Dimensionierung EMV-Schutzkondensator

#3403208
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Hallo zusammen,

kann mir jemand bitte erläutern, wie ich einen EMV-Schutzkondensator 
richtig dimensioniere. Es geht um eine Eingangsschutzschaltung eines 
µCs. Laut einer Internetseite liegen die Werte zwischen 100 pF und 
wenigen nF.

Danke im Voraus.
#3404322
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Electric Johnny schrieb:
> Wenn kein Kondensator an den Eingang kommt, wieso ist er dann in der
> Schaltung aufgeführt? Welche Bedeutung hat er?

Wir können nicht hellsehen, wo Du die Schaltung her hast und wozu sie 
dient.
Die wird ja nicht ohne Text da gestanden haben.

Ohne den Kondensator ist es eine typische NF-Verstärkerstufe, hat also 
mit MCs nichts zu tun.
#3404361
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>Wenn kein Kondensator an den Eingang kommt, wieso ist er dann in der
>Schaltung aufgeführt? Welche Bedeutung hat er?

In so einer Schaltung macht er recht wenig Sinn, weil er die Quelle 
eventuell unzulässig kapazitiv belastet und weil er wegen der direkten 
Verbindung danach zur Basis des Transistors kaum eine positive Wirkung 
hat. Das ist wahrscheinlich irgendeine Fantasieschaltung in deinem Buch, 
die keinen Praxiswert hat. So, wie dort gezeigt, macht man es jedenfalls 
nicht.

Gegen was soll denn der Cap überhaupt gut sein? Steht das auch in deinem 
Buch?
#3404455
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Electric Johnny schrieb:
> Es geht um diese
> Schaltung.

Du unterliegst dem Irrtum, daß ein Schaltungsteil, irgendwo 
rausgerissen, selbsterklärend ist. Ist er nicht!
Deine Schaltungen ohne den dazugehörenden Kontext sind vollkommen 
sinnlos.

Kondensatoren ohne Strombegrenzung können genau das Gegenteil bewirken, 
d.h. die Erzeugung extrem hoher Stromspitzen und damit von Störungen.
Gast #3404947
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Peter Dannegger schrieb:
> An Eingänge kommen niemals Kondensatoren!

In Deiner Welt vielleicht nicht, in meiner schon.

Peter Dannegger schrieb:
> Kondensatoren ohne Strombegrenzung können genau das Gegenteil bewirken,
> d.h. die Erzeugung extrem hoher Stromspitzen und damit von Störungen.

Das ist richtig. Deshalb werden diese Filterkondensatoren auch entweder 
als Durchführungskondesnsator oder direkt am Stecker platziert gegen 
Gehäuse angeschlossen.

Es ist wie beim Putzen: wenn man den EMV-Dreck gleichmäßig auf der 
Fläche verteilt wird er nicht mehr als störend empfunden.

Gruß Anja
Gast #3404977
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>An Eingänge kommen niemals Kondensatoren!
An heutigen Steuergeräten im KFZ sitzen an fast jedem PIN direkt am 
Kabelbaumstecker ESD Kondensatoren. Größenordnung 1nF .. 10nF.
Und bestimmt nicht, weil es Angstbauteile sind.

Eine ESD Ladung muss soweit wie möglich von der Leiterplatte bleiben. 
Also direkt am Stecker.

Das Human-Body Modell sagt Dir wie viel Energie du hast. Kann man am 
Kondensator in Spannung umrechnen und dann nachprüfen, ob es reicht.
Die Messung bestẗigt das dann.

Alternative, wenn keine Cs möglich sind (BUS-Systeme) dann (teurere) 
ESD-Schutzdioden.
#3405269
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>Ja die Schaltung habe ich auch nur gefunden wo ich nach der Berechnung
>für einen EMV-Schutzkondensator gesucht habe. Es geht um diese
>Schaltung.

Es hängt von den dort zu erwartenden Störungen und der Bandbreite deines 
Nutzsignals ab, was sinnvoll ist. Wenn du ein DC-Signal hast und kaum 
Störungen zu erwarten sind, kannst du einen 10...100nF Cap verbauen. Der 
kann zu einem gewissen Grad ESD aufnehmen. Der Rest wird von R301 und 
von  internen Schutzdioden des µC abgefangen. Diese Bauteile bilden dann 
eine Art Feinschutz. Wenn du gar keinen ESD erwarten mußt, kannst du den 
Cap auch ganz weglassen.

