Schaltregler LM2574 stört DCF77... was tun?

[Cassio]

Hallo zusammen!

Wie ich heute nach vielen Stunden der "Fehlersuche" feststellen musste, stört mein LM2574N5 Schaltregler den Empfang des DCF77-Signals.
Genauer gesagt.... es "vernichtet" das DCF77-Signal regelrecht, so dass die Empfangseinheit nicht ein Signal bekommt.

Schöner Mist.... denn ich habe damit nicht gerechnet und meine neue Platine ist schon längst fix und fertig und auch das Programm steht schon zu 90%.


In meiner "Verzweiflung" habe ich den LM2574 nun schon von beiden Seiten mit Kupferfolie abgedeckt und diese mit GND verbunden.
Die dünnen Kupferfolien sind allerdings einseitig isoliert und selbstklebend!
Aus dem Grunde konnte ich den Schaltregler auch ganz eng "einwickeln" und sogar auf der Lötseite der Platine eine CU-Fläche auftragen.

Leider hat diese Maßnahme auch nicht zum Erfolg geführt.

Sobald ich den DCF-Empfänger dichter als 25cm an den Schaltregler bringe, hat sich das Signal erledigt.


Hat noch jemand eine Idee, bevor ich die Platine nun nachträglich und zähneknirschend auf den 7805-Spannungsregler umrüsten muss und mich mit der "Abwärme" rumärgere?


Grüße,
Cassio

 

[dino03]

Hi Cassio,

Sobald ich den DCF-Empfänger dichter als 25cm an den Schaltregler bringe, hat sich das Signal erledigt.

hast du schon versucht die Speicherdrossel in eine andere Richtung zu
drehen damit die induktive Einstreuung weniger wird ? Die Kupferfolie
schirmt ja nur das E-Feld der Wandlerschaltung ab.

Sonst ... teste doch mal verschiedene Typen von Speicherdrosseln aus.
Also mit anderem Kernaufbau der evtl weniger streut. Du benutzt glaube
ich normale Drosseln bei denen der Draht im übertragenen Sinne auf einem
Kern in "Garnrollen"-Form aufgewickelt ist.

Es gibt auch Speicherdrosseln die eine untere Schale haben und dann einen
Kern darin der nur oben einen kleinen ringförmigen Spalt hat.

oder ein Ringkern ...

Gruß
Dino

 

[Cassio]

Hallo Dino!

Danke dir, für die Ideen und Vorschläge!

Ich verwende die Spule auf dem ersten Bild.
SMD-Spulen hatte ich noch keine mit 0,5A gefunden, sonst wäre ich schon umgestiegen.
Die mit den Ringkernen habe ich auch..... allerdings sind die soooo groß, dass die nicht mehr auf die Platine passen.

Ich hatte auch schon überlegt, die Spule mit Kupfer zu "ummanteln".... so wie den Schaltregler. Vielleicht bringt es ja tatsächlich etwas, den "Sendemasten" abzuschirmen.
Zumindest wäre das ein relativ einfacher Versuch.....
Wenn es alles nichts bringt muss ich mich mal nach anderen Spulen umsehen.


Was ich auch schon überlegt hatte.....
Das spätere Gehäuse zum größten Teil zu schirmen und nur die Empfangsantenne des DCF-Empfängers "außen" zu lassen.

Eine Möglichkeit gäbe es ja noch.....
Das interne Netzteil zu separieren. Bei Reichelt gibt es meiner Meinung nach auch leere Steckernetzteilgehäuse, oder ich muss hier ein Altes umbauen.


Ich versuch mich morgen erst mal an der Spule....

Danke dir!
Cassio

 

[SickBoy]

Ich hatte auch schon überlegt, die Spule mit Kupfer zu "ummanteln".... so wie den Schaltregler. Vielleicht bringt es ja tatsächlich etwas, den "Sendemasten" abzuschirmen.

das liegt sicher nicht an den Spulen.
Meistens kommen solche Störungen über die Versorgungsspannung rein.
Hier: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/on_semiconductor/LM2574-D.PDF auf Seite 17 gibt es ein mögliches Oszibild und die Beschreibung der Ursache.
Die Spikes setzen sich auf der ganzen Versorgung fort, auch auf der GND-Leitung, abschirmen nutzt da gar nichts.

Schaltregler und DCF77 sind immer schwierig, du kannst folgendes machen:
-Im verlinktem PDF auf Seite 23 den Output Ripple Filter nachrüsten.
-den DCF77-Teil mit einem separaten Linearregler versorgen.
-die Schaltung neu designen, GND sternförmig, ausgesuchte Bauteile (PDF ab S.15)

Das ist auch recht nützlich:
http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/2997 Figure4a und b.

