So beseitigen Sie Rauschen von geschalteten Netzteilen

Ich habe ein isoliertes Schaltnetzteil (120 V Eingang, 12 V Ausgang), das einen in Abbildung 1 gezeigten Ausgang liefert, wenn es auf die Ausgangsmasse bezogen ist (ich mache mir keine allzu großen Sorgen über dieses Rauschen). Das größere Problem, das ich habe, ist das Rauschen, das ich habe, wenn ich die Ausgangsspannung auf die in Abbildung 2 gezeigte Eingangsmasse referenziere. Für mich sieht es so aus, als wäre das Gegentaktrauschen akzeptabel, aber es gibt eine Menge Gleichtaktrauschen, aber ich bin nicht 100% sicher, wie man das beheben kann. Ich habe viel über Gleichtaktdrosseln gelesen, bin mir aber nicht sicher, wie ich die richtige auswählen soll.

EDIT: Um die ganze Geschichte zu klären. Ich habe einen Touchscreen, der zufällige Berührungen nur dann aufnimmt, wenn er mit dem beschriebenen Netzteil betrieben wird. Ich habe bereits volle Leistungs- und Signalisolierung und Leistungsregelung ausprobiert, die fast alle differenziellen Geräusche beseitigen konnte. Das einzige Rauschen, das noch durchkommt, ist alles Gleichtakt.

Außerdem habe ich nur die Möglichkeit, dieses Problem auf der Touchscreen-Schaltung zu beheben, ohne die Stromversorgung ändern zu können. Eine einfache Lösung wäre, die Eingangs- und Ausgangsmasse entweder mit einem Jumper oder einer Kappe zu überbrücken, aber leider ist dies nicht möglich.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

                          Figure 1

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                          Figure 2
Ein großer CLC-Filter am Ausgang sollte hier Abhilfe schaffen.
Gleichtaktrauschen bei Netzfrequenz ist bei isolierten Schaltnetzteilen ziemlich häufig. Sie sollten feststellen, dass es eine sehr hohe Quellenimpedanz hat, dh es verschwindet, wenn Sie eine der Ausgangsschienen mit Masse verbinden, selbst über einen großen Widerstand. Wenn ja, ist es nicht gefährlich, obwohl es sich um eine relativ hohe Spannung handelt. Wenn Sie es trotzdem loswerden möchten, haben Sie eine Schutzerdung in den Geräten, die Sie entwerfen?
Messen Sie Differenz- oder Gleichtaktwelligkeit? Ihre Frage wechselt zwischen den beiden.
@Tyler Fontaine, anstatt uns raten zu lassen, zeigen Sie das Layout, schematisch und kalibrieren Sie zwei Sonden, um die Rechteckwelle zu testen, und verwenden Sie dann Ch1-2, um eine flache Linie zu erhalten, die für Differenzialmessungen mit kurzen Masseleitungen verwendet werden kann, und messen Sie das Ausgangsrauschen. ohne einen niedrigen Z-Ausgang ist schwebendes Rauschen "üblich" LOL
Der Grund, warum ich mir wegen Gleichtaktrauschen Sorgen mache, ist die Tatsache, dass eines der Elemente, die von dieser Versorgung abfließen, ein Touchscreen ist. Beim Auslaufen dieser Versorgung bekomme ich falsche Berührungen auf dem Bildschirm, wenn der Bildschirm berührt wird, und auch zufällig, wenn er unberührt sitzt. Ich habe andere Netzteile mit schlechterem/besserem Gegentaktrauschen und Gleichtaktrauschen ausprobiert, und nur Netzteile mit schlechterem Gleichtaktrauschen verursachen das Problem. Aus diesem Grund versuche ich, das Gleichtaktrauschen zu senken.
Das Problem behebt sich von selbst, wenn ich die Ausgangsmasse auf die Eingangsmasse ziehe, was wiederum auch rechts vom Gleichtaktrauschen liegt.

Antworten (2)

Das Herzstück eines isolierten Schaltnetzteils ist immer noch, wenn auch geschickt geschaltet, ein Transformator.

