Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schutzbeschaltung Ein-/Ausgänge - bitte mal einen fachmännischen Rat


von Dennis (Gast)


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Guten Morgen Leute!

Ich bräuchte mal den Rat von euch Experten. Ich sitze hier gerade an 
einer Schaltung, welche im industriellen Bereich eingesetzt werden soll. 
Die ganze Geschichte muss also auch noch durch einen EMV-Test kommen.

Es handelt sich um eine Schaltung, bei der sowohl ein analoges 
4-20mA-Signal, wie auch ein Schaltausgang vorhanden ist.

Mit geht es jetzt um die Beschaltung der Ein- und Ausgänge. Dazu habe 
ich mal meine Variante angehängt. PE ist Gehäusemasse - das ganze 
Gehäuse besteht aus Metall und ist im Betrieb zu erden.

VLOOP+ und VLOOP- ist die Veraorgungsspannung. Sowohl der Schaltausgang, 
wie auch der Analogausgang sind identisch beschaltet wie im Bild 
"Ausgang".

Wie gesagt, das ist erstmal mein eigener Vorschlag. Wie sieht es aus mit 
der Umsetzung? So praktikabel, oder übertrieben? Wer hat sowas auch 
schonmal realisiert und kann mir hilfreiche Tips geben?


Gruß, Dennis

von oszi40 (Gast)


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Dennis schrieb:
> kann mir hilfreiche Tips geben?

1.Schau mal kritisch was mit Deiner Masse wird, wenn die erste große 
100A-Maschine eingeschaltet wird.

von Besorgter (Gast)


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100mA!

von Georg G. (df2au)


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"EMV Test" ist etwas vage. Welche Feldstärken und Frequenzen soll das 
Ding aushalten?

Hintergrund: Gut gemeinte Dioden in Ein- und Ausgängen haben bei hohen 
Feldstärken und passendem Layout schon oft zu verwirrenden Effekten 
geführt.

von Dennis (Gast)


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oszi40 schrieb:
> 1.Schau mal kritisch was mit Deiner Masse wird, wenn die erste große
> 100A-Maschine eingeschaltet wird.

Ich kann ja nur von Haus aus einen gewissen Schutz mitgeben. Alle 
Umstände, die irgendwie auftreten können, kann man ja eh selten 
erschlagen. Daher will ich ja nur eine möglichst große Sicherheit mit 
auf den Weg geben.

Da ich noch nicht so hundertprozentig Erfahren in der Angelegenheit bin, 
frage ich daher hier um Rat. Meinen ersten Lösungsvorwschlag habe ich ja 
daher angehangen und hoffe auf erfahrene Entwickler, die selbiges 
bereits erfolgreich implementiert haben.

Besorgter schrieb:
> 100mA!

Was soll das heißen?

Georg G. schrieb:
> Welche Feldstärken und Frequenzen soll das
> Ding aushalten?

Es muss durch die Standard-Tests der 61000-4-x durchlaufen. Dazu zählen 
z.B. die Störfestigkeit bei 80-1000MHz mit 10V/m, oder 3V/m bei 1,4 bis 
2,7GHz. Dazu kommen halt auch die Tests mit elektrostatischer 
Antladungen gegen das Gehäuse mit +/- 4kV Kontaktentladung, sowie +/- 
8kV Luftentladung aufs Gehäuse. Dann noch die Surge-Tests auf den Netz- 
und Signalleitungen.

Georg G. schrieb:
> Gut gemeinte Dioden in Ein- und Ausgängen haben bei hohen
> Feldstärken und passendem Layout schon oft zu verwirrenden Effekten
> geführt.

Kannst du das genauer erläutern? Baue ich mir mit den Dioden einen 
Detektor, oder was z.B.?

Hat jemand von euch ggf. mal einen Schaltplanausschnitt eurer 
Schutzbeschaltung?

von Georg G. (df2au)


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Dennis schrieb:
> Baue ich mir mit den Dioden einen
> Detektor, oder was z.B.?

genau das. Plötzlich hast du 100V Gleichspannung an einer Stelle, wo du 
sie nie vermutet hast. Übrigens haben auch Kondensatoren eine 
Resonanzfrequenz. Deshalb muss man ggfs mehrere mit verschiedenen Werten 
parallel schalten.

