Forum: HF, Funk und Felder Entstören von DC-DCS tepdown Reglern (12V zu USB)


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von mannebk (Gast)


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Hallo Foriker,

ich habe ein Problem: diverse DC-DC 12V zu 5V USB Ladegeräte stören 
sowohl im Auto das Radio als auch im Flieger den Flugfunk massiv.

Ich hab noch kein einziges Ladegerät, das mehr als 500mA liefert, 
gefunden, das das nicht macht.

Mit 500mA kannst mein Handy im Auto oder das Tablet im Flieger jedoch 
nicht beeindrucken, die entladen die Batterie dann nur etwas langsamer 
als ohne die 500mA und sind irgendwann leer.

Aktuell setze ich diese: 
https://www.amazon.de/gp/product/B00F8C476S/ref=oh_aui_detailpage_o02_s00?ie=UTF8&psc=1 
Geräte ein.

Typisch China-Ware, Angegeben mit 5V3A liefern sie maximal 2,4A bei 4,8V 
und werden dabei dann schon so heiß das die Dinger in den 
Überhitzungsschutz laufen. Wobei ich bei dieser Anwendung 2 Handys und 
ein TomTom dran hängen hatte, und alle waren leer.

In meiner Regelanwendung hängt jedoch nur das Tablet oder nur das Handy 
dran, da sind die Ladeströme knapp unter 2A bei recht konstanten 5,18V 
und der Wandler wird (Sommers wie Winters) Handwarm.

Die Störungen im KFZ sind ein Rauschen auf allen terestrischen Kanälen 
und via DAB findet man keine Staionen mehr.

Im Flugfunk kommt ca. alle Sekunde eine "Störspitze" die sogar durch den 
Squelch Filter druchschlägt (vermutlich die Kombination aus der im 
Sekundentakt blitzenden LED-Antikollisionsbeleuchtung und dem Stepdown 
Regler). Während die Funk-Gegenstelle konstant meine Station nicht 
versteht solange das Ladegerät "Leistung" bringen muss. Wenn der 
Stepdown Regler im Leerlauf läuft ist die Störung erheblich geringer, 
jedoch nach wie vor hörbar.

Der Anschluss im Flieger erfolgt am Mainbus, also gleiches 
Hauptversorgungskabel, nur jeweils Sicherung und Schalter dazwischen. In 
Summe gut 50 cm Kabel vom DC-DC Wandler zum Funk

Ähnlich ist es im Auto. Da hängt halt 2m Kabel dazwischen. Zigianzünder 
-> Sicherungskasten -> Klemme 15 -> Radiosicherung -> Radio.

Wenn man im Camper den Stepdown Regler an der vom Radio "weit 
entfernten" 2.Batterie und mit einem langen Kabel anschießt, sind die 
Störungen erheblich geringer (nicht mehr wahrnembar, aber sicher nicht 
weg), auch wenn der Regler direkt neben dem Radio liegt.

Ich bin leider kein HF Elektriker und kann mit das schlicht nicht 
erklären, da ein 12VDC-5VDC Wandler nach meinem Verständniss doch 
schlicht ein Spannungskonstanter ist, der einen Mosfet schaltet und 
dessen Ausgangsspannung dann mit einem Kondensator geglättet wird. 
Keinerlei induktiven Lasten.

Also warum stören die Dinger ein geschrimtes Radio oder den geschirmten 
Flugfunk? Und wie stellt man das direkt am Stepdown Regler ab, so das 
man den in jedem Fahrzeug oder Flugzeug einstecken kann ohne das man 
sich den Radio und Funk genuss zerbombt?

Denn nach meiner Erfahrung ist es egal von welchem Hersteller die 
kommen, es ist jedoch mit einer höheren Störrate zu rechnen wenn der 
Regler als Billigware aus China kommt.

Danke
Gruß Manne

von EMU (Gast)


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mannebk schrieb:
> Und wie stellt man das direkt am Stepdown Regler ab

probier dieses hier, hat besher jedem geholfen
http://w4kaz.com/images/fp1023/samlex_1223_rfi_mods_from_zl2df.pdf
EMU

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Manne

Hier nochmal ein ähnlicher Vorschlag. Es wird zweistufig am Ein- und 
Ausgang gefiltert, denn die Störungen breiten sich in beide Richtungen 
aus.

