie ist dir klar?
???
>Und auch woher dann Grenzwertüberschreitungen herrühren.
Ja, 200KHz Clock vom unserem Schaltnetzteil. Ist auch im 
Zertifizierungshaus lokalisiert worden.

>Vielleicht hier ein paar Denkanstöße:
>- 200kHz Störungen werden nicht in Größenordnungen abgestrahlt auch
>nicht über Schirme oder Massen
Das Abstrahlen bezog sich bei meiner Vermutung nicht auf den 200KHz 
Clock, sondern auf unsere 868MHz, die im Gerät mit 12dBm schon mit 
ordentlich Leistung erzeugt wird, die über das Gehäuse stahlen kann. 
Deshalb überlege ich, ob ich die Signalmasse ans Gehäuse lege oder doch 
besser das externe Bezugspotential.

>- bei EMV-Problemen ist es zweckmäßig die Störquelle zu lokalisieren
Schon klar..

>- Störungen können über alle Signalpfade "übertragen" werden
Schon klar..

Trotzdem Danke für die Tipps,
Rosa

der Tiefpass nützt wenig wenn die 200kHz symmetrisch daher kommen, dann 
hüpft deine Masse mit eben dieser Frequenz auf und ab, stell dir das 
bildlich vor.
Die 200khz MÜSSEN mit einer stromkompensierten Drossel gedämpft (in 
Wärme umgewandelt werden)
Referenzdesign sagt einmal gar nix aus.

Hallo,
ich denke mal, dass das Schaltnetzteil nicht fachgerecht aufgebaut ist 
(Layout, Schaltung). Bei 200kHz - 30MHz Leitungsgebunden ist es meist 
eine falsche Masseführung/Aufbau Schaltregler ev. gepaart mit einem 
schlechten "mechanischen" Aufbau und magnetischer Verkopplung und den 
falschen Filtern/Kondensatoren.

Welcher LT-Regler ist es denn, oder ist das auch "Geheim"? Also ohne 
Details über den Aufbau (Mechanisch, Schaltung, Layout, Ankopplung) wird 
dir keiner helfen können. Daher mein Rat: Wende dich an dein Testhaus 
oder entsprechende Firmen und lass dich beraten.

Es ist ein sehr grosser Unterschied zwischen Logikentwicklung (schnell 
änderbar) und analoger Schaltungstechnik (Layoutbezogen). Es gehört 
zumindest nach meinem Verständnis zu einer Planung, dass man entweder 
versteht, was man plant, oder die entsprechenden Fachleute einbezieht. 
Bei uns wird zur Vermeidung solcher Gewaltaktionen im Vorfeld ein Review 
des Aufbaus mit EMV-Fachleuten durchgeführt und entsprechend die Risiken 
beurteilt, bzw. Änderungen eingebracht. Keine Ahnung, wie das bei euch 
läuft...

Wie sieht es denn mit der gestrahlten Störungen aus? Leidet das 
Funksystem schon (Performanceverlust)? Wo sitzt die Antenne?

Gruss

>Aus Interesse:
>Es wird aus einem geschlossen Metallgehäuse auf 868 MHz gesendet und
>12dBm abgestrahlt?!
Nein, nicht abgestrahlt, sondern mittels einer Antenne gesendet.

>der Tiefpass nützt wenig wenn die 200kHz symmetrisch daher kommen, dann
>hüpft deine Masse mit eben dieser Frequenz auf und ab, stell dir das
>bildlich vor.
Ist unsymmetrisch. Die Werte stimmen für die Frequenz.

>Die 200khz MÜSSEN mit einer stromkompensierten Drossel gedämpft (in
>Wärme umgewandelt werden)
>Referenzdesign sagt einmal gar nix aus.
Das erwäge ich auch schon.

>ich denke mal, dass das Schaltnetzteil nicht fachgerecht aufgebaut ist
>(Layout, Schaltung). Bei 200kHz - 30MHz Leitungsgebunden ist es meist
>eine falsche Masseführung/Aufbau Schaltregler ev. gepaart mit einem
>schlechten "mechanischen" Aufbau und magnetischer Verkopplung und den
>falschen Filtern/Kondensatoren.
Das sehe ich auch so. Das Referenzdesign des LTC4267 sagt leider nichts 
über Störstrahlung aus. Wahrscheinlich ist das nur sehr stiefmütterlich 
umgesetzt. An der Masseführung bin ich ja gerade dran und der Trafo ist 
auch nicht der Originale.

