EMI Filter DCDC Konverter

[Nils D. (Gast)]

Ich will einen PI Filter bestehend aus TAJD476K025RNJ und BLM31PG391SH1 
bauen. Nun zeigt der in der SPICE Simulation einen Peak bei +10dBV, was 
schlecht ist. Generell kann man die große 47µF Kapazität ja dämpfen. Ein 
1Ohm Widerstand hilft in der Simulation schon. Jetzt ist die Frage ob 
ich mir damit noch andere ungewollte Nebeneffekte einhandle. Für die 
genannten Bauteile habe ich die Spice Modelle des Herstellers genommen. 
Für den Widerstand kein Modell. Wie ist der Widerstand bezüglich des 
Stroms auszulegen, welcher maximal 1.5A betragen soll. Muss dieser auf 
den Ripplestrom ausgelegt sein?

[ths (Gast)]

Da Problem besteht eher darin, dass man den DCDC nicht gut simulieren 
kann. Ich habe sehr gute Erfahrungen mit folgendem Aufbau gemacht:

Ferrit - 10n Kondensator - Varistor - 50µ Keramik - stromkompensierte 
Drossel -  Kondensator 50µ Keramik- TVS Diode - DCDC-Wandler.

Bei manchen DCDC Wandlern hilft ein Kondensator 10n/2 kV von +Eingang zu 
+Ausgang, bei anderen von- zu minus. Steht manchmal im Datenblatt.

Die oben genannte Filterung auf der Primärseite beeinflusst die 
Restwelligkeit auf der Sekundärseite positiv.

[Klaus R. (klara)]

Nils D. schrieb:
> Ich will einen PI Filter bestehend aus TAJD476K025RNJ und BLM31PG391SH1
> bauen. Nun zeigt der in der SPICE Simulation einen Peak bei +10dBV, was
> schlecht ist. Generell kann man die große 47µF Kapazität ja dämpfen. Ein
> 1Ohm Widerstand hilft in der Simulation schon. Jetzt ist die Frage ob
> ich mir damit noch andere ungewollte Nebeneffekte einhandle. Für die
> genannten Bauteile habe ich die Spice Modelle des Herstellers genommen.
> Für den Widerstand kein Modell. Wie ist der Widerstand bezüglich des
> Stroms auszulegen, welcher maximal 1.5A betragen soll. Muss dieser auf
> den Ripplestrom ausgelegt sein?

Deine Fragen wird Dir so kaum jemand ausreichend beantworten können weil 
fast alle wichtigen Angaben fehlen.

Wenn Du mit LTspice simulierst, dann stelle bitte das ASC-File zur 
Verfügung. Die Modelle bitte auch. Warum nimmst Du einen 
Tantal-Kondensator? So etwas hat man vor Jahrzenten machen müssen weil 
die KerKos noch nicht so weit waren. Du hast zwei Kondensatoren 
aufgeführt. Ein EMI Filter hat in der Regel zusätzlich noch eine 
Induktivität, zumindest wenn es ein PI-Filter ist. Soll das Filter 
primär oder sekundär eingesetzt werden?

> Nun zeigt der in der SPICE Simulation einen Peak bei +10dBV, was
> schlecht ist.

Primär oder sekundär?

Den Effekt kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. Das wäre dann ja 
eine Resonanzüberhöhung.

Primär: Vielleicht hast Du in der Simulation die Spannungsquelle nicht 
korrekt definiert.

Oder sekundär: Vielleicht hast Du in der Simulation die Last nicht 
korrekt definiert.

Fragen über Fragen.
mfg Klaus

[Anja (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> Deine Fragen wird Dir so kaum jemand ausreichend beantworten können weil
> fast alle wichtigen Angaben fehlen.

vor allem bei welcher Frequenz? und welche Frequenzen 
(Taktfrequenz+Oberwellen) sollen überhaupt gefiltert werden.
Auf der anderen Seite:
Der Kondensator hat eine Eigenresonanz bei ca 100 kHz der Ferrit bei > 
100 MHz. Das ist so weit auseinander da muß es ja irgendwo dazwischen zu 
einer Parallelresonanz kommen.
Ich halte das für eine ungeschickte Dimensionierung.

Gruß Anja

[Nils D. (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> Ein EMI Filter hat in der Regel zusätzlich noch eine
> Induktivität, zumindest wenn es ein PI-Filter ist. Soll das Filter
> primär oder sekundär eingesetzt werden?

BLM31PG391SH1 ist die Induktivität. Der DCDC Konverter hat eine 
Taktfrequenz von 1.6MHz. Der Effekt tritt sekundär auf. Ich habe mal 
Schaltung und Plot angehängt.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Nils D. schrieb:
> will einen PI Filter bestehend aus TAJD476K025RNJ und BLM31PG391SH1 bauen.
Warum?
Macht der unbekannte DCDC Wandler Probleme? Bei welcher Messung? Bei 
welcher Frequenz?