- Alle Induktivitäten sollten Eigenresonanzen über 100 MHz haben.
- Die beiden Kapazitäten am Ein- und Ausgang sollten auf einem sehr
  kurzen Weg mit der Gehäusemasse verbunden werden.
- Muss nicht schon ab 1MHz gefiltert werden, reichen auch 100nF
  Kondensatoren anstatt der 220 nF

Gruß, Bernd

von mannebk (Gast)


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ok, die DC-DC Wandler in Kunststoffgehäusen die so aus China reindrücken

KÖNNNEN/MÜSSEN

demnach stören....

Danke euch für die Erklärung und Links.

Hat einer von euch Funkern ne Idee/Quelle wo man qualitativ gute DC-DC 
12V zu 5V Wandler bekommen kann?

Die Dinger selbst zu bauen geht eindeutig über meinen Horizont.

Sowas würd ich gern irgendwo kaufen, auf den Preis kommts mir da nicht 
an, wenn die Qualität stimmt.

Ist echt kakke wenn die Navigationseinrichtung wegen leerer Batterie 
stirbt und man wegen dem Flugfunk kein Ladegerät betreiben kann. Fliegen 
nach Karte is nämlich zimlich ätzend.

Gurß Manne

von ... (Gast)


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Du könntest dich im Modellbaufachhandel umsehen. Es gibt in der 30-50€ 
Kategorie Module die ihren Nennstrom auch wirklich liefern können, und 
zumindest im 35MHz-Bereich nicht gestört haben.

Ein paar Ideen findest du vielleicht auf der alten Seite von Gerd Giese:
http://www.elektromodellflug.de/oldpage/Projekte/sbec-messungen.htm#Sport_BEC
Meine Empfehlung ginge derzeit in Richtung JETImodel SBEC.

Bzgl. Enstörung würde ich auf ein C-L-C Filter setzen. Möglichst nahe an 
der Quelle anbringen, da du die Störungen sonst auf den Zuleitungen 
abstrahlst.
Ev. kannst du mit der Würth Application Note ANP005 etwas anfangen:
http://www.we-online.at/web/de/electronic_components/produkte_pb/application_notes/emv_filter_fuer_dc_dc_schaltregler_optimiert.php

von B e r n d W. (smiley46)


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Brauchst du fürs Flugzeug überhaupt einen Schaltregler? Ein Längsregler 
verursacht überhaupt keine Störungen. Der Nachteil: Der Wirkungsgrad 
beträgt nur 40%, der Rest wird als Wärme verbraten.

Sowas hier:
www.ebay.de/itm/5V-LM7805-Three-Terminal-Voltage-Regulator-Module-Power- 
Supply-Spannungsregler-/171722940270

Der Kühlkörper ist für bis zu 5W Verlustleistung zu klein und 
möglicherweise findet sich noch eine lokale Quelle.

von Holger B. (vilu)


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Ein funkender Freund von mir ist mit dem gleichen Problem auf mich 
zugekommen, alles was er bisher an Zigarettenanzünder-USB-Ladern hatte 
hat Radio und Funk im Auto gestört.
Ich hab ihm einmal meinen Anker PowerDrive+ 3 geliehen, da der in einem 
Metallgehäuse daherkommt, damit sind zumindest bei ihm die Probleme im 
Auto weg.
Das wäre vielleicht nochmal einen Versuch wert, bevor du mit größeren 
Filterbasteleien anfängst. Ist halt kein Modul sondern für den 
Zigarettenanzünder, bringt dir im Flieger daher vermutlich wenig :(

von Peter (Gast)



