Hilfe bei EMV Maßnahmen

Gast #3423963
Lesenswert?

Hallo!

Ich bräuchte Unterstützung bei EMV-Maßnahmen.

Ich habe eine Platine entwickelt, die folgende Komponenten beinhaltet:
Versorgung extern über eine 1,5V AA Batterie (also 2 Drähte zur Platine)
Ein Schaltregler, der die 1,5V auf 5 Volt konvertiert (500kHz)
Ein kleiner Atmel µC, der mit internem 128kHz Oszillator läuft
Dieser µC schaltet 5 LEDs über PWM (200Hz)
Zusätzlich ist die positive Batteriespannung über einen externen Taster 
zur Platine geführt (1 Draht zusätzlich)
Zu den 3 Drähten nach außen kommen noch 6 Drähte für die Programmierung 
des µC (MISO, MOSI, usw...) dazu, sind also insgesamt 9. Diese werden 
über einen MOLEX STecker von der Platine weggeführt.

Das ganze erwähne ich, weil ich mitbekommen hab, dass alles was "nach 
außen" geht, also von der Platine weg, EMV-mäßig berücksichtigt werden 
sollte.

Auf der Platine selbst ist keine Leiterplatte länger als 10cm.

Wo könnte man nun welche EMV-Maßnahmen mit stromkompensierter Drossel 
usw. vorsehen?

Danke für die Hilfe!
Gast #3424113
Lesenswert?

Danke für die Antwort!
Ja, ich würd eh auf dem Layout anfangen, ich muss nämlich bevor es zum 
ersten EMV test geht sowiso eine neue Platine fertigen. Deswegen wollte 
ich wissen, was ich zusätzlich schon einbaun könnte. Ich dacht mir, 
direkt nach dem Stecker (von dem aus die Drähte weggehn) Maßnahmen zu 
treffen (also schon in das Layout integrieren, z.B. stromkopmpensierte 
drossel usw...). Das würde ich gerne gleich machen, weil ich sowiso eine 
neue Platine brauche...

Allerdings habe ich sehr wenig Erfahrung damit, wie solche Bauteile 
(stromkompensierte drossel usw) eingebaut werden... Ich dacht mir, 
direkt nach dem Stecker wäre angebracht, weil die Drähte (sind ca 20cm 
lang) ja als Antennen wirken könnten...

Danke, lG
Gast #3424117
Lesenswert?

Das Layout darf ich leider nicht herzeigen, deswegen die detaillierte 
beschreibungen... Ich hab darauf geachtet, dass ich eine große 
Massefläche habe und unter der Spule des Schaltreglers keine Leitungen 
führe. Die Platine ist ca 3X3 cm groß... Im Prinzip gehts doch nur um 
die Leitungen/Drähte nach außen, oder? Das heißt, ich sollte direkt beim 
Anschlus dieser auf der Platine maßnahmen treffen oder?
Gast #3424125
Lesenswert?

Werner13 schrieb:
> Das Layout darf ich leider nicht herzeigen, deswegen die
> detaillierte
> beschreibungen... Ich hab darauf geachtet, dass ich eine große
> Massefläche habe und unter der Spule des Schaltreglers keine Leitungen
> führe. Die Platine ist ca 3X3 cm groß... Im Prinzip gehts doch nur um
> die Leitungen/Drähte nach außen, oder? Das heißt, ich sollte direkt beim
> Anschlus dieser auf der Platine maßnahmen treffen oder?

Ja, häng einfach ein paar 0805-Ferrite von würth hinein, ggfs auch ein 
paar pf-Kondensatoren auf beiden Seiten der ferrite und gut ist es.

Und wenn Dein Auftraggeber sagt, Du darfst das Layout einer 
offensichtlich so trivialen Schaltung nicht herzeigen soll er auch die 
Rechnung des ggfs. 2. EMV-Tests bezahlen, wenn er Angst davor hat, die 
kostenlose Beratung hier im Forum könnte zu einem Ideenklau führen.

Grüße

MiWi
Gast #3424170
Lesenswert?

Werner13 schrieb:
> Ich habe eine Platine entwickelt, die folgende Komponenten beinhaltet:
> Versorgung extern über eine 1,5V AA Batterie (also 2 Drähte zur Platine)
> Ein Schaltregler, der die 1,5V auf 5 Volt konvertiert (500kHz)
> Ein kleiner Atmel µC, der mit internem 128kHz Oszillator läuft
> Dieser µC schaltet 5 LEDs über PWM (200Hz)

Werner13 schrieb:
> Ja, ich würd eh auf dem Layout anfangen, ich muss nämlich bevor es zum
> ersten EMV test geht sowiso eine neue Platine fertigen. Deswegen wollte
> ich wissen, was ich zusätzlich schon einbaun könnte. Ich dacht mir,
> direkt nach dem Stecker (von dem aus die Drähte weggehn) Maßnahmen zu
> treffen (also schon in das Layout integrieren, z.B. stromkopmpensierte
> drossel usw...). Das würde ich gerne gleich machen, weil ich sowiso eine
> neue Platine brauche...