> Für die genannten Bauteile habe ich die Spice Modelle des Herstellers
> genommen. Für den Widerstand kein Modell.
Und auch für die Leiterplatte, auch ein recht komplexes Bauteil hast du 
gar nichts.

Nils D. schrieb:
> Ich habe mal Schaltung und Plot angehängt.
Du hast den Spruch der Angelsachsen "Each mm has its nH" in deiner 
Simulation nicht berücksichtigt. Insofern ist diese Simulation blanke 
Theorie, die dir vom Layout garantiert verfälscht wird.

> BLM31PG391SH1 ist die Induktivität.
> Der DCDC Konverter hat eine Taktfrequenz von 1.6MHz.
Warum machst du da dann eine "Spule" rein, die bei gut 200MHz am besten 
dämpft?

[Nild D. (Gast)]

Lothar M. schrieb:
>> BLM31PG391SH1 ist die Induktivität.
>> Der DCDC Konverter hat eine Taktfrequenz von 1.6MHz.
> Warum machst du da dann eine "Spule" rein, die bei gut 200MHz am besten
> dämpft?

Weil ich den Bereich eben sperren will, der mir für meine Schaltung 
Probleme machen könnte.

Ich habe da noch gar nichts gemessen weil die Schaltung noch aufgebaut 
werden muss, will aber im Vorfeld Probleme verhindern und die paar Euro 
investieren für 8 Bauteile. Ich habe in der Simulation mal 
Keramikkondensatoren benutzt und ein paar nH überall eingefügt. Es 
bleibt dabei: Ohne 1Ohm Widerstand gibt es eine kleine Überhöhung.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Nild D. schrieb:
> Weil ich den Bereich eben sperren will, der mir für meine Schaltung
> Probleme machen könnte.
Wer ist denn eigentlich der Störer? Ist es deine Schaltung, die den 
Schaltregler "rückwärts" stört? Oder kommen die Störungen an den Eingang 
des Schaltreglers, gehen durch diesen hindurch und sollen dann am 
Ausgang die Schaltung nicht stören? Oder meinst du, dass der 
Schaltregler die Störungen erzeugt?

> Es bleibt dabei: Ohne 1 Ohm Widerstand gibt es eine kleine Überhöhung.
Ich glaube im Grunde nicht, dass du die in der Realität wiederfindest. 
Aber du kannst ja einfach mal Pads vorsehen oder einen Elko mit höherem 
ESR nehmen.

Nils D. schrieb:
> Wie ist der Widerstand bezüglich des Stroms auszulegen, welcher maximal
> 1.5A betragen soll. Muss dieser auf den Ripplestrom ausgelegt sein?
Der Ripplestrom des unbekannten Schaltreglers sollte schon direkt am 
Schaltregler abgehandelt werden. Sind diese Bauteile in deiner 
Simulation, auch funktionelle Bauteile des Schaltreglers oder baust du 
die als Filtermaßnahme zusätzlich mit rein?

[Nils D. (Gast)]

Der Schaltregler ist ein OKI-T/3-W40N-C von Murata und ich möchte meine 
Schaltung einfach als Eingangsfilter benutzen, damit der nichts an 
Störungen auf die 24 Volt Seite einkoppeln kann. Denke das ist das beste 
erstmal alle Pads vorzusehen und dann eventuell die 1 Ohm nicht zu 
bestücken und mit einer Brücke zu versehen.

[Veit D. (devil-elec)]

Hallo,

der Murata OKI-T/3-W40N-C hat eine Schaltfrequenz von 300kHz. Wenn du 
sicherstellen möchtest das Eingangsseitig keine Störungen reinkommen, 
dann musst der PI Filter alles weit unterhalb 300kHz wegbügeln. Meistens 
gibts verschiedene Datenblätter, es sollte eins geben wo vom Hersteller 
ein Eingangsfilter bei Bedarf vorgeschlagen wird. Diesen PI Filter 
alleine kannste dann variieren und simulieren usw.

Einen Zahn kann ich dir jedoch ziehen, weil selbst durchgemacht. Man 
kann sowas nicht mit dem ersten Schuss lösen. Man muss sich herantasten, 
verschiedene Bauteilwerte ausprobieren und eben das Layout im Auge 
behalten. Eine Simulation ersetzt nicht alles.

[ths (Gast)]

Im Anhang ein Entwurf zur groben Simulation in zwei Stufen.

1. Speisung und Störspannung am Eingang: Spannung am DCDC betrachten

2. DCDC durch Störspannungsquelle ersetzen, Speisespannung abklemmen, 
Eingang betrachten.

In der Praxis erprobt, hilft zumindest eine ungefähre Dimensionierung 
der Komponenten zu finden. Feinarbeit am fertigen Layout bleibt nicht 
aus.

Der "echte" DCDC Wandler ist natürlich ein komplexes Bauteil, da hilft 
nur Praxis.