DC/DCs - Ausgangsfilter

Das hängt davon ab ob du mit dem in Datenblatt beschriebenen 
Ausgangsrippel leben kannst. Wenn du eine große Verstärkung hast werden 
aus den wenigen µVpp eben auch mal schnell 500mVpp

Man kann natürlich filtern. Aber man kann auch zuerst mal nachschauen 
wie stark der Ripple in der Versorgungsspannung bis zum Ausgang des OPV 
durchkommt.

Das passende Stichwort im Datenblatt des OPV ist PSSR:
Power Supply Rejection Ratio

Beim LM358, einem billigen Allerwelts-OPV, liegt der Wert typisch bei 
100 dB. Da bleibt nicht mehr viel vom Ripple übrig.

Ich bin mir aber gerade nicht sicher wie gut steile Flanken bedämpft 
werden. Ein Lämpchen im Hinterkopf teilt mir gerade blinkend mit, daß 
hohe Frequenzen in der Versorgung evetuell nicht schnell genug 
kompensiert werden können und teilweise besser durchkommen könnten. In 
dem Falle wäre der Filter nicht auch die Schaltfrequenz und den Ripple 
auszulegen, sondern auf die steilen Flanken und die höherfrequenten 
Oberwellen.

Hai!

Carsten R. schrieb:

> Beim LM358, einem billigen Allerwelts-OPV, liegt der Wert [PSRR]
> typisch bei 100 dB. Da bleibt nicht mehr viel vom Ripple übrig.

Wahrscheinlich bei 50Hz oder 100Hz gemessen, ja.

> Ich bin mir aber gerade nicht sicher wie gut steile Flanken
> bedämpft werden. Ein Lämpchen im Hinterkopf teilt mir gerade
> blinkend mit, daß hohe Frequenzen in der Versorgung evetuell
> nicht schnell genug kompensiert werden können und teilweise
> besser durchkommen könnten.

Sehr gut. Ist das Laempchen serienmaeszig, oder wurde das
irgendwann nachgeruestet? :^)

PSRR wird (wie CMRR und fast alles andere auch) mit steigender
Frequenz schlechter. --> Filtern ist kein Fehler.

Grusz,
Rainer

Hai!

Peter S. schrieb:
> ich wollte mal Fragen, ob Ihr bei den DC/DC Wandlern von
> Traco Power irgend welche Ausgangsfilter nach schaltet?

Bei kritischen Anwendungen mache ich das, ja.

> Prinzipiell werden bei den Application Notes Eingangsfilter
> beschrieben, von den Ausgängen wird allerdings nichts erwähnt.
> Sind diese bereits im Wandler integriert?

Ohne es genau zu wissen gehe ich davon aus, dass die uebliche
Drossel und ein Ladekondensator integriert sind.

> Etwas konkreter: Ich möchte z.B. eine analoge OPV Schaltung
> mit einem TMR 3-2423 versorgen (also +-15V für die OPV's).
> Benötige ich zusätzlich zum beschriebenen Eingangsfilter
> auch ein Ausgangsfilter?

Einen vernuenftigen Sieb-Elko wuerde ich immer anschlieszen,
vermutlich auch einen KerKo parallel dazu.

Ansonsten haengt der notwendige Aufwand primaer vom
Frequenzbereich ab, in dem Deine OPV-Schaltung arbeiten soll,
und natuerlich von der angestrebten Verstaerkung.

Fuer eine PT1000-Auswertung oder einen DC-Vorverstaerker fuer
ein Multimeter sind vermutlich keine besonderen Masznahmen
notwendig. Wenn Du dagegen hochwertigeres Audio-Zeugs oder
Ultraschall machen willst, wuerde ich unbedingt gut filtern.

Meiner dunklen Erinnerung nach liegt der Hauptteil der
Stoerungen bei den Traco-Kistchen im Bereich ueber 1MHz.
Da genau dort auch unsere Messfrequenzen gelegen haben,
musste ich ziemlich drastisch filtern (Eisenblechgehaeuse,
3-gliedrige LC-Tiefpaesse). Stoerungen waren nicht nachweisbar,
obwohl sich unsere Messsignale im unteren µV-Bereich bewegten.

Ggf. hilft auch ein normaler Laengsregler (Low-Drop-Regler);
30dB Verbesserung bringt der sicherlich, aber im Gegensatz zu
einem RC-Tiefpass ist der Ausgangswiderstand niedrig. Bei
normalem Audiokram hilft jedoch u.U. schon ein einfacher
Tiefpass.

Generell: Die kleinen DC/DC-Wandler sind - meiner Meinung nach
zu Unrecht - verschrieen wegen der riesigen Stoerungen, die
sie angeblich erzeugen. Ich kann das in der Form nicht bestaetigen.