Vielleicht kriegst du noch mehr Hinweise, wenn du deine Platine zeigst.

SickBoy

 

[Cassio]

Hallo SickBoy!

Danke dir, für die Links zu den Unterlagen.

Das Datenblatt vom LM2574 habe ich natütlich auch.
Die Beschaltung am Ausgang läuft bei mir nur mit der 330µH Spule, der Shottky-Diode und dem Elko.
Die Ausgangsspannung hinter der Spule habe ich natürlich als erstes nachgeprüft.
Mein Scope hatte mir dabei keinen nennenswerten Rippel angezeigt.
Da ich das Problem mit dem Rippel auf der Versorgungsspannung beim schlechten DCF77-Empfang kenne, ist das auch immer mein erster Ansatzpunkt zur Kontrolle.

Das es an der Versorgungsspannung nicht liegen kann beweist auch mein derzeitiger Test.
Das DCF77-Modul (altes Pollin-Modul noch für 5V) hängt an der Versorgungsspannung meiner Uhr (Platine)..... also am LM2574.
Wenn ich nun das Modul mindestens 25cm weit von der Uhr wegstelle, dann klappt der Empfang.
Reduziere ich dann den Abstand zwischen Empfangsmodul und Uhr, wird kein Signal mehr empfangen.


Durch diese Erfahrung bin ich ja erst auf die Idee der Störung durch den Schaltregler gekommen.
Der LM2574 zerhakt dummerweise die Eingangsspannung mit 56kHz..... das ist von den 77kHz des DCF-Signals auch nicht wirklich weit entfernt.


Grüße,
Cassio

 

[michaelkorb]

Hallo Cassio,

versuch doch mal an der Empfangsantenne des DCF mit nem Oszi das Störsignal sichtbar zu machen. Ich denke auch, dass es an den (leider festen) 56kHz liegt. Die müßtest Du aber sehen können. Vielleicht kannst Du mit der Methode die Störrichtung ausmachen.
Im Grunde müßtest Du Deine Schaltung in einen faradayschen Käfig packen. Eine weitere Möglichkeit ist die Vorverstärkung des DCF-Signals direkt nach der Antenne. Mit etwas Glück ist dann das eigentliche Nutzsignal ausreichend stärker als das Störsignal.

Michael

 

[Cassio]

Hallo Michael!

Das Signal sichtbar zu machen ist nicht so ohne weiteres möglich.....
Sobald ich mein Scope an die Antenne anschließe, ist das Signal natürlich weg.

Leider habe ich auch keine anderen Messgeräte für diese Frequenzen zur Hand.... es arbeiten alle nur mit dem direkten Kontakt.


Die 56kHz des Schaltreglers kann ich natürlich vor der Spule messen.......
und da hinter ist dann auch alles weg.

Allerdings kann ich nicht prüfen, wie weit die Schaltung "strahlt" und mir damit das Signal zerstört.


Ich werde wohl in den "sauren" Apfel beissen müssen und den Schaltregler separieren.
Danach sollte sich das Problem dann hoffentlich erledigt haben.


Grüße,
Cassio

 

[Cassio]

Hallo zusammen!

Also ich habe heute mal den Schaltregler, Spule und ein paar benachbarte Bauteile auch mit Kupferbändern überklebt und mit GND verbunden (beidseitig natürlich).

Ich kann zwar den Empfänger nun fast 15cm "nah" an die Uhr legen.... aber mehr geht nicht.


Es fehlt mir nun noch ein letzter Versuch, mal alles in ALU-Folie einzuwickeln und nur den Empfänger draußen zu lassen.
Wenn es dann immer noch nicht funktioniert, werde ich den Schaltregler wohl separieren müssen.


Soweit erst mal von der Front.....

Grüße,
Cassio

 

[Cassio]

Es fehlt mir nun noch ein letzter Versuch, mal alles in ALU-Folie einzuwickeln und nur den Empfänger draußen zu lassen.

Hallo zusammen!

Ich habe also nun die Kupferfolien wieder entfernt und einen etwa A4 großen Bogen ALU-Folie genommen.....

Die ALU-Folie habe ich in der Mitte zur Größe von A5 gefaltet, mit GND versehen und hinter die Uhrenplatine gestellt.
Nun kann ich den DCF-Empfänger auch hinter der Uhr betreiben.



Aus den gewonnenen Erfahrungen werde ich nun den Schaltregler mit Zubehör von der Uhrenpatine nehmen und separieren.
Die Bauteile bekommen also ein eigenes kleines Gehäuse, welches metallisch ummantelt ist und mit GND verbunden werden kann.
Danach sollte sich das Thema mit den Störungen wohl erledigt haben....... hoffentlich.