Ein Patentlösung für EMV gibt es nicht. Man muss schmerzhaft lernen. 
Aber wenigstens sind die Verhältnisse im Feld in 99.99% aller Fälle 
deutlich harmloser als in der Testkabine.

von Dennis (Gast)


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Georg G. schrieb:
> genau das. Plötzlich hast du 100V Gleichspannung an einer Stelle, wo du
> sie nie vermutet hast.

OK, aber die Idiotendiode an einem Ausgang, welcher nicht irrtümlich als 
Eingang verwendet werden soll, muss ja schon rein. Sonst schließt da 
jemand plötzlich die Eingangsspannung an und dann is sense. Mir is klar, 
dass es keine Patentlösung gibt, aber es wird doch sicherlich bereits 
erprobte Schaltungen geben.

Hoffe ja nur darauf, dass jemand diese ggf. mal veröffentlicht, oder 
zumindest beschreibt.

von MaWin (Gast)


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> So praktikabel, oder übertrieben?

Das kommt mir vor wie wahlfrei verteilte Bauteile aus der Bastelkiste 
damit man sie endlich mal los wird.

> sowohl ein analoges 4-20mA-Signal,

EMV ? Vermutlich hast du einen Strommmesswiderstand an Masse. Wenn der 
an einen guten Massepunkt läuft, musst du den nicht vor EMV schützen. 
Nur die Restschaltung vor Hf-Einsteruung. Aber die Restschaltung kann 
gut über hochohmige Widerstand (z.B: 10k) abgetrennt werden, dann 
reichen kleine Kondenstaoren nach Masse um Hf abzublocken wenn man 
kaapzitiv abblocken will oder wegen dem geringen Strom eine Minidrossel. 
Mehr muss man wegen EMV nicht tun. gegen Anschliessen einer 20A 
Stromversorgung am Messeingang schützt das nicht, aber es geht höchstens 
der Strommmesswiderstand kanputt, die 10k schützen den Rest vor 
Überspannung.

> wie auch ein Schaltausgang

Sind meist so niederohmig, daß Einstreungen nicht so ein Problem sind, 
nur die Antennenwirkung der Leitung sollte man abblocken. Vor 
Überspannung zu schützen kann ein Problem sein, die externe Quelle kann 
ja sehr niederohmig sein, aber wenn man den Treiber für deutlich mehr 
Strom auslegt als abverlangt werden können Überstromsicherungen 
(Polyfuse) wenigens Beschädigungen durch den aus der Überspannung sich 
ergebenden Überstrom abblocken. Die Überspannungsschutzdiode sollte sich 
nicht gegen VCC abstützen, sonst kann von aussen die interne 
Betriebsspannugn des geräts angeboben werden, sondern gegen Masse. Da 
verbrät sie aber vielleicht unangenehm viel Leistung. Ein Thyristor kann 
im Fehlerfall zünden und damit den Spannungsabfall und die zu 
verballernde Leistung verrindern.

von Dennis (Gast)


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MaWin schrieb:
> Das kommt mir vor wie wahlfrei verteilte Bauteile aus der Bastelkiste
> damit man sie endlich mal los wird.

Nee, das ist so nicht. Die Teile müsste ich ja sogar noch bestellen.

MaWin schrieb:
> Vermutlich hast du einen Strommmesswiderstand an Masse.

Das passiert ja auf der anderen Seite, welche ich nicht mehr in der Hand 
habe. Ich bastel hier ja grad nur einen aktiven Stromausgang, welcher 
die 4-20mA durch die Leitung prügelt, sofern die angeschlossene Bürde es 
zulässt.

MaWin schrieb:
> dann
> reichen kleine Kondenstaoren nach Masse um Hf abzublocken wenn man
> kaapzitiv abblocken will

Bezugsmasse oder Gehäusemasse (PE)?

Wie sieht es denn dann mit dem Schutz vor den staitschen Entladungen und 
den Surge-Tests aus?

von Dennis (Gast)


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Kann mir nichtmal jemand seinen Vorschlag anhand eines Schaltplans 
zeigen?

Also ich habe bei dem Teil folgende Kontakte:

1. Versorgung+
2. Versorgung- (GND) 0V
3. Aktiver Stromausgang
4. Schaltausgang (PNP gegen Versorgung+)

Und das metallene Gehäuse.