Bei stärkeren Störungen kann dem Cap aber auch eine Transzorb 
parallelgeschaltet werden.

Wenn du aber nicht DC-Signale hast, mußt du vielleicht deutlich kleinere 
Kapazitäten vorsehen, weil größere sonst den Treiber zu stark belasten. 
Deutlich kleinere Kapazitäten können aber nicht mehr unbedingt ESD 
verkraften. Wenn du dann immer noch ESD oder stärkere Störungen erwarten 
mußt, kann beispielsweise eine "low capacitance" Transzorb eingesetzt 
werden.

Wenn du vorwiegend an einer HF-Filterung interessiert bist, dann ist es 
sinnvoll auch R302 einen Cap parallel zu schalten, weil dieser dann mit 
R301 ein wirkungsvolles Tiefpaßfilter bilden kann, viel wirkungsvoller 
als ein einzelner Cap am Eingang der Schaltung.

Es hängt also von vielen Faktoren ab, was dort für eine Kapazität 
vorzusehen ist und ob überhaupt.
#3405472
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Anja schrieb:
> Peter Dannegger schrieb:
>> An Eingänge kommen niemals Kondensatoren!
>
> In Deiner Welt vielleicht nicht, in meiner schon.

Ausnahmen bestätigen die Regel.
In keinem Fall darf man aber Kondensatoren wahllos mit der Schöpfkelle 
verteilen.

Kondensatoren am Eingang verbessern höchstens nur die Störabstrahlung 
(EME).
Wenn der MC ein GHz-Bolide ist, könnten durchaus Störungen über Eingänge 
entweichen.
#3407892
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Okay, hier dann ein konkretes Beispiel welches ich gefunden habe. 
Gemessen werden sollen maximal 16V. Mit den Widerstände R301 und R302 
wird die Spannung Ubs an den Messbereich des Mikrocontrollers angepasst 
(4,5V). Wie wird nun C301 dimensioniert (EMV-Schutz gegen Impulse +/- 
300V, Ri= 50 Ohm).
Angehängte Dateien:
#3407962
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Ja habe ich. Ich habe ein DC-Signal und stärkere Störungen. Die Aufgabe 
ist nun die Schaltung zu dimensionieren und nicht mit zusätzlichen 
Bauteilen zu erweitern

 "Bei stärkeren Störungen kann dem Cap aber auch eine Transzorb 
parallelgeschaltet werden"

Und ja der C301 dient als EMV-Schutz vor den Störimpulsen +/-300V und 
vor HF-Einstrahlung.
#3408024
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>Ja habe ich. Ich habe ein DC-Signal und stärkere Störungen. Die Aufgabe
>ist nun die Schaltung zu dimensionieren und nicht mit zusätzlichen
>Bauteilen zu erweitern

Dann wäre ein Cap parallel zu R302 absolut empfehlenswert! Absolut 
schwachsinnig wäre es, die Störung nur mit C301 abfangen zu wollen, weil 
Ri=50R viel zu klein ist, um brauchbare Zeitkonstanten zu erzielen. 
Außerdem wären riesige Ströme in diesen Cap und die Masse die Folge, die 
zu Potentialverschleppungen führen können.

>Und ja der C301 dient als EMV-Schutz vor den Störimpulsen +/-300V und
>vor HF-Einstrahlung.

Nein, tut er eben nicht, weil er bei großen Kapazitätswerten riesige 
Ströme fließen läßt. Da wäre eine hochohimgere Schutzschaltung, also in 
Verbund mit R301 viel sinnvoller.

C301 macht hier nur als ESD-Schutz einen Sinn. 10n/1kV wäre eventuell 
sinnvoll. Wenn dann immer noch die Ströme in die Masse zu groß sind, 
wenn +/-300V Impulse kommen, läßt man den Cap besser ganz weg und wählt 
für R301 lieber eine Version, die ESD aushält. Parallel zu R302 kommt 
dann natürlich ein passend gewählter Cap.

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