[EMV] Charakterisierung und Behebung von DCDC Wandler Störungen

Hallo,

> Wird dann der DC-DC-Wandler eingeschaltet und mit 4A belastet.

Es gibt jetzt mehrere Möglichkeiten:

- Schaltet die Last mit einem entsprechenden Takt und die eigene 
Schaltung bietet keinen ausreichenden Blockkondensator, so muss der 
AC-Strom über den DCDC-Wandler fließen. Direkt neben der Störquelle 
sollte mit einem geeigneten Keramik-Kondensator abgeblockt werden.

- Der Ausgang des DCDC-Wandlers enthält Gleichtakt-Störungen. Diese 
können mit der erwähnten stromkompensierten Drossel weggefiltert werden.

- Das Ausgangssignal des DCDC-Wandlers enthält noch zuviel Ripple und 
muss besser geglättet werden. Das kann man mit einer Drossel ~1µH in der 
Plusleitung und 2-3 Low-ESR Elkos 1000...2200µF gegen GND wegbekommen. 
Die Drossel muss die 4 bzw. 6 A verkraften, sowas gibts z.B. von Würth.

Gruß, Bernd

Beim obigen Diagram reicht die Auflösung nicht aus, dadurch wird die 
Kurve eckig.

Oft ergeben sich solche Resonanzen, wenn ideale Bauteile verwendet 
werden. Eine Spule hat aber immer einen Gleichstrom-Widerstand eine 
Parallelkapazität und dadurch eine Eigenresonanz und weitere 
Dämpfungsfaktoren wie Eisenverluste. Werden die Verluste in das Modell 
einbezogen, sind meist die Überschwinger weg.

> mit den stromkompensierten Drossel

Mit zwei einzelnen Drosseln sind Gleich- und Gegentaktstörungen weg, 
zugegebenermaßen ist die stromkompensierte Drossel deutlich kleiner.

Versuch macht Klug!

Control:Eng schrieb:
> Darin werden stromkompensierte Drossel im Rahmen eines PI-Filters
> vorgeschlagen. Für meinen DC-DC-Wandler wird sogar ein zweistufiges
> Filter empfholen.
>
> Welchen Sinn haben die zwei Stufen?
> Warum werden stromkompensierte Drosseln eingesetzt?
> Würde mir diese Schaltung helfen meine oben geschilderten Probleme zu
> lösen?

Filterschaltungen in Versorgungsleitungen sind keine Filter im 
eigentlichen Sinn, da sie keine definierte Ein- und Ausgangsimpedanz 
aufweisen. Die (große) Induktivität reduziert den differentiellen Strom, 
der aus dem Schaltnetzteil herausfließt.  Damit wird der in die 
Netznachbildung, die sinnvollerweise als Wandler benutzt wird, fließende 
Strom verkleinert; der  X-Kondensator läßt wiederum einen Teil des HF- 
Stromes gleich wieder in die Quelle zurückfließen; der in die 
Netznachbildung fließende Strom wird dadurch weiter reduziert.
Stromkompensierte Drosseln sind absolut geniale Bauteile: durch die Art 
der Wicklung wird der Eisenkern magnetisch nicht belastet; im Bereich 
des symmetrischen Stromflusses ( also bis etwa einige Hundert kHz ) 
wirken beide Induktivitäten getrennt für die niederfrequenteren 
Störspannungen ( bis etwa einige Hundert kHz eben ).
Im Bereich des unsymmetrischen Stromflusses hingegen ( einfach gesagt: 
oberhalb von einigen Hundert kHz ) kompensieren sich die beiden (großen) 
Induktivitäten, es bleibt die sog. Streuinduktivität übrig, die etwa 1% 
der Nenninduktivität beträgt und in Verbindung mit den Y-Kondensatoren 
für den Bereich höherer Frequenzen einen HF-Spannungsteiler darstellt.
Warum verwenden wir gelegentlich zwei Drosseln?
Bei Filterschaltungen, die niedrige Frequenzen abblocken und 
gleichzeitig hohen Stromfluß gewährleisten sollen, werden -oft 
gleichartige - Drosseln wegen der Bauteilgröße verwendet.
Gelegentlich ist das Störspektrum eines Gerätes aber so gemein, daß zwei 
Drosseln seriell betrieben werden, eine für eher niedrige Frequenzen, 
eine zweite für eher höhere Frequenzen.
Zu deiner letzten Frage: Filter helfen grundsätzlich immer, wenn sie 
korrekt dimensioniert sind...

Bist du sicher, dass die Störungen über die Pins rauskommen? Nur dann 
kann man überhaupt was filtern... Ich hatte bei einem viel kleineren 
DC-DC-Wandler (200mA oder so) Erfolg mit einer Weissblechabschirmung des 
Wandlergehäuses, war auch noch mit GND verbunden. Danach wars viel 
ruhiger ;)