Schaltnetzteil und EMV

[Jan93 (Gast)]

Hallo,

ich plane den Einsatz eines SNTs in einer hochwertigen Audioschaltung, 
es handelt sich dabei um ein fertiges Printmodul von Tracopower 
(Schaltfrequenz 132kHz allerdings PWM Prinzip, Ausgangsspannung 2x 15V)
Traco schreibt im Datenblatt zu "Ripple and Noise" <1,3% von Vout, also 
bei 15V ca. 200mV, in Real kann ich am Oszi (100Mhz Bandbreite) einen 
Lastabhängigen Rippel von 10-20mV^^ messen.

Das Modul entspricht natürlich aktuellen EMV Anforderungen, trotzdem 
möchte ich auch Eingangsseitig einen Filter aufbauen. Ausgangsseitig 
übernehmen ein Pi-Filter sowie spezielle LDOs von TI die Nachregelung 
sodass ich am Ausgang (hoffentlich) saubere +-13V habe. Da die 
Audioschaltung symmetrische Ein- und Ausgänge hat wird Masse sowieso 
fest mit dem Schutzleiter verbunden, aus EMV Gründen passiert das genau 
nach dem Pi-Filter sodass ich Gleichtaktstörungen aus dem Weg gehe. (Ein 
Schraubloch das auch gleichzeitig eine Duko ist, es ist die einzige 
Verbindung von Pi-Filter Massefläche zur restlichen Massefläche und geht 
direkt aufs Gehäuse und damit auf den Schutzleiter)

Es wäre natürlich schlecht wenn das SNT in meine Audioschaltung 
einstrahlt oder ein nachfolgendes Gerät den HF Dreck am Eingang 
abbekommt. Meine Frage ist nun, wie kann ich die Sauberkeit der 
Schaltung prüfen? Kann der Zusätzliche eingangsseitige Netzfilter die 
EMV Eigenschaften unter Umständen bei ungeschicktem Aufbau/Layout auch 
verschlechtern? Reicht es den Ausgang des Netzteils unter Last mit einem 
Oszi zu prüfen oder erwarten mich unter Umständen Überraschungen die man 
nur per FFT sieht?

Vielen Dank!

lg,
Jan

[eric (Gast)]

Eine oft übersehene und darum rätselhafte Störquelle:

Auf dem Netz incl. Schutzleiter musst Du heutzutage immer mit starken 
Gleichtaktstörungen rechnen, die selbst bei Filterung auf das Gerät 
gelangen (wenn auch geschwächt).
Wenn der Eingang der Schaltung kapazitiv zur Umgebung koppeln kann, 
teilt sich diese Störspannung auf zwischen Eingangswiderstand und 
Impedanz zur Umgebung und ein nicht unbeträchtlicher Teil steht damit 
als Störspannung im Eingang.
Gegenmaßnahme z.B. symmetrischer Gegentakt-Eingang.

[Possetitjel (Gast)]

Jan93 schrieb:

> Reicht es den Ausgang des Netzteils unter Last mit
> einem Oszi zu prüfen oder erwarten mich unter
> Umständen Überraschungen die man nur per FFT sieht?

Hmm. Dein Oszi hat also keine brauchbare FFT?

Ich habe früher mit einem TDS2022 gearbeitet; ich fand
Störungssuche mit der FFT deutlich besser und empfindlicher
als im Zeitbereich. Notfalls einen kleinen Vorverstärker
verwenden, der kann dann nochmal 30dB bringen.

Im Zeitbereich würde ich mir das nicht antun wollen.

[Miwi (Gast)]

Jan93 schrieb:
> Hallo,
>
> ich plane den Einsatz eines SNTs in einer hochwertigen Audioschaltung,
> es handelt sich dabei um ein fertiges Printmodul von Tracopower
> (Schaltfrequenz 132kHz allerdings PWM Prinzip, Ausgangsspannung 2x 15V)
> Traco schreibt im Datenblatt zu "Ripple and Noise" <1,3% von Vout, also
> bei 15V ca. 200mV, in Real kann ich am Oszi (100Mhz Bandbreite) einen
> Lastabhängigen Rippel von 10-20mV^^ messen.
>
> Das Modul entspricht natürlich aktuellen EMV Anforderungen, trotzdem
> möchte ich auch Eingangsseitig einen Filter aufbauen. Ausgangsseitig
> übernehmen ein Pi-Filter sowie spezielle LDOs von TI die Nachregelung
> sodass ich am Ausgang (hoffentlich) saubere +-13V habe. Da die
> Audioschaltung symmetrische Ein- und Ausgänge hat wird Masse sowieso
> fest mit dem Schutzleiter verbunden, aus EMV Gründen passiert das genau
> nach dem Pi-Filter sodass ich Gleichtaktstörungen aus dem Weg gehe. (Ein
> Schraubloch das auch gleichzeitig eine Duko ist, es ist die einzige
> Verbindung von Pi-Filter Massefläche zur restlichen Massefläche und geht
> direkt aufs Gehäuse und damit auf den Schutzleiter)
>
> Es wäre natürlich schlecht wenn das SNT in meine Audioschaltung
> einstrahlt oder ein nachfolgendes Gerät den HF Dreck am Eingang
> abbekommt. Meine Frage ist nun, wie kann ich die Sauberkeit der
> Schaltung prüfen? Kann der Zusätzliche eingangsseitige Netzfilter die
> EMV Eigenschaften unter Umständen bei ungeschicktem Aufbau/Layout auch
> verschlechtern? Reicht es den Ausgang des Netzteils unter Last mit einem
> Oszi zu prüfen oder erwarten mich unter Umständen Überraschungen die man
> nur per FFT sieht?
>
> Vielen Dank!
>
> lg,
> Jan

Ich weiß nicht was für ein Sensibelchen Deine Elektronik ist, die Du mit 
dem Traco versorgen willst. Und es ist auch unbekannt, wie sehr Deine 
Ohren Signale über 132kHz wahrnehmen können. Und wie immer ist zuviel 
gefürchtet auch gestorben... quasi.

