Passives Netzfilter

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Hironimus_23
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Passives Netzfilter

Beitrag von Hironimus_23 »

Hallo,

in einigen Threads wurde das Thema Netzfilter schon häufiger am Rande angesprochen. Um diese Threads jedoch nicht dort off-topic zu belasten, starte mal einen neuen Faden.

Ich bin zurzeit dabei mir ein 5V(3A)-Netzteil (S11) zu bauen und möchte dieses gleich um einen Netzfilter ergänzen. Diese Empfehlung kam mMn. aus dem S11-Faden, in dem es hieß, wenn schon ein hochwertiges Netzgerät gebaut bzw. erweitert wird, dann sollte man doch gleich ein Netzfilter vorschalten, um ggf. vorhandene hochfrequente Störungen eingangsseitig zu eliminieren. Was ich jedoch bislang nicht entdecken konnte, war ein genauer Schaltplan mit Dimensionierung der Bauteile. Auch Recherchen im www und Begutachtung diverser Bauteile uauf den dort gezeigten Fotos ergaben für mich die Erkenntnis, dass es verschiedene Wege zu einem passiven Netzfilter gibt. Die Mehrzahl verwendet LC-Glieder, um einen Tiefpass zu realisieren, bei einigen Fotos konnte ich auch den Einsatz von 8 weiteren Dioden auf der Platine erkennen.

Das Grundkonzept läuft aber wohl auf den folgenden Schaltplan hinaus. Unterschiede gibt es bei der Dimensionierung der Kapazitäten und Induktivitäten, im Schaubild rot dargestellt.

Bild
Da ich ungern die gesamte Schaltung durchrechnen würde und mir auch kein vernünftiges Messequipment (z.B. Oszi) zur Verfügung steht, würde ich gerne auf bewährte Werte zurückgreifen.

Was wohl für den Bau eines Netzfilters relevant ist, dass die beiden Wicklungen (auf gleichem Kern) von L1 so angeschlossen werden, dass der LStrom entgegengesetzt fließt und sich somit aufhebende Magnetfelder ergeben. Die beiden Wicklungen von L2 sollten jedoch in Reihe angeschlossen werden, damit sich die Induktivitäten addieren.

Folgende Werte wurden teilweise verwendet, aber sind sie für meinen Anwendungsfall passend ?
Hab ihr Erfahrungen und könnt mir geeignete Werte nennen ?

L1= Werte von 10 µH bis 60 µH
L2= Werte 3,5 µH bis 10 µH
Cx1= 0,1 µF
Cx2= 0,1 µF
Cx3= 0,1 µF (kann entfallen, wenn er im Eingang des Netzgerät vorgesehen ist)

Oder sagt ihr, "lass den ganzen Aufwand und kauf die von Firma xy ein fertiges Netzfilter" -> einfacher, billiger.

Gruß,
Hironimus
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chriss0212

Beitrag von chriss0212 »

Hironimus_23
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Beitrag von Hironimus_23 »

Hallo,

Christian, Danke für den Hinweis auf die fertige Platine von Thel. Thel AudioWorld möchte pro Platine 79€, da ich zwei Netzteile bauen möchte, würde ich 2 Platinen benötigen.
Ein Selbstbau liegt für Bauteile und Leerplatine bei ca. 15€ und da ich sowieso beim Löten bin (wegen des Netzteils), würde es mich nicht stören und ich auch machen, sofern ich die richtigen Werte für L1, Ls und die Cx1-3 kenne. Es sei denn, ich übersehe noch irgendetwas entscheidenes.

