Störungsfreie Stromversorgung

Für unsere Filter bringt eine Berechnung mit irgendwelchen Tools eigentlich nichts. Die Filter sollen Gleichspannung durchlassen und Wechselspannung sperren, also hätten sie theoretisch eine Grenzfrequenz von 0, und das geht sowieso nicht.

Für die Dimensionierung des oben genannten Ziels gilt folgendes: Elkokapazität so groß wie möglich, Drosselinduktivität so groß wie möglich, ohmscher Widerstand der Drossel so klein wie möglich. Ausserdem muss der Elko die angelegte Spannung aushalten und der Sättigungsstrom der Drossel darf nicht überschritten werden. Und natürlich sollen die Teile klein und leicht sein. Das widerspricht sich alles gegenseitig, daher muss ein Kompromiss eingegangen werden. Die im LC-Filter des Dauerangebots verwendeten Bauteile stellen insofern schon eine sinnvolle Kombination dar.

Edit: Noch eine Ergänzung, die das oben gesagte vielleicht etwas deutlicher macht: Die Frage nach der Grenzfrequenz eines LC-Filters ist z.B. dann wichtig, wenn der Filter vor einen Basslautsprecher geschaltet werden soll. Dann soll er tiefe Frequenzen möglichst ungehindert durchlassen und mittlere bis hohe Frequenzen sperren. Hier ist eine Grenzfrequenzberechnung sinnvoll. Bei uns nicht, da generell jede Wechselspannung auf der Gleichspannungsleitung weggefiltert werden soll.
 
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73bm73

Erfahrener Benutzer
Vielen Dank für die fachmännische Antwort!
Das dieser Filter einen Kompromiss darstellt ist mir schon bewusst - auch dass es den idealen Filter niemals geben wird.
Aber was mich dabei wundert ist, wenn ich - wie in meinem Fall - von 60 Ohm Lastwiderstand (0,2A@12V) ausgehe, dann bekomme ich mit dieser Filter-Induktivität (100-1000µH) doch nur Frequenzen im hohen kHz- bzw. im MHz-Bereich weggebügelt. Also alles andere als eine optimale Filterwirkung hinsichtlich theor. Grenzfrequenz-"0".
Das wäre für uns doch eine absolut sinnlos hohe Grenzfrequenz!

Ich weiß, es funktioniert doch, aber eigentlich dürfte es das nicht. Man weiß auch nicht ob es wirklich gut funktioniert, oder so gerade noch ausreichend? Um wieviel könnte das Videobild noch besser sein mit ein wenig Feinabstimmung statt Einheitsbrei?
Wo denke ich hier falsch, dass Theorie und Praxis so weit auseinander liegt?

Der Grund meiner Fragerei wären weitere Optimierungsmaßnahmen. An welchen Schräubchen man drehen muss/kann um diese LC-Filter besser auf die individuellen Anwendungsfälle abstimmen zu können.
(BEC: 5,5V/0,3-3A; Vid: 12V/0,2A; Groundstation: 12,6-10,5V/~1A)
 
Ich weiss nicht, mit welchen Berechnungstools du das ausgerechnet hast, das ist auch eigentlich egal. Wie schon gesagt, Grenzfrequenzberechnungen bringen bei unserem Anwendungsfall wirklich nichts, glaub mir.

Vergiss das mit den Frequenzen, für uns ist einfach wichtig, dass wir der störenden Wechselspannung einen für diese möglichst hohen Reihenwiderstand entgegensetzen, das ist die Drossel. Und danach werden mit dem Kondensator, der für Wechselspannung einen niedrigen Widerstand darstellt, die Reste nach GND kurzgeschlossen. Wir bauen also mit L und C einen Spannungsteiler aus zwei (Wechselstrom)-Widerständen auf, der die Störwechselspannung auf ein geringstmögliches Maß runter teilt. Das Teilerverhältnis und damit die gewünschte Filterwirkung soll so groß wie irgend möglich sein. Das zeigt schon, dass hohe Induktivität (großer Reihenwiderstand) und/oder hohe Kapazität (geringer Parallelwiderstand) wichtig ist.