Grüße,
Cassio

 

[Markus]

Hallo Casio,

Deine Odyssee rund um das Thema EMV und EMB liest sich wie ein Krimmi. An dem Problem bin ich auch schon mal gescheitert. Meine Lösung bestand auch darin, das Schaltnetzteil in ein matallisches Gefängnis zu sperren und den DCF77 Empfänger aussen dran zu kleben.

Die Erfahrungen welche Du gemacht hast sind übrigens der Grund dafür, warum viele Hersteller von Radioweckern nun schon dazu übergegenagen sind die Zeit nicht mehr via DCF77 zu holen sondern direkt via RDS. Mit den modernen digitalen Tunern ist das ja kein Problem mehr.

Übrigens, jetzt wo ich gerade zu meinem Monitor blicke....

Ich habe direkt vor meinem 24" Flachbildschirm eine Funkuhr mit Monsterdisplay stehen. Der Abstand beträgt ca. 20 cm. Wenn der Monitor an ist blinken die Sekunden was zeigt, dass die Uhr nicht syncen kann. Und wenn sie ganz gut drauf ist macht sie beim Einschalten des Monitors sogar einen Reset

So viel zum Thema "Funkenflug".

Grüße,
Markus

 

[michaelkorb]

Hallo Cassio,

wie ich bereits sagte, der gute alte faradaysche Käfig ist immer die sicherste Lösung. Leider hilft er nicht gegen radioaktive Strahlung.

Michael

 

[Cassio]

Hallo Michael!

Nun ja.... gegen Alpha-Strahlung nützt dir dann wohl nur eine geschlossene Blechdose etwas.....
aber da würde dir auch eine Zeltplane helfen.
Allerdings.... gegen Gamma-Strahlung hilft dass dann auch alles nichts mehr.


Ich könnte natürlich auch ohne großen Aufwand einen ganz einfachen Spannungsregler (7805) einbauen und meine Probleme hätten sich erledigt.
Da ich aber später im Gehäuse einen Temperaturfühler habe, der durch zwei Öffnungen mit Raumluft "versorgt" wird, möchte ich im Inneren des Gehäuses die Temperatur nicht unnötig herauf setzen.

Außerdem interessiert es mich für spätere Anwendungen, wie ich dann vorgehen muss.

Beim nächsten Mal werde ich dann eine separate Ecke auf der Platine einplanen, die dann mit eine Blech komplett abgedeckt werden kann, welches mit GND verbunden wird.

Die Erfahrungen welche Du gemacht hast sind übrigens der Grund dafür, warum viele Hersteller von Radioweckern nun schon dazu übergegenagen sind die Zeit nicht mehr via DCF77 zu holen sondern direkt via RDS. Mit den modernen digitalen Tunern ist das ja kein Problem mehr.

Hallo Markus!

Die Idee ist natürlich nicht die Schlechteste...... wenn man sowieso einen Tuner benötigt.
Für den "kleinen Mann" ist es mit dem DCF77 aber immer noch einfacher und günstiger. Also muss ich mich doch mit dem "Funkenflug" rumärgern.


Schönes Wochenende zusammen,
Cassio

 

[Markus]

Radioaktive Strahlung

Hallo zusammen!

Jetzt wirds ...

Nun ja.... gegen Alpha-Strahlung nützt dir dann wohl nur eine geschlossene Blechdose etwas.....
aber da würde dir auch eine Zeltplane helfen.
Allerdings.... gegen Gamma-Strahlung hilft dass dann auch alles nichts mehr.

Bei Alpha-Strahlung hilft dir sogar schon ein Blatt Papier oder wenige cm normale Luft, da es sich bei Alphastrahlung um Helium-4-Atomkerne handelt.

Anders sieht es bei ß- oder ß+ Strahlung aus welche aus Elektronen oder Protonen besteht. Da brauchst so schon gleich ein paar Milimeter Aluminium

Ja und gegen Gamma-Strahlung ist soweit ich das verstanden habe entsprechend starke elektro magnetische Strahlung. Da hilft wirklich nix mehr außer dicke dicke geerdete Blechdosen. Je nach Leistung sind da schon mal gleich ein paar cm Blei angesagt.

Grüße,
Markus

 

[Darkstar]

Hallo Folks,
vielleicht hilft ja so ein Teilchen weiter, hab's noch nicht probiert aber s' liest sich genial:
http://www.elektor.de/elektronik-news/k78xx-geschalteter-lm78xx.1758748.lynkx
Wenn jemand mal damit Erfahrung gesammelt hat: bitte unbedingt hier in's Forum stellen.

 

[Grandpa]

Hi,

interresssant ist da die Möglichkeit der negativen Spannung. Später werde ich die mal testen. Dino oder Cassio sind da aber bestimmt schneller...

