Hallo liebe Gemeinde, ich habe eine kleine Frage zum Potentialausgleich bei isolierten DCDC Konvertern. Angenommen ich versorge eine uC Paltine mit einem galvanisch isolierten DC-DC Konverter, die auch sonst nur Galvanisch getrennte Anschlüsse hat. Wie sorge ich dafür, dass das GND Potential meiner Platine nicht abdriftet. Ich habe schon öfter gelesen, das zwischen dem Bezugspotential der Versorgung des Wandlers und dem GND Niveau meiner Platine ein Koppelkondensator und ein hochohmiger Ableitwiderstand verbaut wird, allerdings verstehe ich den Sinn des Konensators nicht und finde vor allem keine Vernünftigen Quellen. Vielen Dank! PS: Der Thread hier Beitrag "Verständisfrage: isolierter DC-DC-Wandler" ist zwar sehr verwandt, allerdings sind alle angegebenen Application Notes obsolet und die Links funktionieren auch nicht mehr.
Gustl E. schrieb: > Wie sorge ich dafür, dass das GND Potential meiner Platine nicht abdriftet. Wovon? Der DC-DC Konverter ermöglicht die galvanische Trennung, aber wenn man sie nicht braucht, kann man dann den Minus-Ausgang des DC-DC Konverters mit GND verbinden (falls man eine positive Spannung braucht).
Gustl E. schrieb: > Angenommen ich versorge eine uC Paltine mit einem galvanisch > isolierten DC-DC Konverter ... > Wie sorge ich dafür, dass das GND Potential meiner Platine nicht > abdriftet. Gar nicht? Das ist doch gerade der Sinn der Isolation (aka "galvanische Trennung"), daß das GND-Potential der auf diese Weise versorgten Schaltung beliebig driften kann. Im Zweifel wird GND dieser Platine mit irgend etwas verbunden sein und zu diesem etwas eine exakt definierte elektrische Beziehung haben.
Axel S. schrieb: > Gar nicht? > > Das ist doch gerade der Sinn der Isolation (aka "galvanische Trennung"), > daß das GND-Potential der auf diese Weise versorgten Schaltung beliebig > driften kann. > > Im Zweifel wird GND dieser Platine mit irgend etwas verbunden sein und > zu diesem etwas eine exakt definierte elektrische Beziehung haben. Hallo Genau das ist mein Problem. Mein GND Potential der Platine ist mit nichts verbunden, das heißt es kann sich (theoretisch) eine beliebige Spannung zwischen dem negativen Pol meiner Spannungsversorgung und meinem GND Potential der Platine (=negative Ausgangsspannung des DCDCs)aufbauen. Das wird solange gut gehen, bis diese Spannung die maximal zulässige Eingangs-Ausgangz Differenz des DCDC-Wandlers übersteigt und dann wird dieser kaputt gehen, nemhe ich an.
Entweder die Versorgung aus einer potenzialfreien Quelle oder nur die I/Os gelvanisch entkoppeln. Sonst kann tatsächlich das passieren, was du befürchtet hast, dass die mittlere Schaltung theoretisch durch die Gegend floaten kann, bis zum Durchbruch der Isolierung. Die DC/DC-Wandler haben ja eine gewisse Koppelkapazität (einige zehn pF), die HF-mäßig eine gewisse Ableitimpedanz darstellen. Der DC-Widerstand ist meistent einige 100 bis 1000 MegOhm. Wenn du wirklich sichergehen willst, dass die Schaltung nicht wegfloated, kannst du sie mit einer TVS-Diode auf ein Bezugspotenzial der restlichen Schaltung legen. Die Spannungsfestigkeit der Diode sollte so bemessen sein, dass sie bei den üblichen Potenzialdifferenzen noch nicht leitfähig wird, aber sicher unter die zulässige Isolationsspanung klemmt.
Gustl E. schrieb: > Hallo Genau das ist mein Problem. Nein. Machst du dir die gleichen Gedanken über Batterie betriebene Geräte? Hast Du da auch die Sorge, dass deren Potentiial langsam wegdriftet, und die enstehende Hochspannung dich irgendwann mit einem kräftigen Blitz erschlägt? Freitag halt...