Diese Leitungen gilt es zu schützen.

von Thomas E. (thomase)


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Dennis schrieb:
> Kann mir nichtmal jemand seinen Vorschlag anhand eines Schaltplans
> zeigen?
Warum sollte das jemand tun?

Dennis schrieb:
> Ich sitze hier gerade an
> einer Schaltung, welche im industriellen Bereich eingesetzt werden soll.
Das ist doch ein kommerzielles Projekt. Wenn du es nicht selbst lösen 
kannst, mußt du jemanden, der es kann, damit beauftragen. Ein 
Bastlerforum ist nicht dazu da, deinen Job zu machen.

Das ist ja schlimmer als Hausaufgabenhilfe.

mfg.

von Dennis (Gast)


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Thomas Eckmann schrieb:
> Warum sollte das jemand tun?

Weil er nett ist und man sich hier gegenseitig hilft.

Thomas Eckmann schrieb:
> Das ist doch ein kommerzielles Projekt.

Da liegst du falsch! Wir entwickeln das ganze an unserer Technikerschule 
im Rahmen einer Projektarbeit. Da wir über die Möglichkeit verfügen, das 
ganze am Ende auf EMV-Verträglichkeit testen zu können, soll eben auch 
auf solche Dinge geachtet werden.

Thomas Eckmann schrieb:
> Wenn du es nicht selbst lösen
> kannst, mußt du jemanden, der es kann, damit beauftragen.

Dann wären aber jegliche Fragen in einem Forum ungeeignet. Weil man kann 
immer jemanden bezahlen, der das kann. Nur dann muss auch jeder immer 
alles solange ausprobieren, bis es halt klappt. Und ich denke, dass man 
gerne mal von den Erfahrungen anderer profitieren kann. Sonst erschließt 
sich mir auch nicht, wieso die Experten in einem Forum angemeldet sind. 
Wenn die Antwort derer dann ist, man solle doch jemanden beauftragen.

Ich habe ja nun wirklich nicht am Anfang gesagt, dass mir das einer 
machen soll, sondern ich habe mir Gedanken gemacht und meinen 
Lösungsvorschlag gepostet. Auf Grundlage dessen wollte ich das 
besprechen.

Klar kann ich jetzt auch zum Lehrer gehen und sagen: "Hey, keine Ahnung, 
sagen Sie uns doch einfach, wie man es am besten macht!". Aber es geht 
darum, dass die Gruppen sich selber Gedanken darüber machen und man dann 
am Ende auch sehen kann, was für Unterschiede sich dabei ergeben. Die 
EMV-Tests kosten uns nichts.

Wieso wird man hier immer so abgefertigt? Ich habe doch wohl mit einem 
soliden Beispiel angefangen, wenngleich es sicherlich nicht das Optimum 
ist. Und darüber wollte ich gerne diskutieren. Jetzt soll ich mir wen 
suchen, der mir das gegen Bezahlung macht. Na toll...super Forum. Oder 
eher halt dessen Mitglieder. Dir MaWin danke ich für deine Antwort. Da 
ist ja wenigstens was an Informationen drin.

Gruß. Ich frage jetzt mal, ob es uns gestattet wird, damit jemanden zu 
beauftragen...

von Dennis (Gast)


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Thomas Eckmann schrieb:
> Wenn du es nicht selbst lösen
> kannst, mußt du jemanden, der es kann, damit beauftragen.

Dein Stundensatz ist €50. Du brauchst bestimmt 3min, um mir das eben mal 
zu skizzieren. Soll ich dir jetzt €2,50 überweisen und du verrätst mir 
das?

von Thomas E. (thomase)


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Dennis schrieb:
> Da liegst du falsch!
Was regst du dich denn auf? Du hast doch oben auf großer Macker gemacht:

Dennis schrieb:
> Ich sitze hier gerade an
> einer Schaltung, welche im industriellen Bereich eingesetzt werden soll.
> Die ganze Geschichte muss also auch noch durch einen EMV-Test kommen.

Schreib doch gleich, worum es geht und gut ist.

mfg.

von Peter D. (peda)


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Noch wichtiger als eine Schutzbeschaltung ist die Vermeidung von 
Erdschleifen.
Sofern nicht extra angegeben, sind Stromausgänge nicht erdfrei. Ist 
Deine Meßschaltung auch geerdet, kann das den Strom völlig verfälschen.

