Für den einen oder anderen Zweck ist es notwendig, die von DC-DC Wandlern erzeugten Restwelligkeiten von typisch 50...200 mVss deutlich zu reduzieren. Die Schaltung im Anhang weist einen Weg in diese Richtung und ist in verschiedenen Stufen aufgebaut. Für die Spulen sind der Einfachheit halber Würth Typen angegeben, aber mit Produkten anderer Hersteller wird das auch funktionieren. Die genauen Werte der Bauteile sind experimentell zu ermitteln, die im Schaltplan angegebenen Werte zeigen die Größenordnung für Wandler mit geringer Leistung. Ich empfehle die Verwendung von DC-DC Wandlern von Traco oder Recom, damit habe ich gute Erfahrungen gemacht. Man sollte auf jeden Fall einen Blick in hoffentlich vorhandene Applikationsschaltungen werfen.
Von links nach rechts:
Stufe 1: Der Filter im Eingang, bestehend aus C1, L1 (stromkompensierte Drossel), C2 reduziert tatsächlich die Restwelligkeit am Ausgang.
Stufe 2: Der Kondensator C4 verbindet -Eingang mit -Ausgang und bewirkt das gleiche. Je nach DC-DC Wandler kann es auch u. U. sinnvoll sein, +Eingang mit +Ausgang zu verbinden.
Wenn man auf eine hohe Trennspannung angewiesen ist, muss C4 eine entsprechende Spannungsfestigkeit aufweisen und das Layout passend ausgelegt sein.
Stufe 3: Der gestaffelte Filter nach dem DC-DC Wandler mit relativ grossen Kondensatoren. Die Lastausregelung ist dadurch nicht mehr optimal, aber der Focus liegt auf der geringen Restwelligkeit. Die maximal zulässigen Kapazitäten am Ausgang des DC-DC-Wandlers beachten!
Je nach Peripherie muss die Schaltung entsprechend erweitert werden. Kann der Anwender Ein- und Ausgänge kontaktieren, oder ist eine EMV-Abnahme notwendig, dann müssen entsprechende Massnahmen getroffen sowie zusätzliche Schutzbeschaltungen vorgesehen werden. Der Einsatz von Prozessoren auf der Sekundärseite erzeugt sehr geringe leitungsgebundene Störungen auf der Primärseite.
Erprobt mit 10 V...30 V primär auf ±12 V sekundär, DC-DC Wandler mit 5 W Leistung. Erreicht wurde eine Reduktion der Restwelligkeit von 100 mVss auf < 0,2 mVss. (Achtung: Die Messung mit dem Tastkopf ist schwierig, da Störungen durch den DC-DC eingefangen werden. Es hilft, ein Koaxkabel anzulöten).
Wem es schlechter reicht, kann ggf. einiges durch Ausprobieren weglassen bzw. zunächst mit C4 starten (5 mVss), dann Eingangsfilter hinzu (2 mVss), dann den Rest (0,2 mVss). Anschliessend RC Filterung und dann ggf. Linearregler.
Wer es noch besser / mit viel mehr Leistung braucht, dem wünsche ich noch viel Spass und viel Glück.
Nachtrag: Stufe 4: Mit RC Filterung und nachgeschalteten Linearreglern kann man noch ein bisschen was holen, aber unbedingt rauscharme Regler raussuchen (< 100 µVss). Etwa Typen wie LT3040 und LT3093. Damit sollte man unter 50 µVss kommen.
Hinweis: Keramikkondensatoren sind klopfempfindlich. Wenn die Platine Vibrationen ausgesetzt sein kann, sollte man erproben ab wo sich der Einsatz von Folienkondensatoren empfiehlt.
Von links nach rechts:
Stufe 1: Der Filter im Eingang, bestehend aus C1, L1 (stromkompensierte Drossel), C2 reduziert tatsächlich die Restwelligkeit am Ausgang.
Stufe 2: Der Kondensator C4 verbindet -Eingang mit -Ausgang und bewirkt das gleiche. Je nach DC-DC Wandler kann es auch u. U. sinnvoll sein, +Eingang mit +Ausgang zu verbinden.
Wenn man auf eine hohe Trennspannung angewiesen ist, muss C4 eine entsprechende Spannungsfestigkeit aufweisen und das Layout passend ausgelegt sein.
Stufe 3: Der gestaffelte Filter nach dem DC-DC Wandler mit relativ grossen Kondensatoren. Die Lastausregelung ist dadurch nicht mehr optimal, aber der Focus liegt auf der geringen Restwelligkeit. Die maximal zulässigen Kapazitäten am Ausgang des DC-DC-Wandlers beachten!
Je nach Peripherie muss die Schaltung entsprechend erweitert werden. Kann der Anwender Ein- und Ausgänge kontaktieren, oder ist eine EMV-Abnahme notwendig, dann müssen entsprechende Massnahmen getroffen sowie zusätzliche Schutzbeschaltungen vorgesehen werden. Der Einsatz von Prozessoren auf der Sekundärseite erzeugt sehr geringe leitungsgebundene Störungen auf der Primärseite.
Erprobt mit 10 V...30 V primär auf ±12 V sekundär, DC-DC Wandler mit 5 W Leistung. Erreicht wurde eine Reduktion der Restwelligkeit von 100 mVss auf < 0,2 mVss. (Achtung: Die Messung mit dem Tastkopf ist schwierig, da Störungen durch den DC-DC eingefangen werden. Es hilft, ein Koaxkabel anzulöten).
Wem es schlechter reicht, kann ggf. einiges durch Ausprobieren weglassen bzw. zunächst mit C4 starten (5 mVss), dann Eingangsfilter hinzu (2 mVss), dann den Rest (0,2 mVss). Anschliessend RC Filterung und dann ggf. Linearregler.
Wer es noch besser / mit viel mehr Leistung braucht, dem wünsche ich noch viel Spass und viel Glück.
Nachtrag: Stufe 4: Mit RC Filterung und nachgeschalteten Linearreglern kann man noch ein bisschen was holen, aber unbedingt rauscharme Regler raussuchen (< 100 µVss). Etwa Typen wie LT3040 und LT3093. Damit sollte man unter 50 µVss kommen.
Hinweis: Keramikkondensatoren sind klopfempfindlich. Wenn die Platine Vibrationen ausgesetzt sein kann, sollte man erproben ab wo sich der Einsatz von Folienkondensatoren empfiehlt.
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