Hallo Werner,

verschaffe Dir einen Überblick anhand des existieren Layoust wo Du 
wirklich Probleme hast, sprich geh in ein Labor und messe JETZT wo Du 
Probleme hast. Füge dann die Maßnahmen in das jetzige Layout ein 
(manueller Umbau), verifiziere dass die Manahmen alle die Probleme 
beseitigt haben und mache dann das Layout.

Wenn Du mit einer Batterie versorgst vermute ich mal hast Du ohnehin 
keine Leitungen aus dem Gerät heraus. Dann bräuchtest Du auch keine 
Leitungsabgestrahlte oder - eingestrahlte HF fürchten - also auch keine 
Stromkompensierten Drosseln verwenden.
Wo es Ärger geben könnte ist ESD (Taster) und HF Feld abgestrahlt, da 
wird man den Schaltregler evtl. hören können.

Wenn Du Leitungen zum und vom Gerät hast brauchst Du normalerweise einen 
X-Kondensator und Drosseln. Wenn Du Burst und Surge machen musst kommen 
zusätzliche Maßnahmen hinzu, je nach Prüfschärfegrad und Typ.

rgds
Gast #3424180
Lesenswert?

Ja das mit dem Herzeigen des Layouts ist so eine Sache, würde es auch 
lieber zeigen, damit ihr Experten besser helfen könnt... ABer naja;

Meinst du, in ALLE 9 Leitungen von außen direkt nach dem Stecker einen 
Ferrit und 2 Cs in PI-Schaltung einfügen? oder nur in die 
Versorgungsleitungen?

LG
Gast #3424199
Lesenswert?

Frage:
Du schreibs von Leitungen zur Programmierung des µCs. Sind die denn im 
Normalbetrieb ständig verbunden?
Oder bringt Ihr das Gerät fertig programmiert in Verkehr und der 
Endverbraucher geht da nie ran?
Wenn letzteres, würde ich mir in Bezug auf EMV keine Gedanken machen.
Das System ist ein Batteriesystem, lediglich die kurzen Zuleitungen von 
der Batterie sind ständig dran. Das sieht nach meinder Erfahrung völlig 
harmlos aus, was Abstrahlung angeht.
Gast #3424631
Lesenswert?

Hallo, danke für die Antworten!

Die Leitungen für die Programmierung bleiben tatsächlich dran... mit 
denen kann später mittels eines portablen Programmiergerätes ein 
Softwareupdate durchgeführt werden...
Gast #3424635
Lesenswert?

Werner13 schrieb:
> Ja das mit dem Herzeigen des Layouts ist so eine Sache, würde es
> auch
> lieber zeigen, damit ihr Experten besser helfen könnt... ABer naja;
>
> Meinst du, in ALLE 9 Leitungen von außen direkt nach dem Stecker einen
> Ferrit und 2 Cs in PI-Schaltung einfügen? oder nur in die
> Versorgungsleitungen?
>
> LG

Hallo Werner

ICH weiß nicht wieviele von Deinen Platinen gebaute werden, wo sie 
eingesetzt werden, welche Normen dem Teil zugrunde liegen, ob die 
Platine auch für 1s funktionell ausfallen darf oder ob sie unter keinen 
Umständen nicht einmal eine us ohne Funktion sein darf und ob das ganze 
bei 80°C neben einem 2MW-Sender oder dem Radar in einem Eurofighter auch 
noch funktionieren muß....

Daher meine Antwort: die EMV-Teile kosten nix und bis Du den 2. 
Kammerbesuch - verursacht durch falsch reduziertes Design - eingespart 
hast kannst Du schon ziemlich viele Platinen produzieren, also mach alle 
Leitungen dicht. Und wenn Du es glücklicherweise dann doch nicht 
brauchst dann 0Ohm-Widerstände und keine Cs bestücken lassen.

Aber abgesehen davon - ich_ gehe auch mit supergeheimen Designs _vor 
dem Layout zu dem EMVler meines Vertrauens und bespreche das vor dem 
Layout (oder schon anhand des ersten Layoutentwurfs) mit ihm. Weil der 
EMVler ist Kraft seines Amtes zur Verschwiegenheit verpflichtet, kann 
Dir also auch bei den supergeheimen Entwürfen trotzdem helfen.... Und 
meist erfährt man so einiges, was da noch von Interesse ist...

