DC-DC Wandler und CLC Filter

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

ich bastel gerade an einem CLC Filter an einem Traco DC-DC Wandler. Dazu 
habe ich aus meiner Bastelkiste etwas rausgeholt was eben so da ist und 
folgende Schaltung zusammengesetzt.

Oszibilder:
gelb ist immer am Filtereingang, also an C4.
blau ist immer am Filterausgang, also an C5.
C3 und C6 sind nachträglich rangelötet.

4 Bilder, 2ms und 20ms pro Teilung bzw. 0,1A und 0,8A Laststrom.
Wiederholrate 1 Sekunde.

Bei den Kondensatoren lese ich für mich leider immer widersprüchliches 
in Bezug auf den ESR Wert. Einerseits soll die Güte des Schwingkreises 
bewusst schlecht sein, also keine low ESR Elkos und Spule mit möglichst 
hoher Impedanz verwendet werden. Andererseits sollen MLCC und X7R 
Keramikkondensatoren verwendet werden. Also doch wieder low ESR Typen. 
Das verstehe ich nicht. Was wann und warum?

Da ich gern wissen möchte was mit passenderen Werten noch so möglich 
ist, auf die Glättungs- und Filterwirkung bezogen, möchte ich fragen was 
ich ändern könnte/sollte.

Nachdem was ich so angelesen habe, würde ich folgendes ändern.
Ich würde vor C2 von Reichelt den Doppel-Ferrit Filter setzen (BEAD 
92-99).
https://www.reichelt.de/emv-doppel-ferrit-entstoerfilter-50-ohm-10-mhz-bead-92-99-p105528.html?&trstct=pol_4

L1 würde ich ersetzen mit einem Fastron 09HCP Ferrit
120µH, 128mOhm, 1,8A
oder
150µH, 173mOhm, 1,6A
oder
Fastron 11HPC, 100µH, 370mOhm, 2,4A

Mehr wie 1A wird nicht fließen.

Elko C4, C5 beide Standardtypen, kein low ESR, 100µF würde ich belassen

Bei den Keramiks C3, C6 bin ich mir nicht sicher.
X7R Typen belassen?
Kapazitäten belassen oder etwas erhöhen?

Meinungen, Empfehlungen?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Low ESR verwendet man, wenn man höherfrequente Signale gut abfangen 
möchte, genau die Anwendung, die du vorliegen hast. Es schadet sicher 
nicht, auch für die Elkos Low ESR zu verwenden, evtl. kannst du dann auf 
die MLCC verzichten oder durch kleinere Kerkos ersetzen.
MLCC sind nämlich nicht gerade ein Ausbund an Zuverlässigkeit.

Veit D. schrieb:
> L1 würde ich ersetzen

Ja, deutlich mehr als 22µH sind sicher sinnvoll. Dein Oszi behauptet, 
die Schaltfrequenz des Wandlers sei >16,7kHz, etwas genauer wäre 
hilfreich. Das Verhältnis von Drossel zu Kondensator ist übrigens so 
'schlecht', das ein Schwingkreis so gut wie nicht entstehen kann. Achte 
darauf, eine HF-Drossel und nicht etwa eine Speicherdrossel zu kaufen.
Falls du es wirklich sauber brauchst, schaltest du noch ein zweites RC- 
oder LC Filter dahinter.

[fragenüberfragen (Gast)]

Wozu so hohe [27mF (=27000µF)] Elkokapazität nach dem Gleichrichter?

Matthias S. schrieb:
> Dein Oszi behauptet,
> die Schaltfrequenz des Wandlers sei >16,7kHz

Tja, also das Datenblatt spricht von 500kHz. Verwunderlich.

Zusätzlich zu einigen scheinbaren Unstimmigkeiten der genannten oder
gezeigten Infos ist noch einiges mehr nicht ganz klar/völlig unklar:

Die Eigenschaften der Trafo/Gleichrichter Schaltung könnte man zwar
schätzen, aber ohne die Eigenschaften der Last kann man vieles nicht
wissen. Die erwünschte bzw. benötigte Wirkung des Filters z.B.