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Ich möchte keine Schleichwerbung machen, aber da ich auch Probleme mit 
störenden Spannungswandlern 12 V --> 5V hatte, möchte ich hier kurz 
berichten.
Vielleicht gibt es zu dem Thema irgendwann auch noch einen ausfürlichen 
Thread von mir mit allen Testergebnissen. Kurz: Alle von mir getesteten 
billigen China-Wandler (Preisbereich 1-5 $) sind Schrott. Einerseits 
wird die angegebene Ausgangsleistung nicht erreicht, andererseits sind 
es (wie hier schon oft bemerkt) wunderbare Störsender.
Etwas besser sind Wandler mit echtem CE-Zeichen. Hier kurz die 
Oszillogramme vom Anker PowerDrive 2 in der 12W und 24W Version 
(erhältlich z.B. über Amazon). Die 24W-Variante war der beste von mir 
getestete Wandler, sowohl von den Störungen die gemessen wurden (man 
beachte die unterschiedliche Skalierung, Kanal 1 = 5V out, Kanal 2 = 12 
V in) als auch die Störungen im "Realbetrieb" (KFZ im DAB-Randgebiet). 
Außerdem ist der Wirkungsgrad nochmal ein Stück höher.

TL;DR: Für Geräte mit 5V kann ich den 24W Wandler Anker PowerDrive 2 
empfehlen.

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Ist ja schon länger her, aber das Problem habe ich jetzt auch.

Weiss jemand, ob der "Anker 2 mit 24W" bezgl. HF-Störungen im UKW 
Bereich gut funktioniert?
Und weiss jemand, ob bei dem kleinen Gehäuse eine HF-Entstörung 
überhaupt mit vorgesehen werden kann?

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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von Bernd (Gast)


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Für Luftfahrt gibt es sicher eigene Normen; für Boote und Autos sollte 
die CISPR 25 (EN55025) gelten: "protection of on-board receivers"
Das ist ja hier genau das Problem.

Wenn ein Produkt nach dieser Norm getestet wurde, sollte das in der 
entsprechenden Konformitätserklärung stehen.

Bei TI gibt bzw. gab es ein passendes Referenzdesign mit Messkurven:
https://www.ti.com/lit/ug/tiducz9/tiducz9.pdf
Machbar ist das.

Beim Flieger ist der Geiz ganz dann schnell nicht mehr geil...

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Man könnte denken das TI Design wäre uralt, weil noch ohne 
stromkompensierte Drosseln entstört wurde.
Dafür das die Taktfrequenzen von DC/DC Wandlern immer höher gehen um 
eine geringe Erwärmung zu haben, wird das Störspektrum immer mächtiger 
und hochfrequenter.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Wolf-Dietmar P. schrieb:
> wird das Störspektrum immer mächtiger
> und hochfrequenter.

Dafür helfen die Entstörmaßnahmen mehr...
höhere Frequenz => Impedanz von der Spule steigt.

Da kann es dann sein, dass ein kleiner C alles bereinigt.
Extra Impedanzerhöhung per Stroko kann dann manchmal entfallen.

Außerdem hängt noch viel von der "Last" ab.
Dazu kommt noch, dass die Normen von einer bestimmen Verwendung 
ausgehen.

Ich habe jetzt die CISPR25 nicht komplett im Kopf, aber da wird, wenn 
ich mich richtig erinnere, auch nur die Kopplung auf die verbauten 
Antennen geprüft.

Wenn du jetzt deinen Störer in der Kabine hast, dann könnte das sich 
sogar ausgehen.
Trotzdem hast du Störungen, weil du HF Ströme vom DC-Stecker, über den 
DC/DC zum Handy am Armaturenbrett, und wieder retour hast.

Ich will diese billigst-dinger aber keinesfalls in Schutz nehmen!
Es wird nur oft nach nicht notwendigen Filtermaßnahmen gerufen... Stroko 
und Ferrite braucht man schon - halt nicht immer!

73

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Ich dachte schon ich muss was selberbasteln um zu entstören, und dann 
stellte sich das Problem, wie man am besten breitbandig entstören kann. 
Bis mehrere 100 MHz. Und da kommt das passende Ferritmaterial ins Spiel, 
was entweder hohe oder tiefe Frequenzen kann.
Mit mH für KW kommt man bei >VHF kaum weiter. Und Platz und "Geld" für x 
Drosseln ist selten vorhanden.