Ihr Problem ist also das gleiche wie bei dieser Schaltung:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Der springende Punkt einer isolierten Versorgung ist, dass es keinen einzigen Leiter von der Primär- zur Sekundärseite gibt.

Daher können Sie sich vorstellen, dass das Paar "OUTPUT+" / "OUTPUT GND" eine definierte Spannung zwischen sich hat , aber sie schweben auf einem "zufälligen" Versatz relativ zur Masse der Primärseite. Dieser Offset enthält eigentlich nicht viel Energie, und Sie können ihn sehr leicht abbauen, indem Sie beispielsweise "OUTPUT GND" mit der Primärmasse verbinden (wodurch die Isolierung aufgehoben wird!).

Ihr einfaches Modell zeigt keine Induktionsschleifeneffekte, CM-Rauschen, Kopplungskapazität, Erdinduktivität oder Kappen-ESR. Dies ähnelt der Art und Weise, wie ein Chopper-Verstärker Niederfrequenzsignale weiterleitet.
Stimmt, aber dies in einem vereinfachenden, erklärenden Beispiel zu zeigen, würde definitiv den Zweck dieses Beispiels zunichte machen. Wissen über alle Effekte zu zeigen, die in komplexen, induktiv gekoppelten Systemen auftreten, war nicht der Sinn meiner Antwort :)
@ TonyStewart.EEseit '75 ist es ein "einfaches" Modell, daher muss dieses Zeug nicht gezeigt werden (selbst wenn Sie es in Ihrem Kommentar als "einfach" bezeichnen), und die Beziehung zwischen dieser Frage und einem Chopper-Verstärker ist unklar.
Die Impedanz der Sonde und die Impedanz des Signals bestimmen, wie groß das Ergebnis ist. Das ist, was die Kopplungskapazität des Streutransformators mit diesem Signal macht. Das Hinzufügen einer kleinen Kappe zum Eingang Gnd, die viel größer als die Streukappe ist, dämpft das Ergebnis. Dies ist die Schuld des Modells, wodurch das CM-Rauschen reduziert wird.
Ich habe die Frage aktualisiert, um sie zu klären.

Ich habe ein isoliertes Schaltnetzteil (120 V Eingang, 12 V Ausgang)

OK

Das größere Problem, das ich habe, ist das Rauschen, das ich habe, wenn ich die Ausgangsspannung auf die Eingangsmasse referenziere

Es ist überhaupt kein Problem - wen kümmert es, was es ist - es ist das Ausgangsrauschen, das das einzige Problem ist, wenn eine isolierte Stromversorgung verwendet wird.

Ich habe die Frage aktualisiert, um sie zu klären.
Wenn Sie keinen Kondensator verwenden können, um die Gleichtaktspannung auf Masse zu reduzieren, werden Sie meiner Meinung nach stecken bleiben.
Würde eine Gleichtaktdrossel nichts bringen?
@TylerFontaine nein. Es fließt kein Strom von primär nach sekundär. Das ist der springende Punkt der Isolation. Ohne Strom nichts zum Ersticken.
@MarcusMüller Ich wurde zu der Annahme veranlasst, dass es eine gewisse Kopplung zwischen primär und sekundär gibt, selbst wenn sie "isoliert" sind.
Es gibt sicherlich – Energie, die durch die Transformatorspule fließt. Aber Sie beobachten keinen Energiefluss, Sie beobachten einen DC-Offset.
@MarcusMüller Also, ohne in der Lage zu sein, an Masse zu binden, kann wirklich nicht viel getan werden, um den DC-Offset zu korrigieren, würde ich annehmen?
Im Ernst, wie oft haben Andy, Tony und ich das jetzt gesagt?
Sie hatten gesagt, ein Beispiel zur Korrektur wäre die Verbindung der Ausgangsmasse mit der Primärmasse. Sie haben nicht gesagt, dass es keine anderen Lösungen gibt. Ich habe nur gefragt, ob es andere Lösungen geben würde, wenn Sie die Ausgangserde nicht mit der Primärerde verbinden können.
So beseitigen Sie Rauschen von geschalteten Netzteilen
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