 

[Cassio]

Hallo zusammen!

Nee, ich kenne die "Bauteile" auch nicht.

Aktuelle habe ich mich so sehr mit den einfachen Spannungsreglern (78xx) und den Schaltreglern (LM257x) eingedeckt, dass ich diese erst einmal verbrauchen werde.

Mir gefallen die Schaltregler LM257x eigentlich sehr gut, da sie keine Wärme produzieren und einen hohen Wirkungsgrad haben.
Um die Abstrahlung der "Störfrequenz" von ca. 56kHz in Griff zu bekommen, habe ich mir mal eine kleine (30mm x 45mm) Platine erstellt.....
Die Leiterbahnseite besteht dabei fast vollständig aus Kupfer, dass mit GND verbunden ist. Lediglich die Ein- und Ausgangsspannung wird da "durchgeschleust".


Entweder kommt dann noch ein "Dach" aus Kupfer drauf, oder ich setze die kleine Platine in ein Blechgehäuse,
wie dieses hier:


Grüße,
Cassio

 

[michaelkorb]

Hallo zusammen,

ich glaube kaum, dass die Chinaböller sich anders verhalten - auch das sind Schaltregler. Cassios Problem ist ja die Schaltfrequenz, die leider nahe der Trägerfrequenz des DCFs liegt und diese durch Abstrahlung stört.
Allerdings wäre es für die üblichen EInsatzgebiete der 78er eine gute Alternative, besonders, wenn man mit hohen EIngangsspannungen daher kommt. Der Wirkungsgrad ist nicht schlecht.

Cassio: Dein Käfig siht gut aus. Damit bekommst Du das sicher in den Griff. Die vielen Kupferflächen auf Deiner Platine helfen da übrigens nicht viel. Der Käfig bringt es auf jeden Fall. Übrigens würde auch ein Käfig aus "Maschendraht" genügen, muss nicht Vollmaterial sein. Bin gespannt auf Dein Ergebnis.

Michael

 

[Cassio]

Hallo Michael!

Das Blechgehäuse gibt es, wie man dem Link entnehmen kann, bei Pollin.
Ich werde mir bei der nächsten Bestellung mal ein paar davon liefern lassen und dann testen.

Die große Kupferfläche habe ich genommen, damit ich mir aus Resten von Platinenstücken dann selber ein "Gehäuse" erstellen kann.
Außerdem habe ich ja auch immer noch diese dünnen Kupferflächen zum Aufkleben.
So habe ich die Möglichkeit, auf einfache und schnelle Weise ein "Kupfer-Gehäuse" selbst zu erstellen.

Momentan habe ich zwei alte Streifenrasterplatinen dazu verwendet, um meine Steuerplatine mit Schaltregler "abzuschirmen".
Funktioniert aber noch nicht so optimal. War aber auch nur ein Versuch.


Grüße,
Cassio

 

[Janiiix3]

Hallo Casio,

Fast genau das gleiche Problem habe ich auch. Habe eine Uhr mit 4 Stk. 8x8 Matrix aufgebaut.
Ich habe zum ansteuern der Anzeige einen "8x8 Matrix" Treiber genommen, Wenn dieser im Betrieb ist und die Anzeigen multiplext, ist schluss mit lustig. Der Empfang wird so dermaßen gestört das einfach kein sauberes Signal mehr ankommt. Schalte ich die Anzeige aus (Multiplexen einfach abschalten) klappt es wunderbar. Schaltregler habe ich auch mehrere verbaut.

 

[TommyB]

Tipps wurden ja hier schon genannt.

Schaltregler und DCF77 sind immer schwierig, du kannst folgendes machen:
-Im verlinktem PDF auf Seite 23 den Output Ripple Filter nachrüsten.
-den DCF77-Teil mit einem separaten Linearregler versorgen.
-die Schaltung neu designen, GND sternförmig, ausgesuchte Bauteile (PDF ab S.15)

Oder eben abschirmen mit z. B. Alufolie (etwas weiter unten genannt).

Bei mir hatte es immer gereicht die Spannungsversorgung durch eine Diode zu leiten und da hinter mit Kondensatoren diverser Größen die Spannung für den DCF zu glätten. Oder einen anderen DCF Empfänger verwenden, da gibt es scheinbar gravierende Unterschiede. Hier gab es auch irgendwo mal ein Thread darüber.

Dazu: Grade bei Schaltwandlern sollte man Eingangs- und Ausgangsseitig zu LowESR Kondensatoren greifen. So teuer sind die auch nicht.


p.S. @dino03: Warst du es nicht der so gewaltig gegen externe Bilder gewettert hat? Check mal #2