Allerdings muss man beachten, dass sich diese Stoerungen im
Bereich um 1MHz nicht nur auf dem Draht ausbreiten, sondern auch
hervorragend als Feld bzw. Welle. Gegenmasznahme ist auch klar:
Abstand, oder Schirmbox - moeglichst aus Eisenblech.

Ach ja: Wenn Du Zugang zu einem Oszi mit Spektrumanzeige hast,
kann man die Stoerungen auch messen. Das hilft auch, den
Erfolg vom Abschirm- und Entstoermasznahmen zu beurteilen.

Grusz,
Rainer

Rainer Ziegenbein schrieb:
> Sehr gut. Ist das Laempchen serienmaeszig, oder wurde das
> irgendwann nachgeruestet? :^)

Das war ein Upgrade welches bei mir irgendwann vom Forum nachgerüstet 
wurde. :P

Rainer Ziegenbein schrieb:
> Wahrscheinlich bei 50Hz oder 100Hz gemessen, ja.

Nach der Frequenz habe ich im Datenblatt vergeblich gesucht. Daher 
vermute ich auch, daß es eher eine niedrige Frequenz war, denn sonst 
könnte man damit angeben. Ich hatte jetzt allerdings auch nicht die Muße 
zig Datenblätter zu durchforsten.

Mir ging es im wesentlichen auch darum den Blick auf die richtigen 
Frequenzen zu lenken und nicht irgendeinen Filter einzubauen. Ich bin da 
im Moment nicht mehr so in dem Thema drin, aber es wird wieder auf mich 
zukommen.

100 nF für Kerkos am IC sind die übliche Größe.

Vernünftiger Elko ist reltiv. Er muß zum Strom, genauer Stromripple, 
passen. Also ist es ohne Schaltplan und Layout nicht zu sagen. Je 
glatter es werden soll und je höher der Stromripple ist, umso größer muß 
die Kapazität vom Elko sein und umso kleiner muß der ESR sein. Umgekehrt 
bedeutet es auch: Es muß nicht immer ein Low-ESR Elko mit meheren 
tausend µF sein. Es schadet aber auch in der Regel nicht wenn der ESR 
niedrig ist. Es gibt aber auch Ausnahmen.

Man dimensioniert normalerweise nach Anforderung. Die sind hier 
unbekannt. Als Hobbyist kann man auch Einheitsware verwenden und lebt 
damit daß man manchmal mit Kanonen auf Spatzen schießt, muß dafür aber 
nicht jedes Bauteil einzelnd bestellen.

Wenn Dir die Genauigkeit wichtig ist, würde einen neuen Elko nehmen zu 
dem ich ein Datenblatt finden kann und keinen ausgelöteten recycelten in 
fragwürdigem Zustand.

Folgendes ist in Ermangelung von Schaltplan und Layout nur geschätzt.

Da Du maximal nur 600 Hz verarbeitest ist für die Versorgung der Last 
kein Low-ESR zwingend erforderlich. Wenn so etwas aber da ist, was 
soll's. Wenn es nur ein (Spannungs-) Signal ist und kein größerer Strom 
der vom OPV getrieben werden soll, so kann man auch auf den Elko ganz 
verzichten.

Wenn es um den Eingansseitigen Ripple geht, so bekämpft man diesen am 
besten dort wo er entsteht. Daß heißt es käme ein Low-ESR an nahe an den 
Traco. Der wäre dann an der Last am Traco zu bemessen (Stromripple 
berechnen und Kapazität anhand der gewünschten Restwelligkeit der 
Spannung ausrechnen). Nun ist im Datenblatt aber schon eine 
Restwelligkeit angegeben und ebenso auch die maximale kapazitive Last. 
Die Summe der Elkos sollte diesen Wert nicht ausreizen! Die Kapazitäten 
sollte man Anteilig verteilen. Orte mit höheren Strömen und Frequenzen 
wären zu bevorzugen.

Die nächste Frage ist, was hängt da noch am selben Traco? Ich hoffe es 
ist nicht nur der OPV. Dann wäre die Last höchstwahrscheinlich zu gering 
als daß der Traco vernünftig laufen könnte. Da sollte man einen 
gleichmäßigen Verbraucher parallel schalten (Widerstand, LED mit 
Vorwiderstand, Glühbirne...), so daß er Traco mindestens zu 20% seiner 
Möglichkeiten gefordert wird.

Hai!

Peter S. schrieb:
> Die OPV Schaltung wird verwendet um ein differentielles
> Sinus-Signal mit max. 600 Hz in ein Single-Endend Signal
> umzuwandeln (Differenzverstärker).

Ach so, gut.
Die Frequenz ist also relativ niedrig, und die Amplitude ist
(vermutlich) vernuenftig grosz, so dass wenig Verstaerkung
erforderlich ist.

> Weiters benutze ich einen anderen DC/DC Wandler (ebenfalls
> von Traco) der die Signalquelle mit 5V versorgt (die
> Signalquelle ist ein optischer Weggeber).