Digitale Ausgänge macht man vorzugsweise mit Relais oder Opto-MOS 
(AQY212).

Analoge Eingänge sind nicht so einfach. Es gibt z.B. 
Isolationsverstärker (sehr teuer) oder man nimmt einen SPI-ADC + 
Isolator (ADUM1401) + DCDC-Wandler.

von Dennis (Gast)


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Thomas Eckmann schrieb:
> Du hast doch oben auf großer Macker gemacht

??? Ich habe das ganze neutral gehalten, indem ich nur gesagt habe, was 
ich vorhabe. Wofür es ist, oder durch was auch immer veranlasst, ist 
doch egal. Hätte ich jetzt von vornherein das Wort Schule geschrieben, 
dann hätte es geheißen, dass das doch bestimmt besprochen wurde, oder 
das es wieder darum geht, dass jemand anderes meine Hausaufgaben macht.

Thomas Eckmann schrieb:
> Was regst du dich denn auf?

Und aufregen tue ich mich nicht, ich kann es nur nicht nachvollziehen 
:-\

Peter Dannegger schrieb:
> Sofern nicht extra angegeben, sind Stromausgänge nicht erdfrei.

Hallo Peter!

Danke für deine Antwort. Der Stromausgang ist nicht! mit der 
Gehäusemasse verbunden...also was ich sagen will, der Bezug ist nicht 
die Gehäusemasse, sondern eben Versorgung-. Ob Versorgung- und PE an 
anderer Stelle ggf. verbunden werden (Netzteil), das kann ich nicht 
ausschließen.

Peter Dannegger schrieb:
> Digitale Ausgänge macht man vorzugsweise mit Relais oder Opto-MOS

Auch wenn der Ausgang digitales Verhalten aufweist, so ist es 
letztendlich ja nur ein Schaltausgang, welcher Strom liefert. Der ist ja 
nicht für Daten vorgesehen, sondern kann beispielsweise ein Relais o.ä. 
schalten.

Peter Dannegger schrieb:
> Analoge Eingänge sind nicht so einfach.

Die habe ich ja zum Glück nicht.

von Peter D. (peda)


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Dennis schrieb:
> Ob Versorgung- und PE an
> anderer Stelle ggf. verbunden werden (Netzteil), das kann ich nicht
> ausschließen.

Ich würd sogar vermuten, das ist Pflicht.
Stell Dir vor, in einer großen Anlage in deren großem Kabelwust berühren 
sich eine 24V- und eine 230V-Leitung.
Ohne Erdung merkt das keine Sicherung. Und wenn dann jemand die 
24V-Kabel anfaßt, wird er ein schönes Tänzchen aufführen.


Dennis schrieb:
> Es handelt sich um eine Schaltung, bei der sowohl ein analoges
> 4-20mA-Signal

Dennis schrieb:
> Peter Dannegger schrieb:
>> Analoge Eingänge sind nicht so einfach.
>
> Die habe ich ja zum Glück nicht.

Gespaltene Persönlichkeit?

von Dennis (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Gespaltene Persönlichkeit?

Nee, aber das ist ja ein Ausgang, kein Eingang. Das meinte ich.

von oszi40 (Gast)


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Dennis schrieb:
> Es handelt sich um eine Schaltung, bei der sowohl ein analoges
> 4-20mA-Signal, wie auch ein Schaltausgang vorhanden ist.

Also analog rein und digital raus. Wozu? Wie genau?

Deine Detektor-Schaltung am Eingang kannst Du wegwerfen.

Entweder hast Du einen Optokoppler um das Masseproblem zu umgehen oder 
suchst mal nach Eingangsspannungsschutz im Web.

von Jens M. (Gast)


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Dennis schrieb:
> sowie +/- 8kV Luftentladung aufs Gehäuse.

Mal quick and dirty.

Womit deine Varistoren U$4 und U$10 diese in deine Schaltung leiten 
können (je nach PE Güte). Da niemand wissen kann was an Vin und Loopxx 
hängt erreichst du meiner bescheidenen Meinung nach das Gegenteil von 
dem was du willst.


