Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit Gleichtaktdrossel


von Werner13 (Gast)


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Hallo,

ich habe ein Problem mit einer Gleichtaktdrossel, Schaltung siehe 
Anhang.

Am Stecker KSUPPLY ganz links werden 24 angelegt, L1 ist die Common Mode 
Choke (CMC), danach folgt eine DCDC Konverter Stufe für +/- 15V. Mit den 
+/-15V wird ein Block versorgt, der maximal 100mA benötigt.

bei ca 1/10 der Platinen tritt folgender Fehler auf:
Nach Anschluss der 24V kommt es zu einem Kurzschluss auf der 
Sekundärseite der CMC (Pins 2 und 3, siehe Bild, durchgängig. 3 auf 4 
ist weiterhin durchgängig, 1 auf 2 aber nicht mehr!
Wenn ich die CMC austausche, funktioniert es wieder. Auch, wenn ich für 
die Platine nach dem Austausch dieselbe Versorgungsquelle verwende.

Woran kann das liegen? Warum hat die CMC am Ausgang auf einmal einen 
Kurzschluss und keine Verbindung mehr zwischen 1 und 2?

Danke!

: Verschoben durch Moderator
von hinz (Gast)


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Inrush Current grenzwertig. Was sagt denn Murata dazu?

von Thomas (kosmos)


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bau mal eine speziellen Inrush current limiter -NTC ein. Allerdings ist 
das Teil wirkungslos wenn schon warm ist und man dann nochmals aus und 
einschaltet.

von Klaus R. (klara)


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hinz schrieb:
> Inrush Current

Bei 100mA????
Ich sehe auch keine Kondensatoren die einen nennenswerten 
Einschaltimpuls erzeugen können. Ferner kann ich mit auch nicht 
vorstellen, dass L1 so empfindlich sein kann.
mfg klaus

von Werner13 (Gast)


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Danke für die Antworten.

Ich habe noch eine kleine Info vergessen: Bei der Vesorgung mit 24V 
(extern, Netzteil unbekannt) wird wie folgt vorgegangen: zuerst wird das 
Versorgungskabel angesteckt, danach die externe Spannungsquelle 
eingeschalten. Möglicherweise erzeugt das einschalten der 
Spannungsquelle kurze Peaks, die dazu führen, was meint ihr?

LG

von Hurra (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Inrush Current
>
> Bei 100mA????
> Ich sehe auch keine Kondensatoren die einen nennenswerten
> Einschaltimpuls erzeugen können. Ferner kann ich mit auch nicht
> vorstellen, dass L1 so empfindlich sein kann.
> mfg klaus

Also wenn das eine Drossel mit DRAHT ist, dann kann ich da zustimmen. So 
schnell wird die nicht kaputt.

Wenn es aber ein Multilayer-Ferrit ist, dann kan das schon sein. Die 
sind sehr anfällig gegen Inrush-Ströme und kaum überlastfähig.

Eine Anfrage beim Hersteller kann Klarheit schaffen.

Vorher aber:
Ich würde mir mal die Ströme beim Einschalten ansehen. Strommesszange 
ran, und alle Fälle durchprobieren, dann wird man schon sehen, was da an 
Strömen auftritt.
Zugleich gehört die Spannung nach der Drossel gemessen. Was passiert 
beim Einschalten? Irgendwelche fiesen Peaks, Schwingungen etc?

Der Aufbau sollte so realistisch wie möglich sein!

Messen, messen, messen, das hilft hier. Eigentlich macht man das bei der 
Inbetriebnahme der Prototypen...

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Wenns kein reines Ueberstromproblem ist, koennt' ich mir auch ein 
Problem beim Loeten vorstellen. vielleicht sind die Dinger durch ein 
falsches Temperaturprofil vorgeschaedigt. Bei "echtem" Spulendraht 
koennte z.b. die Lackisolierung an den Anschluessen durch zu 
heisses/langes loeten weiter abschmelzen.
Sind aber viele Konjunktive auf einem Haufen.

Gruss
WK

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Werner13 schrieb:
> Bei der Vesorgung mit 24V (extern, Netzteil unbekannt) wird wie folgt
> vorgegangen: zuerst wird das Versorgungskabel angesteckt, danach die
> externe Spannungsquelle eingeschalten.
Immer? Bist du dir sicher?

Werner13 schrieb:
> Mit den +/-15V wird ein Block versorgt, der maximal 100mA benötigt.
Auch beim Anlauf? Geschätzt? Gemessen?

von Werner13 (Gast)


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Hurra schrieb:
> Also wenn das eine Drossel mit DRAHT ist, dann kann ich da zustimmen. So
> schnell wird die nicht kaputt.

