Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Power Supply "glätten"


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von Evan (Gast)


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Hallo,

ich habe hier ein 48V 10A Netzteil, welches ich als Versorgung eines 
DPS5005 (bei "glatter" Eingangsspannung lediglich 20mV Ripple) DC/DC 
Wandlers einsetzen möchte.

Leider hat es am Ausgang fürchterliche Spitzen, bis 2Vpp, die sich auf 
die Ausgangsspannung des DPS auswirken.

Ich habe schon 3 x 4.7uF parallel an den Ausgang geklemmt (Bilder), 
bringt etwas, evtl. 50%. (Mehr Ahnung habe ich von Analogtechnik auch 
nicht)

Was könnte man noch machen, um diese Spitzen zu dämpfen?

Danke
Evan

von Evan (Gast)


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Ach ja, die Werte und Bilder beziehen sich auf den Ausgang des Power 
Supplys. Nicht auf das DPS5005.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Evan schrieb:
> Leider hat es am Ausgang fürchterliche Spitzen, bis 2Vpp, die sich auf
> die Ausgangsspannung des DPS auswirken.
Wie hast du das gemessen?

> Was könnte man noch machen, um diese Spitzen zu dämpfen?
Eine Spule in Reihe schalten.

Aber ich würde mal vorschlagen, du misst mit dem Oszilloskop einfach mal 
"Masse gegen Masse". Also Masseklemme wie gehabt an Masse, und mit dem 
Tastkopf an anderen Massepunkten deines Aufbaus messen. Was siehst du 
dort?

von Evan (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wie hast du das gemessen?

Einfach Masse an Masse und den 10x Tastkopf an den Ausgang(+) des 
Netzteils.

> Aber ich würde mal vorschlagen, du misst mit dem Oszilloskop einfach mal
> "Masse gegen Masse". Also Masseklemme wie gehabt an Masse, und mit dem
> Tastkopf an anderen Massepunkten deines Aufbaus messen. Was siehst du
> dort?

Da sehe ich Schreckliches. Sieht ja genau so aus.
Habe einfach mal beide Anschlüsse des Tastkopfes an den Masseausgang des 
Netzteils geklemmt (s. Anhang).

Tastkopf am Oszi kurzgeschlossen zeigt nur <10mV Rauschen (gut so).

Was geht denn da ab?

Also das Netzteil ist korrekt mit der Erde verbunden (R<1 Ohm). Das Oszi 
auch.

Aber und ist das so korrekt? Der Masseausgang des Netzteils ist nicht 
mit der Erde verbunden. (Habe mal ein Video von EEVBlog gesehen, dort 
hieß es, dass Netzteile und andere Geräte allesamt über Masse verbunden 
wären (wegen Oszi zerschießen)???

Soll ich Masse mal mit Erde verbinden? Könnte das was bringen? (ich frag 
mal lieber :))

Danke
Evan

von Detlef _. (detlef_a)


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Du willst ja den ripple Deiner Ausgangsspannung messen. Direkt mit 
Tastkopf und Tastkopfmasse an die Ausgangsklemmen, die Strippe der 
Tastkopfmasse darf mit dem Tastkopf keine Fläche aufspannen, das 
Magnetfeld induziert Dir dort die gesehenen Störungen.

Oder: An die Klemmen des Netzgrätes Strippen anschliessen, die 
verdrillen und in nem Meter Entfernung oder so die Spannung messen.

Cheers
Detlef

Achja, Masse würde ich erdfrei lassen und nicht mit PE (gelbgrün) 
verbinden.

: Bearbeitet durch User
von Evan (Gast)


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...das mit der Erde ist ja Quatsch. Wenn ich die Oszi-Masse anklemme, 
hängt das Netzteil ja an Erde...

Werde das mit den Strippen mal ausprobieren. Danke

von Evan (Gast)


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Also die Idee mit den verdrillten Kabeln bringt nichts.

Auch wenn das Netzteil durch das Gehäuse ausreichend magnetisch 
abgeschirmt sein sollte, der Versuch war's wert.

Brauche in 4 Wochen ohnehin ein 1,5m CAN-Bus Kabel :))

von Br4in (Gast)


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Wackel mal mit der Schlaufe, die das Kabel deiner Tastkopf-Masse bildet 
und schau, was auf dem Scope passiert.

Learning by doing... Und dann mach es mal wie auf dem Bild. Quelle mit 
Beschreibung: 
http://www.all-electronics.de/richtiges-testen-von-stromversorgungen-teil-2/

von Evan (Gast)


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Nee...wenn's so einfach wäre.

