Guten Tag,
ich habe eine Schaltung designed, die mit 230V versorgt wird.
Die Schaltung enthält einen digitalen Teil (Mikrocontroller) und einen
präzisen analog Teil zur Messung kleiner Spannungen (< 10 uV).
Bisher sieht die Schaltung so aus:
230V AC --> Trafo --> Gleichrichter --> DC + 100 Hz Ripple --> 2x 3,3 V
Linearregler für analog und digital getrennt.
Als Linearregler verwende ich AZ1117-3.3 aus meiner Bastelkiste. Den
Rippel der gleichgerichteten Spannung unterdrücken die Regler auch
prima.
Ich hatte mich absichtlich für einen Trafo entschieden, da ich hier
nicht mit den Störungen eines Schaltnetzteils rechnen muss. Da der Trafo
aber doch recht warm wird, würde ich gerne auf ein AC/DC Modul IRM-05-5
(Reichelt:
https://www.reichelt.de/ac-dc-wandler-85-240-v-ac-5-v-dc-modul-irm-05-5-p157847.html?&trstct=pos_0&nbc=1)
umsteigen. Dieses ist für mich deutlich besser, da es ein Vielfaches der
Leistung erbringen kann und auch von der Effizienz her besser ist. Auf
meiner Platine kann ich so ein Modul unterbringen.
Jetzt meine Frage: Ich mache mir Sorgen, dass dieses Modul mir meinen
analogen Schaltungsteil komplett vehunzt. Ich muss bestimmt die
Ausgangsspannung irgendwie nachfiltern. Nur wie? Ich kenne weder die
Schaltfrequenz des Moduls noch die genauen Impedanzverhältnisse des
Spannungsausgangs des Moduls bzw. des Eingangs meiner Schaltung.
Ich würde auf der Platine direkt hinter dem AC/DC Modul Platz für ein
CLC-Filter + Ferrite vorsehen. Allerdings bin ich mir bei der
Dimensionierung unsicher.
Kann mir hier jemand weiterhelfen?
M. H. schrieb:> Da der Trafo aber doch recht warm wird
Der Trafo muss auch entsprechend dimensioniert werden, dann wird da
recht wenig warm.
M. H. schrieb:> würde ich gerne auf ein AC/DC Modul
Da musst du hinten raus nochmal filtern bis der Arzt kommt. Aufwand und
Platzbedarf kommt wohl ähnlich der Trafolösung.
M. H. schrieb:> direkt hinter dem AC/DC Modul Platz für ein CLC-Filter + Ferrite> vorsehen
Genau das meine ich...
Aber prinzipiell schon mal gut.
M. H. schrieb:> Allerdings bin ich mir bei der Dimensionierung unsicher.
Erstmal den AC/DC vermessen. Bedenke,
was dein Filter erreichen kann und muss:
•Trennung der beiden Schaltungsteile
•Eigenstörungen des AC/DC dämpfen
•Netzstörungen, die es durch den AC/DC schaffen, wegfiltern
Ja, sowas geht schon mit einem Schaltnetzteil, wenn du dir mal Netzteile
von digitalen Tonmischpulten ansiehst. Als Einzelstück wäre mir der
Entwicklungsaufwand zu hoch.
mfg mf
Kauf dir einen anständigen AC/DC zum Beispiel von RECOM und dann ist das
auch nur halb so wild. Die haben an sich schon recht wenig Rippel und
geben auch die Schaltfrequenz an. Außerdem gibts von denen auch
Leitfäden wie man Filter auslegt, auch Würth Elektronik hat da gute
Appnotes.
Ansonsten solltest du aber mit einem ordentlich dimensionierten
PI-Filter und linearer Nachregelung keine Probleme haben. Das ist nicht
wirklich aufwendig, und so schlimm wie alle immer tun sind Schaltwandler
nicht, zumindest nicht wenn man die Finger von dem ganzen billigen
Chinakram lässt.
M. H. schrieb:> Die Schaltung enthält einen digitalen Teil (Mikrocontroller) und einen> präzisen analog Teil zur Messung kleiner Spannungen (< 10 uV).
+, (-) und Referenz (Potenzial bzw. Masse bzw. 0V) mit seeehr großem
Leiterquerschnitt auslegen für geringen absoluten Widerstand, und damit
geringem Übersprechen und Rauschen.
Die + Leitung als T-Kreuzung für eine Seite Analog-, andere Digitalteil
um Switchingnoise zu vermeiden, alle Kontakte goldbeschichtet ect.
Lineare PSUs sind hier einfacher zu bauen, Trafo muss jedoch wegen EMV
auch räumlich von der Schaltung getrennt sein, wodurch man im cm-Bereich
des Querschnitts von Aluminiumschienen zur Stromversorgung liegt.
minifloat schrieb:> Ja, sowas geht schon mit einem Schaltnetzteil, wenn du dir mal Netzteile> von digitalen Tonmischpulten ansiehst. Als Einzelstück wäre mir der> Entwicklungsaufwand zu hoch.