Bauartbedingt sind uns grad bei der Drossel Grenzen gesetzt. 1mH und mehr brauchen viele Windungen Draht, sind damit groß und haben einen hohen ohmschen Widerstand. Damit steigt der Spannungsabfall und die Verlustwärme. Das hat man z.B. bei der im eyefly DIY Sender verbauten 1mH Drossel beim 200mW Modul gesehen, die wird viel zu heiß. In der Praxis sind deshalb Drosseln mit 47-680µH eher geeignet. Und natürlich muß das Ferritmaterial der Drossel für den gewünschten Maximalstrom ausreichend sein, der Sättigungsstrom steht in der Regel im Datenblatt.

Beim Elko ist's einfacher, es wird eine Bauform gewählt, die größenmäßig grad noch so akzeptabel ist, z.B. 470 oder 680µF. Dazu wird noch ein kleiner 100nF Keramikkondi geschaltet, da er im Gegensatz zum Elko auch mit sehr hohen Frequenzen zurechtkommt.

Optimieren im Sinne Filterwirkung verbessern kannst du durch mehr µH und/oder mehr µF, beides wirkt gleichermassen. Wobei du dann mehr Größe und Gewicht hast. Hoffe das war jetzt einigermassen verständlich.

Gruß Jörg
 
Ja. Und nicht vergessen: Bei der Drossel auf geringen ohmschen Widerstand achten und auch auf den Sättigungsstrom. Dann passt das.

PS: Und drüben kannst du in deinem Thread nach hier verlinken (da gibts ja nicht so eine Wortsperre wie hier ;)), dann müssen wir da nicht das gleiche wiederholen. Ist doch albern, wenn jede Frage doppelt gestellt wird, nur weil zwei Foren nicht miteinander können :rolleyes:.

Gruß Jörg
 
Ganz so einfach ist es doch nicht. Denn die Aussage "Viel Kapazität hilf viel" stimmt so nicht. Jede Kapazität hat auch einen kleinen induktiven Anteil. Es gibt nämlich keine idealen Kapazitäten. In der Praxis bedeutet das, dass man mit dicken Elkos zwar niederfrequente Störungen unterdrücken kann, für hochfrequente Störungen bringen sie aber gar nichts. Da braucht man kleine Keramikkondensatoren. Um einen guten Filter zu bauen muss man die Eigenschaften unterschiedlicher Kondensatoren kombinieren, sprich: Verschiede Kondensatoren parallel schalten. Ein weiterer Punkt sind die Spulen. Es reicht nicht, einfach eine Spule mit einer bestimmten Induktivität zu nehmen. Spulen mit gleicher Induktivität können trotzdem sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Für Schaltregler verwendet man Spulen mit geringen Verlusten. Für Filter werden dagegen benötigt man Spulen, die in dem zu filternden Frequenzbereich möglichst hohe ohmsche Verluste haben. Das kann man dem Frequenzgang entnehmen, der im Datenblatt der jeweiligen Spule zu Finden ist. Wenn ich für einen Filter eine Spule mit hohen Verlusten nehme, dann wird die Störung einfach "verheizt". Nehme ich dagegen eine Spule mit geringen Verlusten, dann wird die Störung verstärkt und zurück in die Stromversorgung reflektiert.
 

73bm73

Erfahrener Benutzer
Wenn ich für einen Filter eine Spule mit hohen Verlusten nehme, dann wird die Störung einfach "verheizt". Nehme ich dagegen eine Spule mit geringen Verlusten, dann wird die Störung verstärkt und zurück in die Stromversorgung reflektiert.
Und ist bei einem Filter das Verstärken und Reflektieren jetzt besser oder schlechter als verheizen?
Und muss ich fürs Reflektieren die Drossel nun genau auf die Störfrequenz abstimmen? Weil dann wird's schwierig...
 

ulfster

Erfahrener Benutzer
Hatte meinen LC Filter nach Vorbild im Forum gebaut und dieses Jahr geflogen. Beim Ausbau ist mir aufgefallen, dass der Tantal Kondensator explodiert war. Ich hatte die Beschriftung mit der Polung verpeilt - funktioniert hat der Filter und Flieger trotzdem ... noch mal Glück gehabt.