Ein bisschen Begriffserklärung:
PE ist zu deutsch Schutzleiter, er dient dazu leitende Teile des 
Gehäuses auf Erdpotential zu legen. Ein reiner Berührschutz. Wo der 
letztlich mit dem Neutralleiter verbunden im Erdreich versinkt weiß kein 
Mensch.

Dann gibt es GND auch Masse genannt was den Minuspol der Versorgung 
kennzeichnet.

Zum Schluss noch Shield, das ist ein Schirm

Alle drei können gleiches Potential haben, müssen aber nicht.

Es ist hilfreich das zu trennen.


Wenn der Mann mit der Pistole kommt um deinem süßen Kästchen per EMI den 
garaus zu machen dann ballert er da elektrische Energie drauf.

Die gilt es abzuleiten oder zu vernichten oder per Isolation 
wegzuhalten.

Deine Eingangsschaltung ist da übertrieben und deine Ausgangsschaltung 
stirbt vermutlich sofort da der TVS nach dem ersten Beschuss das 
zeitliche segnet.

Der Sinn des Kondensators am Ausgang erschließt sich mir nicht so 
richtig, hast du das mal simuliert?

von Dennis (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Also analog rein und digital raus. Wozu? Wie genau?

Nein, also:

Das ganze Gerät soll die Temperatur messen. Diese Messung soll analog 
über ein 4-20mA nach draußen gehen. Zusätzlich kann man einen 
Schaltpunkt definieren, der bei Erreichen einer eingestellten Temperatur 
gegen + schaltet, also quasi ein Relais o.ä. schalten kann.

1
 -------
2
|       |------- Versorgung +
3
|       |------- Versorgung - (GND: Bezugspotential)
4
| Gerät |
5
|       |------> 4...20mA Ausgang (gegen GND)
6
|       |------> Schaltausgang (ONP gegen GND)
7
 -------
8
    *
9
   / \
10
    |
11
    Temperaturmessung

So soll das ganze aussehen.

oszi40 schrieb:
> Deine Detektor-Schaltung am Eingang kannst Du wegwerfen.

Was genau zählt für dich dazu? Eine Diode zum Verpolschutz brauche ich 
ja definitiv. Sowohl am Eingang, wie auch an den Ausgängen. Oder sind 
nicht die Dioden das Problem, sondern andere Bauteile.

oszi40 schrieb:
> Entweder hast Du einen Optokoppler um das Masseproblem zu umgehen

Ein Masse"problem" habe ich ja nicht.

oszi40 schrieb:
> oder
> suchst mal nach Eingangsspannungsschutz im Web

Das habe natürlich bereits getan, bevor ich hier gepostet hab. Daher kam 
ja auch meine Eigenkreation. Diese entstammt aus den zusammengetragenen 
Ergüssen meiner Suche.

Jens Martin schrieb:
> Womit deine Varistoren U$4 und U$10 diese in deine Schaltung leiten
> können (je nach PE Güte).

Der Varistor ist U$11. Er ist da, um Spannungsspitzen zwischen den 
Versorgungspins nieder zu halten. U$4 und U$10 sind TVS-Dioden, welche 
Peaks auf den Leitungen nach Erde ableiten sollten. Diese hatte ich dazu 
angedacht, dass wenn beispielsweise eine Entladung auf die 
Versorgungsleitung kommt. Da diese aus der Luft kommt, ist deren Bezug 
ja quasi Erde. Daher dachte ich, dass diese Energie so abgeleitet werden 
kann.

Jens Martin schrieb:
> Wenn der Mann mit der Pistole kommt um deinem süßen Kästchen per EMI den
> garaus zu machen dann ballert er da elektrische Energie drauf.

Aufs Gehäuse meinst du jetzt, oder auch die Signalleitungen? Das Gehäuse 
sollte natürlich geerdet sein, dann sollte die Energie doch eigentlich 
abgeleitet werden? (Gehäüse ist Metall)

Dass ich mir so die Energie von PE auch in die Schaltung holen kann, ist 
mir schon irgendwie bewusst, aber irgendwie habe ich es 
schaltungstechnisch erstmal versucht.

Jens Martin schrieb:
> Deine Eingangsschaltung ist da übertrieben

OK, welche Bauteile hälst du denn für falsch und welche für richtig? 
Bzw. wie sollte ich es ändern?