Gruß,
Hironimus
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luebeck
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Beitrag von luebeck »

Hallo Hironimus,
die beiden L1 sollen ja wohl eine stromkompensierte Drossel darstellen. Da würde ich deutlich höher gehen, z.B. mit dieser hier:
https://www.reichelt.de/stromkompensier ... 9.html?r=1
Ebenso für die beiden L2.
Zusätzlich würde ich im Eingang noch einen VDR spendieren zum Schutz der X-Kondensatoren vor Spannungsspitzen.
Und ich bin mir auch nicht sicher, ob die Y-Kondensatoren immer nützlich sind.
Diese könnten auch Gleichtaktstörungen vom Schutzleiter ins Gerät holen.
Muß man ausprobieren.
Schöne Grüße
Günter
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SolidCore
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Netzfilter

Beitrag von SolidCore »

Hallo zusammen

Das Thema taucht immer wieder auf, von daher spring ich mal hinzu.
Wer sich einen Netzfilter selber bauen möchte, dem empfehle ich mal Würth.
Auf deren Seite klappt in den Geschäftszeiten sofort ein Chat auf, und man hat kompetente
Ansprechpartner. Selbst bei komplexen Fragen wird im Hintergrund genauer nachgefragt und geantwortet.
Ich empfand es als sehr hilfreich. Zumal man mit dem Hinweis auf Niederohmig usw für Audio-Anwendungen nicht für
bekloppt erklärt wird, hehe. Es wurde auch sofort, wie von Günter erwähnt, auf die Y-Kondensatoren hingewiesen,
das deren Ableitstrom nicht überschritten wird.

Hier wäre ein guter Startpunkt:
https://www.we-online.de/web/de/electro ... tzteil.php

Der Thel Filter ist schon sehr gut aufgebaut, da er sowohl symetrisch, als auch asymetrisch filtert.
Ohne eigene Messung zuhaus, wo das Problem erkannt wird, und man gezielt diesen Bereich filtert,
bleibt einem nur das "Glückrad", viel Einbauen, wird schon helfen.
Eine am Thel angelehnte Variante kommt dann so ca auf ein Drittel des Preis, bei 5 Filtern spart man also deutlich,
wenn man aus dem Bereich kommt.

Gruß
Stephan
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luebeck
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Beitrag von luebeck »

Danke Stephan für den interessanten Link!
Das Thema Netzfilterung in Heimanlagen begleitet mich schon viele Jahre und es gibt weiterhin neue Erkenntnisse.
Sei es nun bzgl. Schutzleiter-Drosseln, Filterboxen mit Mineralien oder der Messung der wirklichen Netzimpedanzen um von den unrealistischen 50 Ohm wegzukommen bei den Meßkurven fast aller kommerziell erhältlichen Filter.
Um auf dem Feld der Netzfilter zu belastbaren Ergebnissen zu kommen, braucht es ein gut ausgestattetes EMV-Labor dessen Aufbau und Ausstattung den Wert eines Einfamilienhauses wohl übersteigt. Plus Fachkompetenz dafür was man da gerade macht.
Dieser Aufwand wird meistens über die Preise der damit getesteten Gerätschaften wieder hereingeholt.
Ohne Zugriff auf ein solches Labor bleibt den meisten Musikfreunden nur stetiges Ausprobieren neuer Erkenntnisse und neuer Gerätschaften an der Anlage.
Und dann gibt es da noch das Problem der Produkthaftung.
Entwicklung und Bau von Netzfiltern ist ein sehr interessantes Feld, aber mit vielen rechtlichen Fußangeln.
Wobei sich die Vorschriften, Normen, Regeln und die Rechtslage ständig weiterentwickeln.
Man könnte jederzeit ein Filter nach einer der üblichen Schaltungen "zusammenbraten", in Verkehr bringen sollte man ein solches Teil aber nicht, auch nicht verschenken, und zwar aus Haftungsgründen.
Letzteres könnte auch der Grund sein, warum man so wenig handfeste Anleitungen zum Eigenbau findet.
Denn wenn jemand z.B. ein Netzfilter aufbaut mit nicht ausreichend spezifierten X-Kondensatoren (X1 oder X2?), könnte er im Falle eines Schadens schon ein Problem haben.
Ich befürchte, dies könnte ein Grund dafür sein, warum es in diesem doch wichtigem Thread so ruhig ist.
Sonnige Grüße aus dem Norden!
Günter
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Stephan,

das war wieder einmal ein sehr guter Tipp von Dir - vielen Dank. Auf der von Dir verlinkten Seite von WE findet sich ein Download-Link zu einem PDF mit dem Titel: Netzfilter - Die letzte Hürde im Schaltnetzteil.
Ein sehr fundiert und zugleich für den "Halblaien" nachvollziehbar geschriebener Artikel. Insbesondere die Formeln finde ich hilfreich, um die Werte für Induktivitäten der Drossel bzw. Kapazitäten der Kondensatoren zu berechnen. Auch wenn ich im Moment keine Verwendung für ein Netzfilter habe, habe ich den Artikel mit großem Interesse gelesen.