Also - wenn Du ein halbwegs ordentliches Layout erstellst, ein bischen 
mit L und C filterst (keramische Cs, verlustbehaftete Ls), die 
Verkabelung nicht sofort Assoziationen mit Spaghetti hervorruft dann 
sollte das eigentlich kein Problem sein.... kannst ja, wenn Du den 
Verriß riskieren willst das Layout und Verkabelungskonzept hier vor dem 
Schritt zur Tat zur Verifikation hereinstellen....


Grüße

MiWi

[Jan93 (Gast)]

Hallo zusammen,

Danke für die Antworten!

>Auf dem Netz incl. Schutzleiter musst Du heutzutage immer mit starken
>Gleichtaktstörungen rechnen, die selbst bei Filterung auf das Gerät
>gelangen (wenn auch geschwächt).
>Wenn der Eingang der Schaltung kapazitiv zur Umgebung koppeln kann,
>teilt sich diese Störspannung auf zwischen Eingangswiderstand und
>Impedanz zur Umgebung und ein nicht unbeträchtlicher Teil steht damit
>als Störspannung im Eingang.
>Gegenmaßnahme z.B. symmetrischer Gegentakt-Eingang.

Meine Eingänge sind mit einem INA103 symmetriert, davor ist ein passives 
CLC Filter das Gegen Pin-1 ableiten soll. (lässt sich leicht auftrennen 
falls es eher negative Wirkung zeigt) Da die Geräte sowieso im 
Normallfall über XRL Pin-1 (der ja direkt auf das Gehäuse gelegt wird) 
verbunden sind habe ich das Problem ja nicht oder verstehen ich Dich 
falsch?

>Hmm. Dein Oszi hat also keine brauchbare FFT?

Leider nein :( Es stammt aus der Zeit als Fluke Philips Messgeräte 
übernommen hat, ein altes PM3065.

Die Tektronix TDS2000er Serie haben wir zwar auf der Arbeit, allerdings 
kann ich meinen Aufbau da höchstens mal mitbringen und durchmessen, es 
aber nicht in die Entwicklung mit einbeziehen.

>Ich weiß nicht was für ein Sensibelchen Deine Elektronik ist, die Du mit
>dem Traco versorgen willst. Und es ist auch unbekannt, wie sehr Deine
>Ohren Signale über 132kHz wahrnehmen können. Und wie immer ist zuviel
>gefürchtet auch gestorben... quasi.

Der PSRR der Schaltung sinkt natürlich bei HF, deshalb ist das Thema für 
mich auch so wichtig. 132kHz hört man bestimmt nicht, die Störungen 
können die Eingänge aber trotzdem beeinflussen, im schlimmsten Fall 
werden sie halt demoduliert. Wer kennt nicht die kleinen PC Lautsprecher 
vom Discounter über die man Radio hören kann bei offenem Eingang? :)

>Also - wenn Du ein halbwegs ordentliches Layout erstellst, ein bischen
>mit L und C filterst (keramische Cs, verlustbehaftete Ls), die
>Verkabelung nicht sofort Assoziationen mit Spaghetti hervorruft dann
>sollte das eigentlich kein Problem sein.... kannst ja, wenn Du den
>Verriß riskieren willst das Layout und Verkabelungskonzept hier vor dem
>Schritt zur Tat zur Verifikation hereinstellen....

Ich habe den ersten Entwurf angehängt, konstruktive Kritik erwünscht :)
Nur zur Erklärung, das Relais wird verwendet weil der geplante 
Netzschalter nicht mit dem Einschaltstromstoß des SNTs klar kommt, die 
Klemme rechts daneben ist für die im Netzschalter verbaute 48V Glühlampe 
gedacht. Der 4093 macht eine Einschaltverzögerung, über den Optokoppler 
(es wird kein IL10 ich muss noch das richtige Package zeichnen) wird 
erreicht das bei Abschalten der Netzspannung der Ausgang sofort mit 
Abschaltet, an PAD6 Hängt dazu ein Relais das den Ausgang freigibt.
Jeder Kanal hat seinen eigenen Spannungsregler, das liegt aber nicht am 
"High-End-Faktor" sondern einfach daran das die LDOs nicht den Strom für 
beide Platinen liefern können, so bin ich auf der sicheren Seite. 
Momentan feile ich noch an den Isolationsabständen, das gefällt mir so 
noch nicht.

lg,
Jan

[Jan93 (Gast)]

Hallo zusammen,

leider habe ich beim zeichnen des Netzteilmoduls einen Fehler gemacht 
sodass es in Eagle spiegelverkehrt war, ich musste hauptsächlich die 
Primärseite umzeichnen. Zwar ärgerlich, allerdings ist die Anordnung des 
Netzfilters jetzt besser gelungen. Ich habe auch gleich den Optokoppler 
den ich verwenden will (CNY65) gezeichnet. Eure Meinung würde mich 
interessieren.

lg,
Jan

[hsdh (Gast)]

Eigentlich macht man sich erst Gedanken darüber, welche SVRR man 
erreichen
muss/möchte (z.B. >=80dB) und entwirft dann seine Schaltung.

Die Frage ist auch, welche Störquelle wie stark bedämpft werden 
muss/soll.