Ich könnte auch mit der HF-Klammer messen (s. Anhang), das ändert aber 
nichts daran, dass ich die Störung des Frequence Switching des Netzteils 
auf Masse (oder wo sonst noch) habe.

Wie gesagt, ich verstehe kaum was von Analogtechnik.
Aber 1-2Vpp über das kleine Massekabel am Tastkopf via Magnetic Flux 
einfangen...neee...

Das Ripping ist ja gar nicht das Problem.
Ich vermute mal, diese kurzen, heftigen Bursts kommen durch die 
Netzteilswitcherei und die sind eben problematisch, da sie einfach (wenn 
auch 50-70% gedämpft) durch den DC/DC Wandler "gehen".

von Br4in (Gast)


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> Aber 1-2Vpp über das kleine Massekabel am Tastkopf via Magnetic Flux
> einfangen...neee...

Und dennoch würde ich mal mit der Massefeder direkt über dem Ausgangscap 
messen (wie sieht das Routing zu diesen Schraubklemmen aus und wie weit 
sind die vom Ausgangscap entfernt?). Wenn Du Masse gegen Masse misst, 
kann es sich eigentlich nur um ein Einkoppeln oder eine 
Potentialverschiebung handeln.

von HildeK (Gast)


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Evan schrieb:
> Ich könnte auch mit der HF-Klammer messen (s. Anhang), das ändert aber
> nichts daran, dass ich die Störung des Frequence Switching des Netzteils
> auf Masse (oder wo sonst noch) habe.

Du hast so gemessen, wie im mittleren Bild? Da müsste es aber eine 
deutliche Verbesserung gegenüber den Bildern vom Eingangspost gegeben 
haben, oder nicht?

von Evan (Gast)


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Ok. Für mich als Quasi-Laien:

Die (evtl. großflächigen) Massebahnen wirken als Antenne der durch 
Spulen etc. erzeugten Magnetfelder?
Und dadurch messe ich Masse/Masse diese ca. 37.5kHz Nadelimpulse bis 
3Vpp?
Also evtl. Blöd-Design?

Eigentlich sollten doch Filter in einem solchen Netzteil verbaut sein, 
damit die DC Ausgangsspannung einigermaßen "glatt" ist?
(Beschäftige mich das 1x mit sowas).

Also Gehäuse aufmachen und die DC Ausgangsbahnen zurückverfolgen...
...Richtung AC...
...oder doch ein anständiges Netzteil kaufen und am Leben bleiben 
(Spaß).

Ich öffne es mal und mache ein paar Fotos.
Euch Spezis fällt da evtl. was auf...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wie teuer war das Netzteil? Das könnte schon ein Hinweis auf die 
Problemursache ergeben.

von Evan (Gast)


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HildeK schrieb:
> Du hast so gemessen, wie im mittleren Bild? Da müsste es aber eine
> deutliche Verbesserung gegenüber den Bildern vom Eingangspost gegeben
> haben, oder nicht?

Ja, so habe ich gemessen.
Aber keine wirkliche Verbesserung.
(Es gibt seltsamer Weise Bursts, die deutlich stärker sind)

Wie gesagt, ein paar uF zwischen Masse und Vcc bringen mehr.
(hab mir mal 1000uF 50V ESRs bestellt)

Und, diese blöden rund 37.5 kHz Impulse messe ich auch bei Masse/Masse.
(also Masse und Messspitze des Tastkopfes am selben Massepunkt des DC 
Ausgangs des Netzteils. Wie das funktioniert? Keine Ahnung. Muss doch 
irgendwie mit der Erde des Oszis zu tun haben?)

Hat auch nichts mit Belastung bzw. Leerlauf zu tun...

von PoSply gladder (Gast)


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Wenn Du am Ausgangkondensator mißt, haben die Leitungen zu den 
Schraubklemmen keinen Einfluß.
Br4in schrieb:
> Wenn Du Masse gegen Masse misst,
> kann es sich eigentlich nur um ein Einkoppeln oder eine
> Potentialverschiebung handeln.
Und es kommt drauf an, wo genau, an welchen Stellen von GND, die 
Tastkopf-Kontakte genau sind. Wird die dazwischen aufgespannte 
Leiterbahn von hohen Strompulsen durchflossen, ist es eine durch diese 
Ströme hervorgerufene Potentialverschiebung.

Wenn Du den Tastkopf an den Kontakten kurzschließt (mit "unbeteiligtem" 
Leiter), sollte nichts zu sehen sein... wo her auch?