73 ZY

von AufArbeit (Gast)


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Wolf-Dietmar P. schrieb:
> Man könnte denken das TI Design wäre uralt, weil noch ohne
> stromkompensierte Drosseln entstört wurde.

Stromkompensierte Drosseln bringen nur etwas, wenn ein- und ausgehender 
Strom sehr gleich sind. Sonst gehen die in Sättigung und werden 
wirklungslos. Selbst für echt dicke Dinger habe eine maximale Imbalance 
von 10% des Nennstroms gefunden. Die TI-Note behandelt nun gerade eine 
USB-Versorgung. Da muss man also davon ausgehen, dass der Rückstrom über 
andere Kanäle zurückfliesst, weil bei USB GND==Shield ist.

von Mark S. (voltwide)


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Ein Klappferrit auf dem USB-Kabel kann dieses Problem lösen.

: Bearbeitet durch User
von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Das Anker-Teil ist nach FCC Part 15 spezifiziert. Kennt jemand die 
Spec's?

---------
Ohne stromkompensierte Drosseln besteht doch gar keine Chance den Regler 
zu entstören, weil nirgends sauberes Ground vorhanden wäre.

: Bearbeitet durch User
von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Wolf-Dietmar P. schrieb:
> FCC Part 15

Das ist dann nur gestrahlte Emission 30Mhz-1GHz... mit dem üblichen 80cm 
Kabel zur Last (die normalerweise keinen Massebezug hat), muss man sich 
da dann schon anstrengen, um da über Grenzwert zu kommen...

Wolf-Dietmar P. schrieb:
> Ohne stromkompensierte Drosseln besteht doch gar keine Chance den Regler
> zu entstören, weil nirgends sauberes Ground vorhanden wäre.

Im Gegenteil!

Wenn du DC mit + und - hast, dann macht die Stroko dir deine Masse 
Kaputt!
Die Steuinduktivität wirkt wie eine Längsinduktivität.

Deswegen habe ich gemeint, man braucht die nicht immer.

Gerade bei USB (also mit Daten) gibt's da noch mehr Probleme... da 
gibt's eine Appnote von Würth in der sie das etwas beschreiben.
Da gibt es im Protokoll Sequenzen, die common-mode auf den 
Datenleitungen verursachen... nicht oft, aber es gibt sie.
Mit einer etwas größeren CM-Drossel war's dann mit der standardkonformen 
Übertragung...

73

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Wenn ich das richtig sehe, werden bei Anker 3 Ringkerne verbaut. Eine 
Induktivität für den Wandler und vermutlich je einen für Eingang und 
Ausgang. Mehr kann man wahrscheinlich nicht machen und das gute Spektrum 
spricht für sich.
Dadurch sollte die Störquelle in sich durch die Verdrosselung unabhängig 
sein von allen Zuleitungsinduktivitäten und eben nur minimal EMI 
erzeugen.

Mit blossen Abblocken gegen nicht vorhandene HF-Masse kommt man bei 
Wandlern und Schaltnetzteilen nicht weiter. Sage ich mal so. ;)

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Hängt von der Störquelle ab.

Für reinen Differential-Mode geht's ohne.
Bei Common-Mode nicht - daher haben jetzt die Laptop Netzteile alle Erde 
und DC- verbunden.

Mich würde nicht wundern, wenn am Eingang und Ausgang einfach nur eine 
gewöhnliche Drossel sitzt...Die "springende" Spannung ist überschaubar. 
Da schätze ich das Problem durch den Strom höher ein als den durch die 
Spannung... => eher DM als CM => eher Längsinduktivität wie Stroko...

Aber bei EMV ist halt nicht immer alles genau so, wie man's glauben 
würde...
Aufbau, Wandlertopologie,... spielt alles mit.

Ich hab mir auch mal so einen Wandler bestellt.
Mal schauen was da wirklich drinnen ist und was da wirklich rauskommt... 
:)

Irgendwelche Wünsche???
9k-26.5GHz sind grundsätzlich erfüllbar. :)

Die Frage ist nur inwieweit Normkonform ich's machen kann...
Automotive-Zeug ist nicht ganz so meins im Labor.