>Es ist ein sehr grosser Unterschied zwischen Logikentwicklung (schnell
>änderbar) und analoger Schaltungstechnik (Layoutbezogen). Es gehört
>zumindest nach meinem Verständnis zu einer Planung, dass man entweder
>versteht, was man plant, oder die entsprechenden Fachleute einbezieht.
>Bei uns wird zur Vermeidung solcher Gewaltaktionen im Vorfeld ein Review
>des Aufbaus mit EMV-Fachleuten durchgeführt und entsprechend die Risiken
>beurteilt, bzw. Änderungen eingebracht. Keine Ahnung, wie das bei euch
>läuft...
Das ist alles klar wie Klosbrühe. Das Gerär ist wie es ist. Ich bin im 
Moment für die Zertifizierung verantwortlich und habe schon erfahrene 
Kollegen alloziert, allerdings geht das nicht von heute auf morgen. 
Ursprünglich wollte ich mal von externen Qiellen hier im Forum eine 
Einschätzung über das Problem Masse bezüglich Schalttakte einholen. 
Naja, die meissten Sätze beschreiben gutgemeinte Ratschläge, die ich a) 
schon kenne und b) nicht mehr durchführbar sind.
Danke trotzdem,
Rosa

Rosa-Kleidchen schrieb:
> Das ist alles klar wie Klosbrühe. Das Gerär ist wie es ist.
>...
> Ursprünglich wollte ich mal von externen Qiellen hier im Forum eine
> Einschätzung über das Problem Masse bezüglich Schalttakte einholen.
> Naja, die meissten Sätze beschreiben gutgemeinte Ratschläge, die ich a)
> schon kenne und b) nicht mehr durchführbar sind.
> Danke trotzdem,

Kein Problem, mehr als allgemeine Ratschläge gehen halt kaum, wenn es 
keine Details zur Schaltung/Aufbau von dir geben kann.

Wenn ich mir die Design Note und das Datenblatt des LTC so ansehe, sind 
dort deutliche Unterschide bei den "Tricks" enthalten (Snubber über 
Diode und Primärwicklung, LC-Eingangsfilter, ...), auch die explizite 
Angabe zu den Bauteilen sind ernorm präzise, das wird schon seinen Grund 
haben.

Gruss

>Wenn ich mir die Design Note und das Datenblatt des LTC so ansehe, sind
>dort deutliche Unterschide bei den "Tricks" enthalten (Snubber über
>Diode und Primärwicklung, LC-Eingangsfilter, ...), auch die explizite
>Angabe zu den Bauteilen sind ernorm präzise, das wird schon seinen Grund
>haben.
Das stimmt! Apropos Snubber, der ja optional sein soll. Der hat uns auch 
einige Nerven bezüglich Temperaturableitung gekostet.
Danke und Gruß,
Rosa

Rosa-Kleidchen schrieb:
> Apropos Snubber, der ja optional sein soll. Der hat uns auch
> einige Nerven bezüglich Temperaturableitung gekostet.

Was umgekehrt bedeutet, dass bei der gewählten Schaltung zuviel Energie 
in unerwünschten Frequenzbereichen erzeugt wird, da:
- Kernmaterial des Übertragers ungeeignet,
- Windungen zu schlecht aufgebracht,
- andere Bauteile nicht korrekt gewählt,
- Layout im "Hochstrompfad" zu den Blocking-Kondensatoren schlecht
- parasitäre Komponenten "vergessen" (Leitungslänge, -widerstand, 
-kapazität)

Man hat halt bei der EMV immer die Wahl, entweder:
- garnicht erst erzeugen (Schaltung anpassen/umstellen)
- blocken ("Refklektieren" - Filter, d.h. Fehlanpassen bei Störfrequenz)
- absorbieren (Snubber, Zwangsanpassung, Gegensignal...)

Interessant ist am Rande, dass bei den später entwickelten Designs (z.B. 
LTC4269) explizit im Datenblatt "Superior EMI Performance" erwähnt 
wird...

>Was umgekehrt bedeutet, dass bei der gewählten Schaltung zuviel Energie
>in unerwünschten Frequenzbereichen erzeugt wird, da:
Das ist ein Aspekt, der ist mir ja noch gar nicht gekommen. Der 
Zusammenhang klingt plausibel, Danke.
Ich werde mal ein bischen mit der Siebspule (Tiefpass) herumspielen. Ich 
habe so den Eindruck, dass die ein wenig unterdimensioniert ist - 
Stichwort Drossel). Der Trafo könnte auch Ursache des hohen Störsignals 
sein. Es ist nicht der im Demodesign verwendete..

>Ohne genauere Infos (speziell auch Layout des Switchers) bleibt das
>alles Stochern im Nebel. Michael, Peter und der HF-ler haben Dir ja auch
>schon genug allgemeine Hilfen und Ansatzpunkte geliefert.
Danke, falls meinerseits noch Bedarf besteht, werde ich das mit Layout 
und detailiertere Info hier ansprechen und muss dann abwarten, wie das 
bewertet wird. Mehr kann ich im Moment nicht.

Gruß,
Rosa