EMI Filter: Wie Schaltung berechnen?

Üblicherweise werden Netzfilter in einem 50 Ohm System gemessen, sprich, zur Messung der Filterdämpfung wird mit einem Generator mit einem Innenwiderstand von 50 Ohm eingespeist und der Ausgang, an dem gemessen wird, wird mit 50 Ohm abgeschlossen.

Dabei gibt es die symmetrische Messung der Dämpfung, also zwischen L und N eingespeist und am Ausgang gemessen und es gibt noch die asymmetrische Messung, bei der L und N Verbunden sind und es wird zwischen L/N und der Masse des Filters eingespeist und gemessen.

Nun ist es aber leider so, dass in der Realität das Stromnetz eine andere Impedanz als 50 Ohm aufweist und das gilt auch für den Netzeingang eines Gerätes. Daher weicht die Filterdämpfung in der Realität von der gemessenen logischerweise ab.

Deiner Schaltung brauchst du keinen Filter vorschalten und gegen das erhebliche Erwärmen des Spannungsreglers wird er auch nicht helfen. Es könnte sein, dass der Spannungsregler schwingt und je nach kapazitiver Last am Ausgang muss der Kondensator am ADJ-Anschluss des Spannungsreglers gewählt werden. Mehr Infos dazu findest du im Datenblatt: Klick mich

Wenn du trotzdem ein Filter einsetzen möchtest, kann ich dir nur ganz dringend empfehlen, einen zu kaufen. Bedenke bitte, dass der Filter am 230 V Netz hängt und somit gibt es einige Anforderungen, die zu berücksichtigen sind. Darauf möchte ich auch nicht eingehen.

Weiterhin empfehle ich dir dringend, dass das Netzteil in einem Metallgehäuse eingebaut wird, das dann auch mit dem Schutzleiter zu verbinden ist. Zwischen dem Primär- und dem Sekundärkreis muss ein Sicherheitsabstand von mehreren mm eingehalten werden. Den genauen Wert kenne ich nicht aber mit 6 mm liegst du auf der sicheren Seite. Dieser Abstand ist auch zwischen Leiterbahnen und Lötpunkten zwischen Primär und Sekundär erforderlich.

Weiterhin musst du Drähte und Leitungen auf der Primärseite so fixieren, dass auch wenn sie abreißen, sie niemals mit Teilen auf der sekundären Seite in Berührung kommen können.

Weiterhin sollte die Sicherung auf der Primärseite ein Abschaltvermögen von 1500 A aufweisen. Das ist nicht der Nennstrom der Sicherung, sondern der Maximalstrom, den die Sicherung im Kurschlussfall unterbrechen kann.

Das sind nur die wichtigsten Dinge die mir eingefallen sind und die du berücksichtigen musst.


Gruß

Uwe

Was machen die Elkos auf der AC Seite?

Zu den guten Ausführungen von Uwe Mettmann würde ich gerne noch was ergänzen:

Ein Filter zu dimensionieren macht nur Sinn, wenn man weiß wie das Gerät stört. Art der Störung, bei welcher Frequenz wie stark und wie breit, usw.
Dann kann man das Filter abschätzen, dazwischen schalten, und messen wie stark man die Störungen bedämpft hat.

Beispielsweise hat man bei 140kHz +10dB über seinem Grenzwert, man errechnet ein Filter das bei 140kHz 13dB Dämpfung einfügt.
Man misst nochmal und hat bei 140kHz noch +8dB, dafür aber neuerdings bei 210kHz +3dB, wo vorher -20dB waren.

Also, ohne Messequipment und einem großen Fundus an Ringkernen, Y- und X-Kondensatoren sowie diverser Ferritperlen ist es in meinen Augen nicht möglich ein Filter zu bauen, das tatsächlich etwas sinnvolles bewirkt.

Grüße, Tobias

[quote="DEX|M (Beitrag #3)"]:? Was machen die Elkos auf der AC Seite? [/quote]

Wirklich merkwürdig.

Sind wohl in Reihe, als "DC-Block".(Ed:seltsam ausschauen tuts schon )

Da ist nichts in Reihe. Die Elkos liegen parallel zur Wechselspannung. Würde ich nicht so machen.
Wieviel Strom braucht denn nun das Audiointerface?


MfG
DB

Ich sehe auch, dass beide Kondensatoren paralell zu Wechselspannung gelötet sind (Kondensatoren sehen wie Elkos aus).
100% sind nicht in Reihe eingeschaltet.
Genauso sind gelötet Kondensatoren am Spannungsregler Ausgang. Jedoch hier kann man der Zweck leicht erklären.

Man müsste auch heißer Kühlkörper definieren. Je nach Mensch können schon 45...50°C als (sehr) heiß empfunden werden.
12VAC sind auch nicht die beste Trafowahl um 5VDC mit einem Längsregler zu erzeugen. Je nach Netz/Leerlaufspannung und Toleranz des Trafos hat man zwischen 10 und 20V die man in Wärme abführen muss. Angenommene 0,25A für seinen Audiointerface macht das 2,5 ... 5W die über den Kühlkörper weg müssen. Der KK dürfte um 5...7K/W liegen. Da kommt man bei Raumtemperatur schon leicht über 60°C am KK.