Jens Martin schrieb:
> deine Ausgangsschaltung
> stirbt vermutlich sofort da der TVS nach dem ersten Beschuss das
> zeitliche segnet

Ich hatte gedacht, dass die TVS-Dioden kurzzeitig ja einiges an Energie 
wegstecken können und diese die Impulse daher auch aushalten können. 
500W können die SMAJ30 ja kurzzeitig wegstecken.

Jens Martin schrieb:
> Der Sinn des Kondensators am Ausgang erschließt sich mir nicht so
> richtig, hast du das mal simuliert?

Der Hintergedanke dazu war folgender: Ich dachte, er leitet den 
Stromstoß einer Entladung nach PE ab, da er bei der Entladung einen 
Stromfluß zulässt und somit Energie wegnimmt. Ich hatte die so ähnlich 
angedacht, wie die Durchführungskondensatoren in Metallgehäusen.

Ihr seht schon, ich habe mir was dabei gedacht, dass das nicht alles 
Hand und Fuß hat, das habe ich mir natürlich ebenso gedacht. Aber das 
waren halt erstmal meine Gedanken. Diese habe ich dann hier gepostet, 
damit mich vielleicht jemand eines besseren belehrt.

Ich hatte auch vorher schon die Threads hier durchsucht, aber dieses 
Thema mit der Schutzbeschaltung trennt irgendwie immer die Gemüter, da 
es hier nicht die Allerweltlösung gibt. Entdprechend informationslos 
sind die Themen dann leider auch. Wenn hier bei der Geschichte was 
sinnvolles bei raus kommen würde, dann wäre das bestimmt auch hilfreich 
für andere Leute nach mir. Vielleicht wäre das auch mal einen Artikel 
wert, damit die Geschichte ein für allemal erklärt ist (oder zumindest 
einen vernünftigen Startpunkt ergibt). Das ich nicht die richtige Person 
dafür bin, das seht ihr, denn ich sammle gerade Informationen von euch, 
bzw. versuche es.

Ich danke euch auf jeden Fall schonmal für eure Antworten, da diese ja 
jetzt auch zum Thema gehören!

Dennis

von Hans (Gast)


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Muß trotzdem mal nachhaken: Die Problematik (EMV, Störfestigkeit, 
Schutz) die Du da ansprichst ist nicht ohne und benötigt etliche 
Lehrstunden/ Praxiserfahrung. Ich kann mir fast nicht vorstellen, daß 
Ihr das in der Technikerausbildung so aus dem Ärmel schütteln können 
sollt. Da würde ich doch mal den Lehrer/ Dozenten direkt angehen, wie 
Ihr das leisten sollt...

von Dennis (Gast)


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Das ist vollkommen richtig und dient ja im Endeffekt auch nur dazu, uns 
sinnvolle Gedanken dazu zu machen. Das wird ja kein Gerät, welches 
irgendwo im Einsatz bestehen muss. Aber da die Möglichkeit besteht, 
diese Sachen anschließend zu testen, schadet es halt nicht, wenn man 
sich damit mal befasst. Und klar sieht es am Ende besser aus, wenn die 
Elektronik noch lebt. Vor allem, wenn andere vielleicht aufallen.

Ich interessiere mich ja auch dafür, daher wäre es mir persönlich ja 
schon wichtig, da eine geeignete Lösung zu finden. Es ist kein 
Beinbruch, wenn das am Ende nicht funktioniert. Das ist nur ein Goodie 
obendrauf, dass wir uns daran versuchen können. Das eigebtliche Ziel ist 
die Umwandlung eines Messwertes in einen analogen Ausgangsstrom. Und das 
funktioniert.

von Dennis (Gast)


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So, ein neuer Tag ist angebrochen. Vielleicht ist ja auch heute ein 
netter Mensch aufgestanden, der mir bei meiner nach wie vor aktuellen 
Prblematik unter die Arme greifen kann?

Bitte helft einem ahnungslosen :-)

von Stefan (Gast)


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Ich habe jetzt nicht alles mitgelesen.

Mir ist jedoch gelich aufgefallen, dass die ganzen Kondensatoren und 
Schutzdioden an PE anstatt GND angeschlossen sind.