73

von Bernd (Gast)


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Wolf-Dietmar P. schrieb:
> Wenn ich das richtig sehe, werden bei Anker 3 Ringkerne verbaut. Eine
> Induktivität für den Wandler und vermutlich je einen für Eingang und
> Ausgang. Mehr kann man wahrscheinlich nicht machen und das gute Spektrum
> spricht für sich.
Man kann schon noch mehr machen. Hier mal ein Beispiel von Würth, was 
aktuell bei USB-C machbar ist. An der Platine kann man auch gleich 
nachmessen, welche Maßnahme wieviel bringt...

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Die Störquelle ist jeweils das switched mode PS.

Meine oberflächlichen Versuche einen up-DC-DC Converter etwas zu 
entstören haben alle nicht gefruchtet. Ich habe auch keine WE-Drosseln 
gehabt und bin auch nicht mit vertraut.
EMV habe ich für Funkgeräte mal gemacht, conducted und radiated. Das ist 
dann tatsächlich ein anderer Bereich gegenüber der schnellen 
Schaltelektronik.

Was den Anker Regler angeht bin wirklich tief beeindruckt wie die den 
entstört haben. Es geht ja um Unterschiede bis 50dB, was eine simple 
Filterung gar nicht schaffen kann. Da muss noch ausgekügelte 
Schaltungstechnik hinterstecken. Getaktete MosFets u.ä..

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Kannst du mir verraten wie dein störender DC/DC heißt (gerne auch PM, 
wenn du niemanden anschwärzen willst)?

Würde mich wirklich interessieren, was die da (nicht) machen.

Wie gesagt, ich habe im Grunde das notwendige Setup hier. Nur eine 
Bordnetznachbildung müsste ich mir schnell basteln...

73

von W.S. (Gast)


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mannebk schrieb:
> ich habe ein Problem: diverse DC-DC 12V zu 5V USB Ladegeräte stören
> sowohl im Auto das Radio als auch im Flieger den Flugfunk massiv.

Dir ist das generelle Wirkprinzip solcher Spannungswandler/Ladegeräte 
aber klar? Da wird eine Induktivität aus der Primärseite mit Strom 
aufgeladen und dann darf sie sich auf die Sekundärseite entladen. Das 
heißt, der auf der Primärseite gezogene Strom fließt impulsartig mit 
scharfen Flanken (wegen des Wirkungsgrades so steil wie nur möglich) und 
auf der Sekundärseite wird der impulsweise hereinkommende Strom nur 
durch einen zumeist einzigen Ladekondensator aufgefangen. Sowas macht 
per se breitbandige Störungen. Und zwar auf der Primärseite eher noch 
stärker als auf der Sekundärseite.

Was da hilft, sind Drosseln in allen 4 Leitunngen (2x Primär und x 
Sekundär), eventuell noch mit einem Kondensator zwischen den jeweiligen 
Leitungen, aber immer so, daß zwischen dem störenden Karnickel und dem 
Kondensator die beiden Drosseln liegen. Nicht die Spannung mit 
Kondensatoren möglichst glatt machen, sondern die Flanken des Stromes 
weniger steil machen. So etwas ähnlihes hattest du ja selber schon 
beobachtet: Wenn dein Störenfried über ein langes Kabel mit der Batterie 
verbunden ist, stört er weniger als mit einem kurzen Kabel. Das ist die 
Induktivität des Klingeldrahtes in deinem Kabel.

Nochwas: Es ist im Grunde ziemlich egal, ob das Gehäuse deines 
Flugfunkradios nun aus Metall oder etwas anderem besteht, denn das Radio 
hat eine Antenne, die zum Empfang dient und eben auch die in die Luft 
losgelassenen Störungen mit empfängt.

W.S.

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Kein Problem.
Das ist original BY für ein paar Euro. Mit Spannungsanzeige. Mit 
original "CE" Zeichen.
(Gerade haben die mich wieder gelinkt, LiIon Akkus 3400mAh "Panasonic", 
haben alle nur 2000mAh.)