Ja, die Besten erreichen durch lineare Nachregelung Werte von 5 bis 15
µV Fremdspannung bei +- 20V am Ausgang und kosten zwischen 150 und 200 €
fertig aufgebaut.
M. H. schrieb:> 230V AC --> Trafo --> Gleichrichter --> DC + 100 Hz Ripple --> 2x 3,3 V> Linearregler für analog und digital getrennt.> Ich hatte mich absichtlich für einen Trafo entschieden, da ich hier> nicht mit den Störungen eines Schaltnetzteils rechnen muss. Da der Trafo> aber doch recht warm wird, würde ich gerne auf ein AC/DC Modul IRM-05-5> umsteigen.
Wie wärs denn, wenn Du nur den Digitalteil per Schaltnetzteil
versorgst und den Analogteil, der sicherlich nur wenige mA
verbraucht, weiterhin per Trafonetzteil? Den Analogteil musst
Du vermutlich sowieso mit einem Abschirmgehäuse versehen, damit
keine Störungen durch die Luft kommen.
M. H. schrieb:> Jetzt meine Frage: Ich mache mir Sorgen, dass dieses Modul mir meinen> analogen Schaltungsteil komplett vehunzt. Ich muss bestimmt die> Ausgangsspannung irgendwie nachfiltern.
Das hilft auch nur, wenn du Glück hast, und aus dem Ding lediglich
leitungsgebundene Gleich- und/oder Gegentaktstörungen kommen.
Wenn der Schaltwandler aber auch noch über die Luft abstrahlt und du
diese Störstrahlung in deine µV-Schaltung einkoppelst, dann helfen
solche Filter gar nichts. Sclimmer noch: wenn du es z.B. glorios
schaffst, mit einem Gleichtaktfilter irgendwelche leitungsgebundene
Störungen völlig von der Versorgungsleitung fernzuhalten, dann wird die
Störstrahlung zunehmen. Denn die "Störleistung" wurde in dem Wandler ja
schon erzeugt und muss irgendwie weg und irgendwo vernichtet werden.
> Allerdings bin ich mir bei der Dimensionierung unsicher.
Du musst messen, welche Art Störung (Gleich- oder Gegentakt) bei welcher
Frequenz du auf der Leitung hast. Dann kannst du eine blockierende oder
leistungsvernichtende Filterung auslegen.
> Kann mir hier jemand weiterhelfen?
Dein EMV-Spezi kann das. Der kann dann auch gleich die Störstrahlung
messen... ;-)
willi schrieb:> absoluten Widerstand, und damit> geringem Übersprechen und Rauschen.> Die + Leitung als T-Kreuzung für eine Seite Analog-, andere Digitalteil> um SwitchingnoiseHarald W. schrieb:> Digitalteil per Schaltnetzteil> versorgst und den Analogteil, der sicherlich nur wenige mA> verbraucht, weiterhin per Trafonetzteil
Kirchhoffsche Regeln.
Am besten zwei Netzteile, Potential zur Stabilisierung niederohmig an
einem Punkt verbunden.
Lothar M. schrieb:> Dein EMV-Spezi kann das. Der kann dann auch gleich die Störstrahlung> messen... ;-)
Der bin ich leider selbst :) -- Hobbyprojekt
Klaus R. schrieb:> LTspice.> mfg Klaus
LT Spice ist nur so gut, wie die Informationen, die ich reinwerfe. Wenn
ich kein adäquates Modell des Schaltwandlers habe bzw. erst erstellen
müsste durch Versuche, ist das mäßig nützlich.
Ich sehe schon: Der Aufwand wird mir zu hoch, mit der Unsicherheit, dass
eventuell noch ein paar Iterationen notwendig sind. Ich bleibe bei
meiner Trafo-Lösung. Ich habe vom selben Hersteller einen Print-Trafo
gefunden, der besser geeignet ist. Das Ganze bei gleichem Rastermaß. Nur
die Höhe ist anders. Somit minimaler Aufwand und ich kann das Ganze gut
testen.
Vielen Dank für eure Beiträge
M. H. schrieb:> Da der Trafo aber doch recht warm wird, würde ich gerne auf> ein AC/DC Modul ... umsteigen.
Es wäre trotzdem gut zu wissen welchen Stromverbrauch die Last hat und
welche Daten der Trafo hat. Die Impulsleistung der Dioden reduziert die
Belastungsfähigkeit auf niedrigere Werte als die Nennleistung. Es gibt
auch Trafos, die sind zu knapp gestrickt für 230V und gehen bei zu
niedriger Last in die Sättigung. Es gibt daher schon Bastler, die dann
zwei Trafos primär in Reihe schalten oder den zweiten als Spartrafo zur
Reduzierung der Eingangsspannung verwenden.
Dann auch noch in was für ein Gehäuse das alles eingebaut ist im
Hinblick auf das Loswerden von Verlustleistung. Letztes Jahr gab es
einen schönen Thread bei dem sich recht spät herausstellte, dass alles
schön in einem wärmeisolierenden und luftdichten Gehäuse eingebaut
wurde.