Die Schaltung wird so genau das Gegenteil bewirken, als zu schützen.

von Dennis (Gast)


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Stefan schrieb:
> Mir ist jedoch gelich aufgefallen, dass die ganzen Kondensatoren und
> Schutzdioden an PE anstatt GND angeschlossen sind.

Ja, das stimmt. Wie gesagt, ich habe mir das so im Internet 
zusammengesucht. Hier ist z.B. noch ein Bild von einer Variante, wo eine 
Signalleitung auch gegen Gehäusemasse geschützt wird.

Die ganze Geschichte scheint aber auch für andere nicht so einfach zu 
sein, da hier eigentlich niemand bis jetzt ein Beispiel gebracht hat, 
wie man es sinnvoll macht. Daher stochere ich immernoch im Dunkeln.

von Dennis (Gast)


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Hier ist noch ein alter Thread, der ähnliches behandelt:

Beitrag "EMV-Störsicherheit - Schutzbeschaltung - bitte um Hilfe"

Aber eigentlich auch ohne Lösung.

von Dennis (Gast)


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So, ich suche ja immernoch im Web. Hier ist z.B. auch ein Bild, welches 
eine TVS-Diode gegen das Gehäuse hat.

Also irgendwie werde ich immer unsicherer...

von Dennis (Gast)


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Das hier steht z.B. am Ende eines Artikels:

Finally, the chassis (frame) ground should be the ESD reference, not the 
signal (digital) ground (Fig. 3, again). The objective is to transfer 
the ESD out of the signal environment. By referencing the ESD TVS 
protection device to chassis ground, unintentional noise effects, like 
ground bounce, can be avoided. The goal is to keep the signal (data) 
environment as clean as possible.

http://electronicdesign.com/boards/key-considerations-esd-circuit-protection

von Stefan (Gast)


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Das ergibt Sinn. Aber dann muss noch ein weiterer Schutz drin sein, der 
allzu hohe Spannungs-Differenzen zwischen GND und PE verhindert.

Denn für IC's zählt ja an allen Pins die Spannung relativ zu GND und 
VCC.

von Dennis (Gast)


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Ja, Sinn ergibt es schon, aber wie jetzt umsetzen? Irgendwie komme ich 
icht weiter :-\ Es steht hier so, da so...

von oszi40 (Gast)


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Dennis schrieb:
> Thema mit der Schutzbeschaltung trennt irgendwie immer die Gemüter, da
> es hier nicht die Allerweltlösung gibt.

Da sehe ich 2 Baustellen:
1. Die Beschaltung der Schaltung

Kunst ist: möglichst den Schaden von der Schaltung fern zu halten. Das 
kann von Fall zu Fall verschieden sein. Dioden und Varistoren sind zwar 
schöne Bauteile, haben aber oft die Wirkung einer Brechstange weil sie 
irgendwas kurzschließen sollen und bei höherer Energie zum Tode 
verurteilt sind. Nützlicher erscheint mir, in einigen Fällen den Strom 
zu begrenzen und DANN diese Spitzen erst abzuschneiden.

2. Der wirkliche Aufbau (da jeder Draht auch eine Antenne ist).

Die meisten Schäden hatten in der Vergangenheit Leiterplatten, die 
irgendwie mit der Außenwelt verbunden waren und Netzteile.

von Stefan (Gast)


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Manchmal reicht einfach ein Widerstand gegen Überspannung und ein R/C 
Glied gegen Radiowellen und Peaks:
1
       100 Ohm     47k Ohm
2
In o---[===]---+---[===]-----> zum Mikrocontroller
3
               |
4
              === 10µF
5
               |
6
GND o----------+------------->

Was ich damit sagen will: Es kommt sehr auf den Anwendungsfall an und 
vor welchen Störungen Du schützen willst. Das Konstrukt kann so einfach 
sein, aber auch beliebig komplex und teuer werden.

Viele Schutzschaltungen gehen davon aus, dass bei extremen Störungen ein 
preisgünstiges und leicht austauschbares Bauteil zerstört wird - zum 
Beispiel eine Schmelzsicherung in Kombination mit einem Varistor, 
Z-Diode oder Funkenstrecke.

