Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik EMV Problemen durch Spannungsregler von 14V auf 3.3V


von Kleiner M. (zarathustrah)


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Hallo :)

ich möchte 14V auf 3.3V runterregeln mit einem Switching Converter dafür 
habe ich mir den TSR 1 Series 1 A ausgesucht. Dieser ist klein und hat 
einen hohen wirkungsgrad.

Da mein Schaltung aus einem ESP32 und 2 analogen Sensoren (laufen so mit 
einer Frequenz von 1 kHz) und einem ADC (auch 1kHz) besteht habe ich 
Bedenken ob durch den TSR 1 Störsignale meinen Schaltkreis stören 
könnten.

In dem Datenblatt vom TSR 1 Series 1 A habe ich gelesen, dass der TSR 1 
mit einem LC Filter der EN 55032 class A Norm für Elektromagnetischer 
Verträglichkeit entspricht. Heißt das, dass der rest des schaltkreises 
nicht gestört werden kann? Der TSR 1 läuft mit einer Frequenz von 
500kHz.

Also sollte ich wenn ich sicher gehen will auf den TSR 1 verzichten und 
einen anderen weg wählen oder meint ihr der TSR 1 wird des rest der 
schaltung nicht beeinflussen?

Bzw was habt ihr für Erfahrungen von EMV bei BUCK Convertern in bezug 
auf sensoren und uC.

von PeterK (Gast)


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Den uC stöhrt der DC/DC ziemlich sicher nicht. Es kann höchstens sein, 
dass die Empfindlichkeit des WLAN Frontends etwas kleiner wird dadurch, 
das sollte aber im allgemeinen nicht so dramatisch sein.
Die Analogen Bauteile können aber durchaus gestört werden, allerdings 
ist hier die Frage welche Genauigkeit diese haben und welche Genauigkeit 
du forderst.
Wenn du Spannungen auf 100mV genau Messen willst wird dich der DC/DC 
nicht stören, bei Spannungen im uV schon eher, wobei es aber auch hier 
auf die Schaltung ankommt, also Qualität der Referenzspannung, räumliche 
Trennung von Versorgungsspannung zu Analogsignalen usw.
Viele Probleme die man in solchen Schaltungen bekommt und welche 
nebenbei gar nicht immer vom DCDC stammen kann man mit dem 
entsprechenden Schaltungsdesign in den Griff bekommen. Also trennen von 
Versorgungsspannung und Digitalsignalen von den Analogsignalen, 
dezidierte Analogmasse, achten auf Returnpaths bei Signalen und der 
Spannungsversorgung etc. Da gibts recht viel Literatur bei Google zu 
finden.

Wenn die geforderte Genauigkeit wirklich hoch ist und möglichst geringes 
Rauschen gefordert ist, kann es auch etwas bringen wenn du mit dem DCDC 
auf 5V gehst und dann mit einem LDO mit guter Supplyvoltage Rejection 
auf die 3.3V gehst und du eine eigene 3.3V Rail für Digitale Signale und 
Analoge Signale machst oder zumindest die Analoge Rail durch einen 
Tiefpass von der Digitalen Spannungsversorgung trennst.

von AufArbeit (Gast)


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Der LC-Filter, der da erwähnt wird, sorgt nur dafür, dass die Störungen 
zurück ins Versorgungsnetz so klein sind, das man die EMV-Norm an dieser 
Stelle einhält. Das sagt nichts darüber aus, wieviel Störungen der 
Regler nach hinten raus produziert. Die 50mV Ripple aus dem Datenblatt 
sind schon mal kein gutes Zeichen. Ein gut dimensionierter Regler liegt 
da leicht unter 10mV.
Ich würde zur Sicherheit einen kleinen Filter (LC) hinter den Regler 
setzen, den man bei Bedarf brücken kann. Die Analoge Versorgung des 
Wandlers (wenn die denn separat ist) sollte nocheinmal einen eigenen 
Filter bekommen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der Standard Ansatz hierbei ist.. Einbauen & Testen, ob die Messwerte 
ueberhaupt brauchbar sind. Dann testen, ob die EMV passt. Falls die 
Messwerte halbwegs brauchbar sind koennte man sich ueberlegen bei der 
EMV etwas zu verbessern. Sonst weg damit.

von Wolfgang (Gast)


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Kleiner M. schrieb:
> Da mein Schaltung aus einem ESP32 und 2 analogen Sensoren (laufen so mit
> einer Frequenz von 1 kHz) und einem ADC (auch 1kHz) besteht habe ich
> Bedenken ob durch den TSR 1 Störsignale meinen Schaltkreis stören
> könnten.

Gegen Einstreuungen hilft ein geeigneter Aufbau, gegen leitungsgebundene 
Störungen eine Entkopplung. Und natürlich kommt es sehr drauf an, wie 
empfindlich deine Sensoren sind.

von Stefan F. (Gast)


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Kleiner M. schrieb:
> Heißt das, dass der rest des schaltkreises
> nicht gestört werden kann?

Um die Frage zu beantworten müsste man herausfinden, wie empfindlich der 
Schaltkreis ist. Es hängt auch sehr stark vom konkreten Aufbau ab.

Ich habe diese TSR-1 Wandler im Rahmen meines Hobbies einige male in 
Schaltungen mit Mikrocontrollern und Schieberegistern verwendet. Dabei 
sind keine Probleme aufgetreten.

Allgemein bevorzuge ich jedoch 5V Schaltnetzteile und dahinter einen LDO 
auf 3,3 Volt. Denn solche Aufbauten sind relativ unabhängig vom 
konkreten Netzteil und lassen sich auch prima mit Batterien/Akkus 
betreiben.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Allgemein bevorzuge ich jedoch 5V Schaltnetzteile und dahinter einen LDO
> auf 3,3 Volt.

Bei den 500kHz schwächelt die Regelung eines LDO normalerweise schon 
kräftig und es ist mehr der Ausgangskondensator, der die Ripple 
abschwächt.
Dafür tut's meist genauso gut ein LC-Filter.
Guck dir mal in Datenblättern den Frequenzgang der Ripple-Unterdrückung 
an (und die Fußnoten dazu).

von Kleiner M. (zarathustrah)


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Wolfgang schrieb:
> Dafür tut's meist genauso gut ein LC-Filter.

Wie groß sollte die Grenzfrequenz des LC-Filters sein wenn der der 
Spannungswandeler eine Frequenz von 500kHz hat?

von Wolfgang (Gast)


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Kleiner M. schrieb:
> Wie groß sollte die Grenzfrequenz des LC-Filters sein wenn der der
> Spannungswandeler eine Frequenz von 500kHz hat?

Das kommt drauf an, wie gut deine Schaltung/Aufbau auf der Versorgung 
vorhandene Reste der Schaltfrequenz von deinem Signal trennt und wie 
groß die verbleibenden Störungen auf deinem Signal sein dürfen.

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