Gustl E. schrieb: > Axel S. schrieb: >> >> Das ist doch gerade der Sinn der Isolation (aka "galvanische Trennung"), >> daß das GND-Potential der auf diese Weise versorgten Schaltung beliebig >> driften kann. >> >> Im Zweifel wird GND dieser Platine mit irgend etwas verbunden sein und >> zu diesem etwas eine exakt definierte elektrische Beziehung haben. > > Hallo Genau das ist mein Problem. Mein GND Potential der Platine ist mit > nichts verbunden Wenn das so wäre, dann bräuchtest du die galvanische Trennung nicht. Hast du eigentlich einen Schimmer, was du da machst? Und warum? > das heißt es kann sich (theoretisch) eine beliebige > Spannung zwischen dem negativen Pol meiner Spannungsversorgung und > meinem GND Potential der Platine (=negative Ausgangsspannung des > DCDCs)aufbauen. Warum sollte sich eine Spannung "aufbauen"? Spannungen bauen sich nicht auf, die werden angelegt. Und dann fließt entweder Strom oder - im Fall der galvanischen Trennung - eben nicht. > Das wird solange gut gehen, bis diese Spannung die > maximal zulässige Eingangs-Ausgangz Differenz des DCDC-Wandlers > übersteigt und dann wird dieser kaputt gehen, nemhe ich an. Nicht notwendigerweise. Wenn die Spannung den Grenzwert übersteigt, dann wird irgendwo eine Isolierbarriere versagen und Strom fließen. Ob dabei etwas kaputt geht, hängt ganz wesentlich von der Energie ab. Und davon wo der Strom langfließt. Aber mit dem bißchen Energie das man z.B. bei elektrostatischer Aufladung erhält, kriegt man einen DC-DC-Wandler eher nicht kaputt.
Route 6. schrieb: > Gustl E. schrieb: >> Hallo Genau das ist mein Problem. > > Nein. > Machst du dir die gleichen Gedanken über Batterie betriebene Geräte? > Hast Du da auch die Sorge, dass deren Potentiial langsam wegdriftet, und > die enstehende Hochspannung dich irgendwann mit einem kräftigen Blitz > erschlägt? > > Freitag halt... Es geht nicht darum, ob es irgendwo Blitzt gibt, sondern dass jeder vernünftige Mensch dafür sorgen sollte, dass zwischen mehreren Platinen ein Potentialausgleich in irgendeiner Fom stattfinden sollte, wenn diese galvanisch getrennt verbunden werden. Grundlagen EMV, mit Sicherheit eines der ersten Kapitel. >Wenn das so wäre, dann bräuchtest du die galvanische Trennung nicht. >Hast du eigentlich einen Schimmer, was du da machst? Und warum? Jein, genau deswegen stelle ich solche Fragen auch, ich versuche nur nicht naiv irgendwelche Bauteile zu verbauen ohne mir über die Einzelheiten im Klaren zu sein. >Nicht notwendigerweise. Wenn die Spannung den Grenzwert übersteigt, dann >wird irgendwo eine Isolierbarriere versagen und Strom fließen. Ob dabei >etwas kaputt geht, hängt ganz wesentlich von der Energie ab. Und davon >wo der Strom langfließt. Aber mit dem bißchen Energie das man z.B. bei >elektrostatischer Aufladung erhält, kriegt man einen DC-DC-Wandler eher >nicht kaputt. Das ist schon eher ein Ansatz, der es Wert ist nachzudenken. Meine eigenen Recherchen haben ergeben, dass nahezu alle Hersteller Koppelkondensatoren zwischen den beiden Eingangs und Ausgangspotentialen vorschlagen. Jedoch komischerweise nur in den Application Notes der teueren DCDC Wandlern, in den billigeren Segmenten steht dazu meist gar nichts. Mit den Koppelkondensatoren sollen Spannungstransienten ausgeglichen werden, die Entladung erfolgt meiner Vorstellung nach einfach über den parasitären Widerstand zwischen Ein und Ausgang des DCDC Wandlers. Nachzulesen z.b. hier: http://www.tracopower.com/products/thn15wi-application.pdf S35 ff http://power.murata.com/datasheet?/data/apnotes/dcan-52.pdf S2
Die in der AppNote gezeigten überbrückenden Kondensatoren dienen rein EMV-Zwecken. Sie sollen die Störaussendung der DC-DC-Wandler verringern. Soweit alles klar, kann, und sollte man sich auch dran halten. Das hat aber überhaupt nichts zu tun mit einem "Potentialausgleich" zwischen erdfreien Leiterplattenmodulen. Für den gibt es nach meinem Kenntnisstand auch keinerlei Notwendigkeit.