Man kann auch den Mikrocontroller absichtlich kaputt gehen lassen, wenn 
er leicht austauschbar und billig ist.

von Netzwerker (Gast)


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Stefan schrieb:
>Viele Schutzschaltungen gehen davon aus, dass bei extremen Störungen ein
>preisgünstiges und leicht austauschbares Bauteil zerstört wird - zum
>Beispiel eine Schmelzsicherung in Kombination mit einem Varistor,
>Z-Diode oder Funkenstrecke.
>
>Man kann auch den Mikrocontroller absichtlich kaputt gehen lassen, wenn
>er leicht austauschbar und billig ist.

Das ist so nicht richtig.
Bei EMV-Prüfungen gibt es sogenannte Bewertungskriterien.
Üblich ist die Aufteilung in die Kriterien A, B und C
Als Kriterium A ist allgemein definiert, dass das Gerät keine 
Beeinflussung während der Prüfung aufweisen darf.
Bei Kriterium B darf das Gerät beeinflusst werden, jedoch nicht kaputt 
gehen.
Nur Kriterium C lässt den Zugriff durch den Anwender zu (z. B. Austausch 
einer Sicherung)

Es sollte jedoch immer versucht werden mindestens Kriterium B 
einzuhalten.
Als optimal ist natürlich Kriterium A anzusehen.

von Jens M. (Gast)


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Dennis schrieb:
> Irgendwie komme ich icht weiter :-\ Es steht hier so, da so...


Es gibt da 1. eine Menge Voodoo und 2. keine allgemein gültigen 
Grundsätze.

Lernen kann man da auch oft das falsche, auch die Ausbildung unterliegt 
Modeerscheinungen. Am besten du vergisst alles was du jemals über EMV 
gehört hast und machst dir eigene Gedanken.

Eine TVS Diode nach PE wirkt z.B. nur bei Störungen wo der einer Pol die 
Erde ist. Logisch oder? Das ist z.B. bei einem direkten Blitztreffer der 
Fall, aber der Fall ist in der Regel vernachlässigbar.

Für Entladungen statischer Energie z.B. kann Sie schlicht unwirksam 
sein. Schon das Feld das ein Blitz abstrahlt ist meines Wissens nicht 
erdbezogen.

Oder statische Aufladung. Der andere Pol der Ladung kann überall sitzen, 
nicht nur in der "Erde".

Hf Störungen sind meistens völlig erdfrei (wie Satellitenkommunikation 
und Handys wohl hinreichend nachweisen). Wohin sollen die abgeleitet 
werden?

Da musst du halt verhindern das Sie in deine Schaltung einstrahlen. 
Schirmen oder vernichten kenne ich da.

Voodoo bekämpft man mit methodischer Planung.
Mach dir ein Störkonzept ein Schutzzonenschema und eine Checkliste zur 
Entstörung.


z.B. aus Sicht möglicher Störungen

1. Welche Störung, welche Richtung (rein/raus), welche Energie?
1.1. Fehler in Baugruppe A
1.1.1 Wie verhindern?
1.2. Fehler in Baugruppe B
1.1.2 Wie verhindern?

2. Welche Störung, welche Richtung (rein/raus), welche Energie?
2.X. Welchen Fehler in welcher Baugruppe
2.Y. Wie verhindern?

X. Die nächste Störung ...

Das ganze ist dann rekursiv:

Y. Störungen durch die Schutzmaßnahmen
Y.1 usw.

So kannst du dich um jede einzeln kümmern was den Lerneffekt "etwas" 
beschleunigt.

von Jens M. (Gast)


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Noch vergessen:

Die Schutzmaßnahmen für Bioformen jeder Art (Mensch Hund Rind etc.) 
würde ich streng davon trennen. Es verwirrt Sie zusammenzurühren.

PE z.B. ist eine Schutzerde.  Die hat bei der EMV Betrachtung nichts zu 
suchen.

von Stefan (Gast)


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@Netzwerker:
>> Als Kriterium A ist allgemein definiert, dass das Gerät keine
>> Beeinflussung während der Prüfung aufweisen darf.

>> Bei Kriterium B darf das Gerät beeinflusst werden, jedoch
>> nicht kaputt gehen.

>> Es sollte jedoch immer versucht werden mindestens Kriterium
>> B einzuhalten.

Das sagst Du jetzt. Der TO hat nicht geschrieben, Stufe B erreichen zu 
wollen und er hat auch die Testbedingungen nicht beschrieben.

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