Außer aber, es wird über die Meßleitung ("Tastkopfkabel") was 
eingekoppelt, wenn diese "falsch liegt" (eigentlich schwierig durch 
deren Schirmung), oder, man spannt mal eine Mini-Drahtschlaufe vorne zw. 
Tastkopf unddie kurze GND-Klemme ---> und kann Stellen mit hohen 
Stromänderungsgeschwindigkeiten auch "blind" (ohne hinzuschauen) 
"ertasten".

Weißt Du, worauf ich hinaus will? Wenn man sich mal "bemüht", auf 
versch. Weise "was einzufangen", fällt es manchmal leichter, zu checken, 
wie man es , wenn unbeabsichtigt, VERMEIDET...

Solltest Du dem Problem durch eine "gute" Messung Herr werden - dann 
gut.

Wenn nicht, hilft nur noch ein doppeltes Tiefpaß-Filter - eines für 
150-500kHz, und eines für 5-25MHz. Dann wird der Ripple gedämpft, aber 
ebenfalls sind die Spitzen schwächer, oder gar nicht mehr sichtbar (in 
der derzeitigen horizontalen Auflösung).

von PoSply gladder (Gast)


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PoSply gladder schrieb:
> und kann Stellen mit hohen
> Stromänderungsgeschwindigkeiten auch "blind" (ohne hinzuschauen)
> "ertasten".

Ich meinte damit "als Antenne genutzt" - nix berührt.

von PoSply gladder (Gast)


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PoSply gladder schrieb:
> horizontalen

vertikalen, Herr unser Gott.

von HildeK (Gast)


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Evan schrieb:
> Und, diese blöden rund 37.5 kHz Impulse messe ich auch bei Masse/Masse.
> (also Masse und Messspitze des Tastkopfes am selben Massepunkt des DC
> Ausgangs des Netzteils. Wie das funktioniert? Keine Ahnung. Muss doch
> irgendwie mit der Erde des Oszis zu tun haben?)

Sieht nach irgendeiner Verkopplung zwischen Schutzerde und Masse des 
Netzteils aus. Ideal wäre jetzt mal der Test mit einem erdfreien Skope 
(es gibt welche mit Akkubetrieb). Die andere Methode will ich dir aus 
Sicherheitsgründen nicht vorschlagen ...

Wenn du damit eine Schaltung versorgst, die nicht geerdet ist, sollten 
diese Dreckeffekte weg sein. Ich wage mal zu behaupten: Die wird normal 
funktionieren.

von Harald W. (wilhelms)


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Evan schrieb:

> Was geht denn da ab?

Wer misst, misst Mist. :-)

von Mark S. (voltwide)


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Es ist eine ganz typische Erfahrung in diesem Umfeld, dass selbst die 
auf kürzestem Wege kurzgeschlossene Tastkopfspitze bei einfacher 
Berührung mit einem x-beliebigen Neztteil-Anschluß diese Schaltspitzen 
zeigt.

Dies ist nicht mehr zu erklären mit magnetischer Einkopplung, sondern 
mit einer Gleichtaktstörung, die in den Scope-Eingang gelangt.
Und deshalb hilft es zuweilen, das Scope-Kabel durch einen möglichst 
massiven Klappferriten oder Ferrit-Ringkern mehrfach hindurch zu 
wickeln.
Zumindest sollte eine sichtbare Verbesserung eintreten.

Ein echter Differenztastkopf könnte da auch Abhilfe schaffen.

Du kannst natürlich auch ein "Auge zudrücken" indem Du die Bandbreite 
mal auf 20MHz herunterschaltest, sofern so etwas vorgesehen ist.

von HildeK (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Wer misst, misst Mist. :-)

Also, so ganz mistig misst er doch nicht:

Evan schrieb:
> Masse und Messspitze des Tastkopfes am selben Massepunkt des DC
> Ausgangs des Netzteils

... und das mit der GND-Feder direkt vorne am Tastkopf. Das wäre 
durchaus richtig, besseres bietet ein (normaler) Tastkopf nicht und was 
besseres kann man ihm mit dem gegebenen Equipment auch kaum vorschlagen.

- Es kann ein schlechter Tastkopf sein
- Ein Problem im Oszi
- Ein Problem im Netzgerät
Wahrscheinlicher sind aber seltsame Verkopplungen über die Schutzerde.

von Detlef _. (detlef_a)


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Ja, interessant.

Also Situation: Burstst auch beim Messen mit Massefeder nur an Masse des 
Netzteils. Lastunabhängig.

Irgendwie müssen die bursts ja mal weg sein:
- Massefeder/Tastkopfspitze kurzschliessen, in die Nähe des Netzteils 
gehen, Strahlungskopplung?!