Vielleicht ist alles auch so in Ordnung wie es ist

Zu den guten Ausführungen von Uwe Mettmann würde ich gerne noch was ergänzen: Ein Filter zu dimensionieren macht nur Sinn, wenn man weiß wie das Gerät stört.

ich würde ergänzen,
ein schmalbandiges Filter hat eine grosse Wirkung,
ein breitbandiges ggf. keinerlei Wirkung mehr
...
universell geht nicht,
da auf der eine Seite Verluste, auf der anderen die Kosten, dem entgegen stehen

Danke für eure ganzen Antworten...ich versuche mal die aufgekommenen Fragen zu beantworten:

Das Audio Interface wird wohl zwischen 0,2-0,3A(gemessen bei reiner Wiedergabe bei
Zimmerlautstärke) und eventuell 0,5A unter Volllast benötigen. Mehr auf keinen Fall da es normalerweise über USB2.0 angesteckt ist und das obere Limit liegt da bei 0,5A.

Natürlich wird das Netzteil nicht auf der Holzplatte gelassen, da sind ja 230V drauf und ich habe keine Lust das abzubekommen, wenn ich mal irgendetwas unter dem Tisch am PC suche und versehentlich an das Netzteil fasse.
Ich habe es nur zum Testen drauf geschraubt, der Trafo wird z.b. auch noch getauscht.
Ein Gehäuse habe ich schon, dort kommt auch eine Buchse für Kaltgerätestecker hinten hin, sowie ein kleiner on/off schalter und eine LED.

Mit Kondensatoren im Wechselstrom habt ihr völlig recht. Das sollte so auch nicht bleiben, bzw so eingeschaltet werden. Das war ne spontane Idee ein Foto davon zu machen und es ging mir eigentlich mehr darum was nach dem Spannungsregler noch gemacht werden könnte.

Es gibt ja (ziemlich teure) Netzteile für USB Geräte mit solchen Kabel bzw Adaptern die die 5V vom PC kommend abtrennen und dafür dem USB Gerät die 5V des Netzteils einspeisen.
In diesem Thread wurden ähnliche Netzteile nach gebaut und ich wollte auch noch so einen Filter wie im ersten Posting zu sehen bauen (der Aufbau ist etwas weiter unten zu sehen, die Schrift ist etwas klein, aber im Posting steht auch noch bisschen was). Das kostet nicht viel, die Kondensatoren habe ich sogar schon rumliegen, fehlen nur die Ferritperlen und Spulen(circa 3 Euro). Kann wohl nicht schaden...

Wegen der Hitzeentwicklung und Dimensionierung des Trafos würde ich nochmal um eure Hilfe bitten:
Aus diesen Trafos möchte ich mir einen aussuchen: Dexim meinte 2 Postings über diese, dass der Trafo mit 12V Output keine gute Wahl ist, leider verstehe ich seine Ausführung nicht ganz. Könnst du mir etwas genauer erklären wie du auf die 10-20Volt kommst die abgeführt werden müssen?? Den nächsten Schritt verstehe ich dann wieder.

Was wäre denn Ideal um 5V und max. 0,5A zu erzeugen? Im Link oben werden ja sämtliche Spannungen und Leistungen abgedeckt, eventuell erledigt sich mit einem besser passenden Trafo die Hitzeentwicklung.

In der ersten Antwort oben von Uwe Mettmann ist das Datenblatt des LT1083 verlinkt. Ich hatte das schon vor dem Kauf des Spannungswandler angeschaut, heute nochmal, aber was ich nicht herausfinden kann ist bei welcher Differenz von Input minus Output Spannung arbeitet das Ding am effizientesten. Damit wüsste ich schon mal welche Spannung der Trafo haben muss...

@omni1-toc

Nur ganz kurz.
Keiner hat kritisiert, dass deine Schaltung auf einem Holzbrett aufgebaut ist, denn jedem ist klar, dass das ein Versuchsaufbau ist.

In dem von dir verlinkten Thread ist der EMI-Filter auf der Ausgangseite des Netzteil und das ist Schwachsinn, denn die Störquelle ist der dort USB-DAC. Warum will man mit dem EMI-Filter das Netzteil vor den Störungen schützen, die der USB-DAC abgibt.

Das sich die gemessenen Störungen reduzieren, liegt nicht am Filter sondern an dem dicken Elko, der zwischen (+) und (-) der 5 V gelötet wurden.

Das dein Regler recht warm wird, liegt an der hohen Spannung am Eingang des Reglers. Daher hast du einen hohen Spannungsabfall am Regler, dieser mit dem Strom multipliziert gibt dann halt eine Verlustleistung von einigen Watt.

Um die Ausgangsspannung des Trafos auszuwählen, musst du zwei Dinge berücksichtigen. Die Eingangsspannung muss etwas (z.B. 3 V) oberhalb der Ausgangsspannung liegen, damit der Regler arbeiten kann. Den genauen Wert kann man aus dem Datenblatt entnehmen. Die Netzspannung kann um +/-10% schwanken. Bei -10% muss der Regler noch gerade so arbeiten können und bei +10% darf er nicht überlastet werden.

Wenn du unbedingt einen Netzfilter einbauen möchtest, verwende einfach eine Kaltgeräteeinbaubuchse mit integriertem Netzfilter.


Gruß

Uwe