Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Filter für AC Schaltendstufe


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von lolwat (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte ein Prüfgerät mit mehreren AC Stromausgängen entwickeln .
Jeder Ausgang soll eine 50Hz Strom mit maximaler Leistung von 20W 
erzeugen.

Das ganze möchte ich mit einer Schaltendstufe realisieren die im 
Freuenzbereich 100kHz-250kHz arbeiten wird.

Jetzt stelle ich mir die Frage, was ich bei dem Entwurf des 
Ausgangsfilters beachten muss. Bis jetzt habe ich keine Normen gefunden, 
die die Restwelligkeit im 100kHz Bereich (+ Harmonische) einschränken.

Wie stark muss ich die Frequenzanteile bei der Schaltfrequenz dämpfen? 
(mA für Strom?, uV für Spannung?)

Noch als Hinweis: Die maximale Länge der Leitungen die an den Ausgang 
angeschlossen werden ist 10m.

Liebe Grüße,
lolwat

von Andreas (Gast)


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Bitte mehr Details:
a) Ist dein Gerät netzbetrieben?
b)
>Jeder Ausgang soll eine 50Hz Strom mit maximaler Leistung von 20W erzeugen.
Wie sieht das Ausgangssignal denn aus?
c)
>Bis jetzt habe ich keine Normen gefunden, die die Restwelligkeit im 100kHz 
Bereich (+ Harmonische) einschränken.

Ich würde jetzt die EN55011 "Industrielle, wissenschaftliche und 
medizinische Geräte - Funkstörungen - Grenzwerte und Messverfahren"
ran ziehen.
Das beinhaltet leitungsgebundene Störungen von 150kHz...80MHz
und hf-feld 80MHz...1GHz.

von Andreas (Gast)


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>leitungsgebundene Störungen von 150kHz...80MHz
Korrektur:
9kHz...30MHz

von lolwat (Gast)


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Hallo Andreas,

a) Ja das Gerät ist netzbetrieben. Ich plane eine open frame Netzteil 
zuzukaufen. (meanwell, cosel, XP power,  oder ähnliches)

b) Das Ausgangssignal ist ein 50Hz sinus. Der Ausgangsstrom  kann 
zwischen 0 und 12A rms geregelt werden.

Danke für den Hinweis auf die en55011!  Verstehe ich das richtig, dass 
die Limits für die  leitungsgebundenen Störungen nur für den 
Netzanschluss gelten? Spielt da der Ausgangsfilter überhaupt eine Rolle?

(bin unterwegs.. Schaue später nochmal in die Norm)

Grüße
lolwat

von Andreas (Gast)


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>ich möchte ein Prüfgerät mit mehreren AC Stromausgängen entwickeln .

>Das Ausgangssignal ist ein 50Hz sinus. Der Ausgangsstrom  kann
zwischen 0 und 12A rms geregelt werden.

Riecht für mich nach Schutzleiterwiderstandsprüfung.

>Verstehe ich das richtig, dass
die Limits für die  leitungsgebundenen Störungen nur für den
Netzanschluss gelten?

Ja.

>Spielt da der Ausgangsfilter überhaupt eine Rolle?
Die "Schweinereien", die sekundärseitig erzeugt werden, werden in einem 
gewissen Grad auf die Netzeingangsseite überkoppeln.

von lolwat (Gast)


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Andreas schrieb:
> Riecht für mich nach Schutzleiterwiderstandsprüfung.

Nicht ganz ;) Soll für die Schutzrelaisprüfung genutzt werden.

> Die "Schweinereien", die sekundärseitig erzeugt werden, werden in einem
> gewissen Grad auf die Netzeingangsseite überkoppeln.

Alles klar dann hoffe ich mal, dass die Spule des Schaltreglers und ein 
Ausgansgkondensator genug "Schweinereien" beseitigt.

von Sascha_ (Gast)


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IR hat auch Application Notes zum Filterdesign bei Class D Verstärkern, 
die könntest du dir dazu auch mal durchlesen.

von voltwide (Gast)


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Falls es um ein kommerzielles Gerät geht, wo eine CE-Kennzeichnung 
Pflicht ist, reicht "Hoffen" nicht aus.

von lolwat (Gast)


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Sascha_ schrieb:
> IR hat auch Application Notes zum Filterdesign bei Class D Verstärkern,
> die könntest du dir dazu auch mal durchlesen.
Danke :) Werde ich mir mal zu Gemüte führen.


voltwide schrieb:
> Falls es um ein kommerzielles Gerät geht, wo eine CE-Kennzeichnung
> Pflicht ist, reicht "Hoffen" nicht aus.
Da hast du vollkommen recht!
Gibt es ein weg im Voraus abschätzen zu können wie viel Filterung 
tatsächlich benötigt wird?

von voltwide (Gast)


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Das ist eine ziemliche Erfahrungssache - und natürlich hat jedes Gerät 
seine eigene EMV-Signatur. Zu betrachten ist der Bereich 150kHz bis 1GHz 
oder höher - sowohl Störaussendung als auch Störfestigkeit.
Wobei ein alter Erfahrungssatz ist, dass eine schlechte Störaussendung 
korreliert mit schlechter Störfestigkeit.
Im unteren Frequ-Bereich 150k-30MHz, bei den leitungsgebundenen 
Störungen sind grobe Abschätzungen möglich. Ganz am Anfang des 
Frequenzbereiches, bei den ersten und intensivsten Harmonischen des 
Störeres. hat man oft symmetrische Störungen infolge der gepulsten 
Stromaufnahme. Die erforderliche Filterung ist durchaus abschätzbar.
Weiter geht es zumeist über kapazitive Abstrahlung, d.h. eine 
hochfrequente Spannung von hoher Amplitude verursacht einen 
Verschiebestrom in die Umgebung. Hier wird es schon schwieriger, da man 
die Koppelkapazität zwischen Störer und Erde im allg. nicht weiß.
Oberhalb von 30MHz wird die Analyse immer schwieriger, die Abstrahlung 
erfolgt sowohl über längere Leitungen als Antenne, aber auch magnetisch 
über Stromschleifen. Unendliche, erfolglose Experimente in diesem 
Bereich führen hier rasch an die Grenzen des Meßequipments und des 
eigenen Verständnisses. Hier hilft nur von vornherein EMV-gerechtes 
Leiterplatten-Design einzuplanen.

von voltwide (Gast)


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Ansonsten in den sauren Apfel beißen, das Gerät so wie es ist in ein 
kompetentes EMV-Labor bringen und vor Ort lernen wo die Knackpunkte 
liegen.

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