Ist keine mit Draht, sondern SMD.

Dergute W. schrieb:
> Wenns kein reines Ueberstromproblem ist, koennt' ich mir auch ein
> Problem beim Loeten vorstellen. vielleicht sind die Dinger durch ein
> falsches Temperaturprofil vorgeschaedigt

Das hatte ich auch schon im Kopf, ich sah aber in keine Datenblatt die 
maximale Löttemperatur. EV, sollte ich wirklich den Hersteller 
befragen...

Lothar M. schrieb:
> Werner13 schrieb:
>> Bei der Vesorgung mit 24V (extern, Netzteil unbekannt) wird wie folgt
>> vorgegangen: zuerst wird das Versorgungskabel angesteckt, danach die
>> externe Spannungsquelle eingeschalten.
> Immer? Bist du dir sicher?

Es passiert während der Erstinbetriebnahme, d.h. es gibt ein bestimmtes 
Prüfverfahren, nachdem hier gearbeitet wird.

Lothar M. schrieb:
> Auch beim Anlauf? Geschätzt? Gemessen?

Geschätzt...
Ich wüsste nicht, wie ich das direkt auf der Platine messen soll...

Danke

von Janvi (Gast)


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Das ist ein Problem mit statischen Aufladungen in Verbindung mit einer 
billigen Drossel. Statische Aufladungen werden beim Schaltvorgang 
ausgeglichen und gehen kapazitiv auch über galvanische Trennungen. Die 
Isolationsspannung ist vermutlich zu klein und es gibt einen Durchschlag 
wegen zu hoher Spannung bzw. zu hohen dU/dt. Die Spannung baut sich nur 
wegen der Induktivität auf, ohne Drossel nicht. Spannnungen über 1000 
Volt kommen da leicht zusammen und das reicht für einen CuL Durchschlag. 
Vielleicht hilft ein Kondensator am Eingang der Drossel um diese zu 
schützen. Bei Rückwirkungen in die Versorgung ist sie dann noch immer 
gut.

Wir haben das mal mit einer High-Speed Kamera im Dunkeln gefilmt. Mit 
dem ESD Generator kriegt man fast jede Drossel kaputt. Das Gerät 
funktioniert anschliessend noch, die Drossel tut aber nicht mehr ihren 
Dienst wie sie soll. Beim Anschliessen der Spannungsquelle sieht man den 
Durchschlag schon optisch. Genau diese Energie soll die Drossel ja 
(magnetisch) Kurzschliessen. Offensichtlich sind die Kriechstrecken aber 
viel zu klein bemessen. Gute Ringdrosseln haben sogar Pertinaxblättchen 
zwischen den Wicklungen als Isolierung.


Anm: Hast du den GND deiner Versorgung mit PE verbunden ?
(Das könnte die Sache auch entschärfen)

von Werner13 (Gast)


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Janvi schrieb:
> Anm: Hast du den GND deiner Versorgung mit PE verbunden ?
> (Das könnte die Sache auch entschärfen)

Interessanter Ansatz mit den Aufladungen...

Also wie gesagt, die Versorgungsquelle ist mir leider nicht bekannt, 
liegt extern in einem Gerät, in dem diese Elektronik eingebaut wird. Es 
wurde mir aber gesagt, dass GND dieser Versorgung mit PE verbunden ist.

Ich werde die aber einmal mit einem Ohmmeter überprüfen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Werner13 schrieb:
> Ist keine mit Draht, sondern SMD.
Doch, die ist gewickelt. Sonst würde die niemmals einen Strom von 5A 
abkönnen.

> Lothar M. schrieb:
>> Auch beim Anlauf? Geschätzt? Gemessen?
> Geschätzt...
> Ich wüsste nicht, wie ich das direkt auf der Platine messen soll...
Mit einem Messgerät wie man üblicherweise den Strom misst: Leitungen und 
Strommesszange fürs Oszi rein.
Wenn du sowas nicht hast, dann einen Shunt mit 100mOhm und den 
Spannungsabfall gemessen.

> Es passiert während der Erstinbetriebnahme, d.h. es gibt ein bestimmtes
> Prüfverfahren, nachdem hier gearbeitet wird.
Glück gehabt, dann sollte die Fehlersuche bei 10% Ausschuss ja recht 
einfach sein. Ich würde einfach mal das Raten beenden und den 
tatsächlichen Inrush-Strom messen.