>> galvanisch isolierten DC-DC Konverter
klingt irgendwie irre
Ein DCDC Wandler muss DC Strom liefern können,
da kann er nicht galvanisch isoliert sein.
Da müßte er ja einen Optokoppler im
Feedbackpfad haben und einen Optokoppler in
der Gate-Ansteuerung des Leistungstransistors.
Martin schrieb: >>> galvanisch isolierten DC-DC Konverter > > klingt irgendwie irre Nö. > > Ein DCDC Wandler muss DC Strom liefern können, Richtig! > da kann er nicht galvanisch isoliert sein. Doch. > > Da müßte er ja einen Optokoppler im > Feedbackpfad haben Nicht zwangsläufig. Bei Flyback-Wandlern gibt es auch andere Ansätze. > und einen Optokoppler in > der Gate-Ansteuerung des Leistungstransistors. Nein...Weil selbiger sitzt auf der Primärseite des Trafos.
Gustl E. schrieb: > >>Wenn das so wäre, dann bräuchtest du die galvanische Trennung nicht. >>Hast du eigentlich einen Schimmer, was du da machst? Und warum? > > Jein, genau deswegen stelle ich solche Fragen auch, ich versuche nur > nicht naiv irgendwelche Bauteile zu verbauen ohne mir über die > Einzelheiten im Klaren zu sein. Das klingt für mich nicht so, als hättest du eine konkrete Anwendung. Deswegen klingt das was du erzählst, auch alles so falsch. Denn in der Praxis macht niemand eine galvanische Trennung in die Spannungsver- sorgung einer Platine, die er nachher mit nichts verbindet. Das ist einfach nur zum Fenster rausgeworfenes Geld. > Meine eigenen Recherchen haben ergeben, dass nahezu alle Hersteller > Koppelkondensatoren zwischen den beiden Eingangs und Ausgangspotentialen > vorschlagen. Der Unterschied zwischen vorschlagen und vorschreiben ist dir bekannt? Und womöglich hast du auch einfach nur den Text nicht gelesen und was du da gesehen hast, ist die unvermeidbare parasitäre Kapazität, die jeder DC/DC Wandler zwischen Ein- und Ausgang hat? > Mit den Koppelkondensatoren sollen Spannungstransienten > ausgeglichen werden, die Entladung erfolgt meiner Vorstellung nach > einfach über den parasitären Widerstand zwischen Ein und Ausgang des > DCDC Wandlers. Es gibt keinen solchen Widerstand. Es sei denn, du bezeichnest XX mm Kriechstrecke auf Platine bzw. Trafo als Widerstand. Ich glaube, du hast einfach den Sinn und das Wesen einer galvanischen Trennung nicht verstanden. Deine Fragen lassen keine andere Schluß- folgerung zu.
Martin schrieb: > Ein DCDC Wandler muss DC Strom liefern können, > da kann er nicht galvanisch isoliert sein. Dieses setzt jenes nicht voraus. Die Sonne liefert am Ausgang einer Solarzelle auch DC Strom. Trotzdem ist eine galvanische Trennung zwischen beiden. In einem DC/DC Wandler ist da ein ganz simpler Trafo. Und eine Schaltung die vor dem Trafo aus DC AC macht und nach dem Trafo aus AC wieder DC.
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