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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W.S. schrieb:
> mannebk schrieb:
>> ich habe ein Problem: diverse DC-DC 12V zu 5V USB Ladegeräte stören
>> sowohl im Auto das Radio als auch im Flieger den Flugfunk massiv.
>
> Dir ist das generelle Wirkprinzip solcher Spannungswandler/Ladegeräte
> aber klar? Da wird eine Induktivität aus der Primärseite mit Strom
> aufgeladen und dann darf sie sich auf die Sekundärseite entladen. Das
> heißt, der auf der Primärseite gezogene Strom fließt impulsartig mit
> scharfen Flanken (wegen des Wirkungsgrades so steil wie nur möglich) und
> auf der Sekundärseite wird der impulsweise hereinkommende Strom nur
> durch einen zumeist einzigen Ladekondensator aufgefangen. Sowas macht
> per se breitbandige Störungen. Und zwar auf der Primärseite eher noch
> stärker als auf der Sekundärseite.
>
> Was da hilft, sind Drosseln in allen 4 Leitunngen (2x Primär und x
> Sekundär), eventuell noch mit einem Kondensator zwischen den jeweiligen
> Leitungen, aber immer so, daß zwischen dem störenden Karnickel und dem
> Kondensator die beiden Drosseln liegen. Nicht die Spannung mit
> Kondensatoren möglichst glatt machen, sondern die Flanken des Stromes
> weniger steil machen. So etwas ähnlihes hattest du ja selber schon
> beobachtet: Wenn dein Störenfried über ein langes Kabel mit der Batterie
> verbunden ist, stört er weniger als mit einem kurzen Kabel. Das ist die
> Induktivität des Klingeldrahtes in deinem Kabel.
>
> Nochwas: Es ist im Grunde ziemlich egal, ob das Gehäuse deines
> Flugfunkradios nun aus Metall oder etwas anderem besteht, denn das Radio
> hat eine Antenne, die zum Empfang dient und eben auch die in die Luft
> losgelassenen Störungen mit empfängt.
>
> W.S.

Selten so einen Blödsinn gelesen. Der Stromverlauf (eigentlich der 
Verlauf der Flussdichte) ist IMMER stetig! Das geht physikalisch gar 
nicht anders!

Springen tut die Spannung (also die Potentiale)!

Das mit Spulen und Kondensatoren lass ich Mal in etwa gelten... Das mit 
dem langen Kabel aber (wenn überhaupt) dann nur bedingt!

Wolf-Dietmar P. schrieb:
> Das ist original BY für ein paar Euro.

Damit kann ich leider nix anfangen... Ist da eine Bezeichnung dauf oder 
so??? Oder zumindest welcher Shop...

73

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Sagst du ;)

https://www.amazon.de/Cigarette-Lighter-Adapter-Compatible-Smartphones-Black/dp/B09PV8N1CP

Ich schau ob ich die Messungen nächste Woche unterbringe.

73

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Das wäre natürlich sehr interessant, wenn beide Adapter nochmal auf 
einen richtigen Messplatz kommen.

von Udo F. (udo_f691)


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Moin zusammen,
ich möchte noch mal ein Feedback abgeben, da beim Stöbern sicher einige 
mit ähnlicher Problematik auf diesen Thread stoßen.
Nachdem, wie bei mannebk, das UKW Funkgerät nicht gleichzeitig mit dem 
12V-USB Adapter, der die Navigation versorgt betrieben werden konnte, 
war ich auch auf der Suche nach einer Lösung. Ich habe mir auch das 
"Anker Power Drive 3" in der Version mit 2 USB-A Steckplätzen besorgt. 
Dazu noch ein doppelt geschirmtes USB-Kabel mit Ferrit eingesetzt und 
alles ist fein. Obwohl der Adapter direkt neben dem Funkgerät sitzt. 
Also vielen Dank für den Tipp und grünes Licht für alle Hobbyflieger und 
Bootjefahrer.

von Wolf-Dietmar P. (wodipo)


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Nachdem das bei Hans W. dann doch nach einem Jahr noch nicht geklappt 
hat, die Teile mal zu messen, hatte ich es selber gemessen. Siehe 
Anhang.

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