Janvi schrieb:
> Das ist ein Problem mit statischen Aufladungen in Verbindung mit einer
> billigen Drossel
Diese elektrostatischen Entladungen, von denen du berichtest, hört man 
aber knallen. Eine drahtgewickelte Drossel habe ich mit realen 
Körperauf- und -entladungen noch nie kaputt bekommen.
Hier geht es vermutlich ganz simpel um Ströme, die höher sind, als 
Werner13 sich die vorstellt.

: Bearbeitet durch Moderator
Beitrag #4961644 wurde vom Autor gelöscht.
von SMD "auf Draht" (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Werner13 schrieb:
>> Ist keine mit Draht, sondern SMD.
> Doch, die ist gewickelt. Sonst würde
> die niemmals einen Strom von 5A
> abkönnen.

Korrekt, da wurde augenscheinlich was verwechselt/mißverstanden.

Oberflächenmontage:

https://de.wikipedia.org/wiki/Surface-mounted_device

Durchstecktechnik/"bedrahtet":

https://de.wikipedia.org/wiki/Through_Hole_Technology

von Werner13 (Gast)


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Lothar M. schrieb:
>> Ist keine mit Draht, sondern SMD.
> Doch, die ist gewickelt. Sonst würde die niemmals einen Strom von 5A
> abkönnen.

ja das stimmt, ist zwar oberflächenmontage, aber die Soule ist natürlich 
gewickelt...

Lothar M. schrieb:
>> Lothar M. schrieb:
>>> Auch beim Anlauf? Geschätzt? Gemessen?
>> Geschätzt...
>> Ich wüsste nicht, wie ich das direkt auf der Platine messen soll...
> Mit einem Messgerät wie man üblicherweise den Strom misst: Leitungen und
> Strommesszange fürs Oszi rein.
> Wenn du sowas nicht hast, dann einen Shunt mit 100mOhm und den
> Spannungsabfall gemessen.

Eine Stromzange habe ich, ich werde mich mal in die 24V Leitung hängen 
und den Strom beim EInschaltvorgang messen...

Danke!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Werner13 schrieb:
> Eine Stromzange habe ich
Ich meinte eine zum Anschluss ans Oszilloskop. Damit kannst du dann den 
Inrushstrom messen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Hurra (Gast)


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Zur Messung des Inrush-Stromes wäre schon noch etwas zu sagen:
Es macht einen gewaltigen Unterschied, ob du das Gerät "hart" 
einschaltest (an eine laufende Versorgung ansteckst, sog. "hot 
plugging") oder das Gerät anschließt und das Netzteil einschaltest. Das 
Netzteil hat fast immer eine Art Softstart.

Der erste Fall ist bei deiner Platine tödlich, weil bei 24V horrende 
Ströme fließen. Grund: Deas Netzteil hat Kondensatoren drin, die sind 
dann geladen. Da flißen hohe Ströme, du hast keinerlei Serienwiderstände 
zu deinen Kapazitäten. Und zig mOhm und 24V, naja, kannst du selber 
ausrechnen.

Weil dein DCDC eine Eingangskapazität hat, geht ein Teil des Stromes die 
Drossel. Das könnte möglicherweise ein Problem sein.

Drum - messen. Und zwar da, wo der Fehler passiert, nicht am Tisch. Also 
zur Not im Prüfadapter, oder wo auch immer es knallt. Wenn dir der 
Prüfmittelbau das Teil mittels Relais auf eine heiße 24V schaltet, würde 
es mich nicht überraschen, wenn es knallt.

von Thomas (kosmos)


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wenn du die Messmöglichkeit nicht hast probier so einen ICL-NTC mal aus.

von Werner13 (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich meinte eine zum Anschluss ans Oszilloskop. Damit kannst du dann den
> Inrushstrom messen.

Jap, das meinte ich auch. Hab eine Stromzange fürs Oszi.

Hurra schrieb:
> Der erste Fall ist bei deiner Platine tödlich, weil bei 24V horrende
> Ströme fließen. Grund: Deas Netzteil hat Kondensatoren drin, die sind
> dann geladen. Da flißen hohe Ströme, du hast keinerlei Serienwiderstände
> zu deinen Kapazitäten. Und zig mOhm und 24V, naja, kannst du selber
> ausrechnen.

Hm, ist ein guter Input. Ich bin bisher davon ausgegangen, dass es genau 
umgekehrt sein könnte, nämlich dass wenn die Versorgung schon 
angeschlossen ist und man das Netzteil einschaltet, das hier ein Peak 
entsteht, der problematisch wird.

Aber wie ihr richtig anmerkt, hilft hier nur eine Messung, die ich bei 
nächster Gelegenheit durchführen werde. Da kann ich auch die beiden 
Varianten hard und soft start miteinander vergleichen.

Danke

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