Grüße

MiWi
Gast #3427430
Lesenswert?

Werner13 schrieb:
> Ja, ich würd eh auf dem Layout anfangen, ich muss nämlich bevor es zum
> ersten EMV test geht sowiso eine neue Platine fertigen.

Wo erwartest du denn Probleme? Beim leitungsgebundenen Störspektrum 
durch deine Schaltung oder bei der Einstrahlfestigkeit. Abstrahlung 
durch dein Schaltnetzteil sind ein weiterer Punkt, dem du am besten 
durch ein geeignetes Layout mit (möglichst) 0-Flächen deiner Strompfade 
begegnest.
Persönliche Seite #3428716
Lesenswert?

Werner13 schrieb:
> Das ganze erwähne ich, weil ich mitbekommen hab, dass alles was "nach
> außen" geht, also von der Platine weg, EMV-mäßig berücksichtigt werden
> sollte.

Du hast vier Feindbilder:
- Leitungsgebundene Einstrahlung
- Antenneneinstrahlung
- Leitungsgebundene Abstrahlung
- Antennenabstrahlung

Nun schaue dir deine potenziell problematischen Komponenten an:
- Schaltregler. Der kann leitungsgebunden rausstören, wenn der Eingang 
nicht hinreichend entkoppelt ist. Als Angstvorhalt kannst du ein 
Pi-Filter vorsehen.
Wenn die Stromschleifen zu groß sind, kann er auch Antennenabstrahlung 
verursachen. Abhilfe: Stromschleifen möglichst klein, siehe Lothar 
Millers Anleitung.
Weitere Abhilfemaßnahmen: Schaltflanken nicht zu steil machen. Das ist 
ein Tradeoff zwischen EMV-Verhalten und Wirkungsgrad. Ein kleiner 
Kondensator parallel zur Gate-Source-Strecke des Schalttransistors und 
ein Längswiderstand in der Gateleitung hilft beim Einstellen der Slew 
Rate. Ggf. kann dein verwendeter Schaltregler-IC das auch alleine 
einstellen.

- µC. Der interne Oszillator sollte in aller Regel unkritisch bzgl. 
Abstrahlung sein, wenn du an der Spannungsversorgung die Abblock-Cs 
spendiert hast.
Du hast aber das Risiko, dass auf den nach außen geführten Leitungen 
etwas einstört; bei entsprechend hoher Feldstärke kann es auch zu 
Störungen auf den Eingängen durch Antenneneinstrahlung kommen. 
Abblockkondensatoren und ggf. Ferritperlen können helfen.
Ich habe schon µC-Resets durch Einstrahlung erlebt, völlig absurd ist 
das also nicht.

- LEDs. Das größte Sorgenkind bezüglich Abstrahlung - vermutlich relativ 
hohe Ströme, lange Leitungen, und das auch noch getaktet. Auch hier 
helfen solche Punkte wie: Flanken flach halten, nicht alle LEDs 
gleichzeitig schalten, Ferrite vorhalten.

Max
Gast #3429338
Lesenswert?

Hallo,

danke für die Info!

Am Eingang des Schaltreglers habe ich nur einen 10µF Kondensator.

Was ist denn genau mit Stromschleifen gemeint? Könntest du den Link von 
LotharMiller posten?

AbblockIC bei der µC Versorgung habe ich vorgesehen...

Ja, am meisten Angst machen mir auch die 9 Leitungen nach außen, 
vermutlich werde ich da bei jeder Leitung was vorsehen...

DIe LEDs sind die größten Sorgenkinder? Das hatte ich nicht vermutet... 
Der Strom durch die LEDs ist kleiner als 1mA, Leitungen vom µC weg über 
Vorwiderstände und 2 LEDs in Serie max 7cm bis zur Masse. PWM Frequenz 
200Hz.

lG
Gast #3429433
Lesenswert?

Werner13 schrieb:
> Ja, am meisten Angst machen mir auch die 9 Leitungen nach außen,
> vermutlich werde ich da bei jeder Leitung was vorsehen...

Nicht Angst haben sondern verifizieren - oder dann eben "Angstbauteile" 
reinsetzten.

Leitungen nach draußen - Programmierung. Wenn diese Leitungen nur zum 
Programmieren in der Fertigung und nicht im Betrieb des Gerätes sondern 
bei der Wartung des Geräts verwendet werden würde ich mal annehmen - 
bitte mit dem zertifizierenden Labor abstimmen - dass hier bei der 
Prüfung KEINE Leitung angeschlossen wird. Damit erledigen sich schon mal 
Leitungsabgestrahlt und -eingestrahlt an diesem Punkt.

rgds

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