Hi,
ich bin über die angehängte Schaltung gestoßen für einen EMC Filter in
einem galvanisch getrennten DC/DC Wandler:
http://www.recom-power.com/pdf/Econoline/RxxPxx.pdf
Was genau bewirkt der Kondensator C3?
Meiner Ansicht nach stellt er einen niederohmigen Pfad zwischen Primär-
und Sekundärseite für hochfrequente Störungen dar, und koppelt
entsprechend hochfrequente Störungen (z.B. GND Bouncing) von der
Sekundärseite in die Primärseite und vice versa. Ergo finde ich C3
nicht sonderlich nützlich, wenn man zwei getrennte Potentiale haben
möchte. Allerdings ist EMV auch nicht mein stärkstes Gebiet...
Wäre jemand so freundlich und könnte mir diesbezüglich ein wenig auf die
Sprünge zu helfen?
Vielen Dank.
Alex
C3 wirkt für HF niederohmig.
Er sorgt also dafür, dass die Masse ( GND ) HF mässig für Input und
Output des Filters gleich ist.
Wahrscheinlich ist die Masse HF mässig im Filter unterbrochen.
Alex schrieb:> Ergo finde ich C3 nicht sonderlich nützlich, wenn man zwei getrennte> Potentiale haben möchte.
Dann musst du für ein vernünftiges Gnd auf der Primärseite sorgen,
d.h. induktionsarm und niederohmig. Oder soll dein Gnd auf der
Sekundärseite etwa wild durch die Gegen schwingen?
C3 wird dann eingesetzt, wenn sozusagen "in der isolation", also
zwischen den beiden diagonalen strichen deines DC/DC-symbols eine
störquelle (HF-spannungsquelle mit innenwiderstand) geschaltet ist, die
man mit C3 kurzschließen kann. du kannst dir das so vorstellen, dass die
störquelle mit ihrem einen pol an die linke diagonale und mit dem
anderen pol an die rechte diagonale angeschlossen ist. die störspannung
ist daher an beiden output-polen (z.b. gegen den -pol von C1 als bezug)
messbar.
diese störquelle baut man sich ungewollt z.b. dann in den DC/DC wandler
ein, wenn man schnell schaltende transistoren isoliert auf kühlkörper
montiert und durch die großflächige kopplung der (drain- oder
kollektor-) rückseite der transistoren schaltspitzen kapazitiv in den
kühlkörper einkoppelt. es müssen natürlich nicht immer kühlkörper sein,
in die eingekoppelt wird, sinngemäß gilt das gleiche auch für
benachbarte wicklungen in trafos, usw.
Alex schrieb:
Ergo finde ich C3
> nicht sonderlich nützlich, wenn man zwei getrennte Potentiale haben> möchte.
stimmt, richtig "nützlich" ist er eigentlich nicht, außer eben bei der
unterdrückung von HF störungen. was viel "gemeiner" ist: C3 muss auch
noch die volle iso-spezifikation des gerätes halten, und daher sind
diese kondensatoren entsprechend (in 230V netzteilen z.b. für mehrere
kV) ausgelegt.
kurz gefasst: C3 ist im Prinzip ein Y-Kondensator.
Er dient als Nebenschluß für hochfrequente Störströme, die aus dem aktiv
schaltenden Primärkreis über interne Koppelkapazitäten in den
Sekundärkreis gelangen.
Ist also eine EMV-Maßnahme.
Ohne Kenntnis der Innenbeschaltung kann man erstmal nur aus der
Erfahrung heraus schätzen.
http://rfemcdevelopment.eu/index.php/en/emc-emi-standards/en-55022-2010
55022 Class A ist Haushalt, mit geringeren zulässigen Emissionen.
Daher möchte bei Class A der Hersteller des Störsenders diesen etwas
besser gefiltert sehen.
Der C3 bindet den floatenden Ausgangsteil HF-mäßig auf die (postulierte)
GND des Eingangs. Wie bereits beschrieben, muss der C3 so ausgelegt
sein, dass die geforderte Isolationsfestigkeit erhalten bleibt.
Falls Du in Deiner Schaltung das Teil nur als Spannungswandler
verwendest, sprich die galvanische Trennung nicht erforderlich ist,
kannst Du statt des Kappas das Ausgangsteil mit GND verbinden. Das
sollte sogar besser dämpfen.
Der Hersteller zeigt hier interessanterweise nur ein Gegentakt-Filter.
Gleichtaktstörungen scheinen aus seiner Sicht kein Problem zu sein.
Wieder aus der Erfahrung heraus, glaube ich aus Prinzip keinem
Schaltwandlerhersteller seine Spec, ohne zuerst sein EMV-Prüfprotokoll
gesehen zu haben (darauf hast Du Anspruch!).
Danach geht es mit dem konkreten Aufbau aber ASAP in die orientierende
Messung.
Das Problem ist, dass das Emissionsspektrum mit der Belastung variiert.
Wenn einer meiner Kunden so ein Teil braucht, dann wird während der
orientierenden Messung der gesamte Lastbereich simuliert.
Viele Schaltwandler, auch namhafter Hersteller (meine aktuelle Quote ist
3:1), verlässt in bestimmten Lastszenarien (z.B. ohmsche Last, 65%) die
Spec.
Mark S. schrieb:> Soweit einverstanden, allerdings gilt für Haushalt EN55022B, Class A ist> Industriebereich.
Oh Mann, Danke, Dir, ja. Ich glaub es nicht, dass mir da ein Dreher
passieren konnte.
Beim Design meiner Geräte versuche ich bei Aussendungen Haushalt und
Einstrahlung Industrie einzuhalten. Damit ist man von der Anwendbarkeit
am wenigsten eingeschränkt.
Alex schrieb:> Was genau bewirkt der Kondensator C3?
Aber wie schaut es aus wenn Inputseitig eine Stromkompensierte Drossel
(CMC ... Common Mode choke) geschaltet wäre ?!
Damit diese Drossel Störungen im Kern aufhebt muss der ein und
ausfließende Strom doch gleich sein. Durch den C fließt aber ein Teil
über den Output-zweig ab, so dass die Drossel in diesem f-Bereich
wirkungslos wäre?! Also zwei EMV-Maßnahmen, die sich gegenseitige
behindern?
Das ist immer genau die Frage. Die Gleichtaktdrossel hilft ja nur, wenn
die Impedanz bei der jeweiligen Frequenz hoch genug ist. Leider sind in
der Praxis die Störamplituden bei den niedrigsten Frequenzen am größten,
also dort wo die Sperrwirkung der Drossel am geringsten ist. Am liebsten
wäre mir von daher eine Drossel mit 150kHz Eigenresonanz - die ist aber
kaum zu haben. Die Optimierung ist von daher nicht generell zu
beantworten, sie hängt stark von den tatsächlichen Eigenschaften des
Schaltwandlers ab. Die ganz kleinen AC-Adapter kommen durchaus ohne
Gleichtaktdrossel aus.
Um auf die Frage einzugehen:
Der überbrückende Y-Kondensator schließt den über die
Primär-Sekundär-Koppelkapazität (typischerweise in der Größenordnung von
einigen 10pF) austretenden Strom kurz.
Ohne diesen Nebenschluß sucht sich der Störstrom seinen Weg primärseitig
über das Netzkabel, rein in die Erde, und über die Kopplung
Erde-Sekundärkreis schließt sich dann der Kreis.
Class2_cap.png
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