- Massefeder/Tastkopfspitze kurzschliessen, an PE des Netzteils gehen, 
Potentialverschiebung zwischen PE/Masse des Netzteils? Scope massefrei 
betreiben, Batteriescope oder über Trenntrafo. Netzteil massefrei über 
Trenntrafo betreiben.

- Scope und Netzteil mal auf ne gemeinsame Blechplatte stellen, geeerdet 
an PE.

- Differenztastkopf benutzen oder zwei Tastköpfe und das scope die 
Differenz berechnen lassen. In das differenzielle Signal nen Common mode 
choke einschleifen.

- Wie oben schon gesagt: Messleitungen/Netzleitungen durch fette Ferrit 
Toroide fädeln, gute idee.

Irgendwie/irgendwann/irgendwo ist der burst dann mal weg. Daraus dann 
Schlüsse zum Koppelweg ziehen.

Gute Nacht
Detlef

von Br4in (Gast)


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Was mir noch nicht ganz klar ist: Wenn du nur GND gegen GND misst (mit 
der Massefeder), misst du dann an einer gemeinsamen Schraubklemme oder 
an zwei Schraubklemmen?
Das Routing unter den Klemmen kann ja beliebig schlecht sein (wenn auch 
unwahrscheinlich).

Gleichtaktstörungen wären schlecht, würde ich aber bei dem günstigen 
Scope nicht ausschließen. Dein Tastkopf schaut auf deinem Bild etwas 
krumm aus der Wäsche, ist der okay?

Die Vorschläge von Detlef_a würde ich auch vorschlagen, vor allem 
Einkopplung und differentielle Messung. Außerdem wäre das Routing 
weiterhin interessant, sofern das Netzteil sich leicht öffnen lässt.

von Schlosser Funk (Gast)


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Ich hatte mal ganz ähnliche Probleme.

Hatte bei einem Verstärker ohne Spannungsgegenkopplung Schwingungen,
deren Ursache ich lange nicht finden konnte.

Abhilfe hat letztlich ein Netzfilter gebracht.
Nö, nicht so einer der bei Vollmond gestrickt wurde,
es reicht auch die Billigversion die sich z.B. in ausgedienten 
Waschmaschinen finden lässt.

Die Schwingung mit 37kHz könnte auf Rundsteuersignale zurückgehen.
Ich konnte dann noch eine Schwingung mit 4-5MHz finden.

Verrückterweise, ich konnte es sogar in einer Simulation reproduzieren,
hat sich der ganze hochfrequente Dreck im Verstärker demoduliert und zu 
einem ebenfalls kaum ortbaren Pfeifen mit 12kHz oder so geführt.

Achja, stromkompensierte Drosseln hatte ich noch verbaut.
Und mir extra für den Verstärker einen Spannungsregler gebaut,
der auch im MHz-Bereich noch regelt,
das schaffen die üblichen ICs nämlich nicht.

von Theor (Gast)


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Mir fällt auf dem mittleren Bild in dem gestrigen Beitrag 
Beitrag "Re: Power Supply "glätten"" auf, dass da ein 
Teil am Tastkopf schräg sitzt. Ich habe in dem Bild mal rot markiert, 
was ich meine.

Für mich sieht das nach einer Art Überwurfmutter aus. Ich habe so etwas 
an einem Tastkopf noch nicht gesehen, kann es daher nicht sagen. ABER: 
Falls das Ding irgendwie den mechanischen und daher auch den 
elektrischen Kontakt in dem Tastkopf beeinflussen könnte, würde ich das 
mal überprüfen. Vielleicht ist da ein Kontakt innerhalb des Tastkopfes 
hochohmig.

von M. K. (sylaina)


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Evan schrieb:
> Wie gesagt, ein paar uF zwischen Masse und Vcc bringen mehr.
> (hab mir mal 1000uF 50V ESRs bestellt)

Bedenke hierbei: Jede im Kondensator gespeicherte Ladung kann sich 
ungehindert in die angeschlossene Last entladen ohne dass irgendwelche 
Strombegrenzungen des Netzteils etwas dagegen tun können. Ist so ein 
kleiner Fluch bei z.B. Labornetzteilen: Jedes uF mehr am Ausgang erhöht 
die Spannungsstabilität aber verringert die Strombegrenzungsmöglichkeit.
Außerdem ist so ein großer Kondensator am Ausgang auch quasi ein Anker 
für den Regler im Netzteil.
Also bevor ich den Ausgang eines Netzteils mit einem Kondensator 
"verbessern" wollen würde würde ich mich nach einem Netzteil umsehen, 
dass meinen Anforderungen besser gerecht wird.

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