Erst wenn Daten wie auch Randbedingungen verläßlich fest stehen, läßt
sich konkret (Projekt-bezogen) helfen. Ansonsten könnte man höchstens
anfangen, zahllose Mißverständnisse aufzuklären (allgemein gehalten).

[udok (Gast)]

Wenn du  den HF Ripple weg haben willst, musst auf eine hohe 
selbstresonanzfreqenz der Spule achten. Kleinere werte sind da besser, 
eventuell eine Ferritbeat dazuschalten.
Low Esr oder Xlr isr muss.  Wenn du am eingang filterst, muss c2 
feutlich größer sein.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

in dem Rauschsignal kann das Oszi schlecht eine Frequenz messen. Habe 
die Zeitbasis drastisch reduziert, es werden ca. 510kHz gemessen. 
Gemessen wird in Tastkopf 1:1 Einstellung.

Die Last ist zur Zeit ein Drahtpoti wie auf den Bildern.

Die Gleichrichterschaltung ist später der "Powerteil" für ein Netzteil.

Den CLC Filter benötige ich vielleicht später für die Versorgung der 
Steuerschaltung. Mit µC, OPVs, DACs und Referenzspannungs-IC. Das wird 
aber extra versorgt von einem Printtrafo + Gleichrichter usw. Ist noch 
nicht fertig. Deswegen derzeit der Aufbau mit dem was fertig ist.

Genau, der HF Anteil soll noch mehr gefiltert werden. Der Ripple selbst 
ist schon mal nicht schlecht, aber für mein Gefühl noch zu viel HF drin.

Um das zu erreichen muss ja die Grenzfrequenz vom "Schwingkreis" runter. 
Also Induktivität der Spule höher. In welchen Regionen der 
Spulenimpedanz muss ich denn suchen? Größer 100 mOhm oder im 
Ohm-Bereich? Ich lege mir auch gern verschiedene Werte hin, wenn ich 
weiß in welchen Werte-Regionen in kaufen sollte. Auf welchen Wert legt 
man die Grenzfrequenz fest? 1kHz, 100Hz? Ideal wäre ja 0Hz.  :-)

HF Drosseln haben geringere Impedanzen soweit ich das sehe. Unter 
20mOhm. Würde das der Filterung nicht widersprechen? Ich dachte die 
Impedanz der Spule sollte eher hoch sein, dass es dem schnellen 
Stromanstieg entgegen wirkt, damit es zur Glättung kommt.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Hallo,

" Ich dachte die Impedanz der Spule sollte eher hoch sein, dass es dem 
schnellen Stromanstieg entgegen wirkt, damit es zur Glättung kommt."

So eine reale Spule besitzt aber auch einen "Kapazitätsbelag".

MfG

[Purzel H. (hacky)]

Es ist schon klar, dass die Signalanteile des 500kHz Schaltstromes 
locker 500MHz erreichen koennen ? Dann ist eben nichts mehr mit elko und 
Speicherdrossel. Die Speicherdrossel hat ein zu grosses offendes Feld, 
das alles rundrum verseucht. Allenfalls da eine stromkompensierte 
Drossel verwenden. Die saettigt naemlich nicht.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

ich habe mir kurzerhand 2 Bücher von Würth bestellt.
Trilogie für induktive und kapazitive Bauelemente.
Mal sehen ob ich die Materie verstehe.
Dümmer werde ich davon sicherlich nicht.  :-)

Danke Euch erstmal.

[GHz-Nerd (Gast)]

Für Störungen im 2-3stelligen MHz Bereich würde ich auch Ferritperlen 
(o.ä.) in Betracht ziehen. Diese sind recht effektiv im Unterdrücken der 
höheren Frequenzanteile, die man mit dem "haupt-LC-Filter" 
(drahtgewickelte Spulen)  nur schwer wegbringt.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

okay, greifen wir vor. Wenn man das weitertreiben möchte, muss man eine 
6 Loch Ferritperle und danach eine Strom kompensierende Drossel 
einsetzen. Praktisch zwei CLC hintereinander. Das Paket dann 
optimalerweise jeweils vor und nach dem DC-DC Wandler?