Das + war so markiert (--+) zwei dicke Striche und ein winziges Plus, das hab ich ohne Lupe vermutlich nicht gesehen.

http://www.pollin.de/shop/dt/MzQ3OT...emente/Elkos_Goldcaps/Tantal_Kondensator.html

Also demnach ist Plus auf dem Bild dort das obere Füschen? ;)
 

VikiN

Flying Wing Freak
ui die Bilder sind ja toll ;)

Ja. Und nicht vergessen: Bei der Drossel auf geringen ohmschen Widerstand achten und auch auf den Sättigungsstrom. Dann passt das.

PS: Und drüben kannst du in deinem Thread nach hier verlinken (da gibts ja nicht so eine Wortsperre wie hier ;)), dann müssen wir da nicht das gleiche wiederholen. Ist doch albern, wenn jede Frage doppelt gestellt wird, nur weil zwei Foren nicht miteinander können :rolleyes:.

Gruß Jörg
seh ich auch so
finde es sehr schade...manchmal will ich auch drauf verlinken, weil da grad ein interessanter Beitrag ist...und dann gehts nicht


@Jörg
viel tolle fachmännische Beiträge in der letzten zeit - leider kann ich nicht alle positiv bewerten, da heissts immer
Du musst erst einige Beiträge anderer Benutzer bewertet haben, bevor du jreise erneut bewerten kannst.
- schade
 
Wenn, dann die Drossel und den Elko nach diesen einstellbaren Schaltregler und nicht davor schalten ;). Ja, das bringt durchaus etwas.

Wenn man z.B. ein 3,3V TX-Modul versorgen will und nur einen Stepdown Regler mit festen 3,3V hat, ist bei einem nachgeschalteten LC Filter der unvermeidliche Spannungsabfall an der Drossel nicht sehr schön. In dem Fall ist es besser, den Stepdown auf z.B. 3,5V einzustellen, wenn man denn diese Möglichkeit hat. Dann kommen immernoch volle 3,3V am TX-Modul an und es kommt zu keiner Reduzierung der Sendeleistung.

Die Versorgung von 5V-Modulen ist meist nicht so kritisch. Diese senden auch bei weniger Spannung noch ohne Leistungsverlust, da sie intern mit einem Linearregler die Spannung nochmals auf 3,3V reduzieren.
 

axmen

Erfahrener Benutzer
Huhu,

ich hab jetzt den Mittelteil des Threads nicht komplett gelesen, aber gehört zum Filter nicht auch ne Diode?
http://fpv-team.de/blog-aktuelles-news/entry/howto-s/lc-filter

^^ da gibts wenn man unterscrollt, auch die Links zu Reichelt, wer kein Conrad ums Eck hat :cool:

Ich hab son Filter mit einem 25V Kondensator an 4S im Einsatz, der ist zwar 5mm länger, aber ich bin bei frischen Akkus auf der sicheren Seite. Hatte vorher die 16V an 4S da is auch nie was passiert...aber Vorsicht und Porzellan...

LG
Axel
 
Die Diode ist für die Filterfunktion nicht nötig, sie hat eher eine Entkopplungs- und Sicherheitsfunktion (Schutz der nachfolgenden Bauteile gegen Falschpolung vor dem Filter). Steht auch irgendwo ganz oben im Thread.

Gruß Jörg
 
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Spencer

Vollthrottle
Ich habe mir den 25V Kondensator bestellt, da ich mit 4S fliege.

Großer Filter:
Elektrolyt-Kondensator radial bedrahtet 5 mm 680 µF 25 V 20 % (Ø x L) 10 mm x 20 mm Panasonic EEUFC1E681B

Kleiner Filter:
Elektrolyt-Kondensator radial bedrahtet 5 mm 470 µF 25 V 20 % (Ø x H) 10 mm x 12.5 mm Panasonic EEUFR1E471B
 
FPV1

Banggood

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