Ahh. Guter Hinweis. - Diesen zweiten Traco sollte man
vielleicht auch entstoeren, wenn das noch nicht der Fall
sein sollte.

> Rainer Ziegenbein schrieb:
>> Einen vernuenftigen Sieb-Elko wuerde ich immer anschlieszen,
>> vermutlich auch einen KerKo parallel dazu.
>
> Vermutlich würde das in meinem Fall genügen. Kannst du das
> bitte noch etwas konkretisieren?

Ja. :^)

> Was ist ein vernünftiger Sieb-Elko bzw.

Die von Dir angegebene Application Note sagt, dass beim TMR 3-2423
Elkos von je 330µF zulaessig sind. Ich wuerde es mit 100µF/105°C
probieren. (Spannung nicht zu knapp waehlen; mindestens 25V.)
Ggf. Low-ESR-Elko waehlen; kann aber nicht abschaetzen, wie
kritisch das ist.

> wäre ein 100nF Kerko ok?

Ja.

> Der Sieb-Elko wäre auch parallel zum DC/DC

Ja.

> oder habe ich das falsch verstanden?

Nein, korrekt verstanden.

Aus dem Bauch heraus wuerde ich folgendes tun:
 - Die 100µF/100nF von oben direkt beim Traco anordnen.
 - Weitere 10µF/100nF direkt am OPV anbringen
 - moeglichst Abstand zwischen Traco und OPV vorsehen (3cm oder mehr)
 - bei Problemen hier nachfragen und genaue Einbau-Situation schildern 
:)

Grusz,
Rainer

Hai!

Carsten R. schrieb:
> Die nächste Frage ist, was hängt da noch am selben Traco? Ich
> hoffe es ist nicht nur der OPV. Dann wäre die Last
> höchstwahrscheinlich zu gering als daß der Traco vernünftig
> laufen könnte.

Wir haben Traco TEL 3-xxxx zu Dutzenden verbaut. Nach meiner
Erinnerung (habe jetzt nicht nachgesucht) schreibt das
Datenblatt keine Mindestlast vor, und wir hatten auch nie
Probleme mit geringen Lasten. Kann aber freilich stark vom
konkreten Typ abhaengen --> immer Datenblatt befragen.

> Da sollte man einen gleichmäßigen Verbraucher parallel
> schalten (Widerstand, LED mit Vorwiderstand, Glühbirne...),
> so daß er Traco mindestens zu 20% seiner Möglichkeiten
> gefordert wird.

Ob das notwendig ist, weiss ich nicht, aber schaden wird
es auch nicht :)

Grusz,
Rainer

Hai!

Ingrid (ist die hier bekannt?) schrieb:

> Die von Dir angegebene Application Note sagt, dass beim TMR 3-2423
> Elkos von je 330µF zulaessig sind. Ich wuerde es mit 100µF/105°C
> probieren. (Spannung nicht zu knapp waehlen; mindestens 25V.)
> Ggf. Low-ESR-Elko waehlen; kann aber nicht abschaetzen, wie
> kritisch das ist.
>
>> wäre ein 100nF Kerko ok?
>
> Ja.
>
>> Der Sieb-Elko wäre auch parallel zum DC/DC
>
> Ja.
>
>> oder habe ich das falsch verstanden?
>
> Nein, korrekt verstanden.
>
> Aus dem Bauch heraus wuerde ich folgendes tun:
>  - Die 100µF/100nF von oben direkt beim Traco anordnen.
>  - Weitere 10µF/100nF direkt am OPV anbringen

Mist, unklar ausgedrueckt:

Alle Kondensator-Angaben beziehen sich auf auf eine Versorgungs-
spannung, also z.B. von +15V gegen Masse. Fuer die -15V gegen Masse
ist nochmal genau dieselbe Beschaltung erforderlich (Polung beachten!).

Grusz,
Rainer

Rainer Ziegenbein schrieb:
> Wir haben Traco TEL 3-xxxx zu Dutzenden verbaut. Nach meiner
> Erinnerung (habe jetzt nicht nachgesucht) schreibt das
> Datenblatt keine Mindestlast vor, und wir hatten auch nie
> Probleme mit geringen Lasten.

Stimmt, ich hatte auch keine Vorgaben gefunden. Aber ich hatte auch noch 
keinen Traco mit einem Oszi geprüft. Jeder Schaltregler kommt in den 
lückenden Betrieb bei kleiner Last. Wenn man sich um Störungen analoger 
Teile sorgen macht ist das also eine Überlegung wert, es sei denn der 
Traco sorgt intern selbst für seinemindestlst. Natürlich funktionieren 
die Dinger auch im lückenden Betrieb, aber die Spannung am Ausgang sieht 
ohne Lücke besser aus. ;-)