Nochmal vielen Dank für den Hinweis. :cheers:

Grüße
Fujak
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Ein bisschen off topic:
Es macht allemal Sinn in den Application Notes von Würth Elektronik zu stöbern, siehe dortigen Downloadbereich.
Z.B. ANP024 Das USB-Interface aus EMV-Sicht, da bekommt man schnell einen richtigen Eindruck, was da dahinter stecken kann. Das wirken so mannche audiophilen USB-Maßnahmen eher wie Gefrickel.

Grüsse
Uli
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WongP
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Beitrag von WongP »

Hallo Uli,
Das wirken so mannche audiophilen USB-Maßnahmen eher wie Gefrickel.
LOL nett gesagt!
Übrigens das Jittercleaner und USB-Powerfilter Pure Clock von Oehlbach ist nicht unbedingt Gefrickel, macht das gleiche wie der Würth USB Dongle. OEM denke ich mal und tut bei mir seit Jahren einen guten und subtilen Dienst. Dagegen ist der AQ Jitterbug Gehörmassig Gefrickel :mrgreen:

Grüße
Micha
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SolidCore
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Netzfilter

Beitrag von SolidCore »

Hallo zusammen

Freut mich wenn mein Tip gefallen findet.
Netzstörungen als Gesammtbegriff (inkl Einstreuung usw) sind allgegenwärtig.

Früher hatte ich einfach verschiedene, fertige Varianten mal eingebaut, manche "klangen" nach absolut nichts,
manche erzeugten matschigen Mumpf, manche dünn im Bass. Natürlich hat das Gründe.
Nun muss man auch mal bedenken, so mancher Filter ist für Schaltschränke und Waschmaschinen, LED Lampen usw gedacht.
Günters Meinung teile ich absolut, viele Messungen basieren auf einem 50 Ohm Widerstand. Der Idealfall.
Hat diesen irgend-jemand ? Somit misst man eher, was das Hausnetz anbietet. Wie siehts mit der Rückstreuung aus ?
In den meisten Fällen, oder genauer besonders bei Digitalgeräten, will ich genau diese nicht zu den anderen Geräten lassen.

Wenn ich schon alles umbaue, und Geld investiere, erwarte ich einen klanglichen Zuwachs. Liest man mal
in den Foren, hört einer keinen Unterschied, ein zweiter Verlust an Auflösung, ein anderer meint nach 3 Tagen doch irgendetwas zu hören ...
Und einige berichten auch von klaren, hörbaren Verbesserungen. Woran liegt das?

Nach einigen Versuchen, und Betrachtungen "drumherum", lässt sich auch klanglich einiges erreichen.

So erreicht mein selbst gebauter Filter sofort hörbar, und klar erkennbar, auch den gewünschten, klanglichen Fortschritt.
Eine erhöhte Räumlichkeit, das gesamte Klangbild wirkt sauberer, aufgeräumter, der Bass gewinnt an besseren Strukturen
und Durchzeichnung. Dabei ändert sich Tonal absolut nichts, kein Dumpf, kein Hell, kein Dünn, kein dicklich, kein Tiefbassverlust.
Zum einfachen Gegenprüfen habe ich zu Testzwecken einfach ein 16A 3x UM davor gesetzt, um ihn jeweils zu deaktivieren.

Obwohl ich zugelassene Komponenten verbaut habe, möchte ich ebenso keinen Bauplan zeigen. Bevor sich irgendwer
noch Bomben oder Elektro-Schmorbraten baut.
Dennoch ist es wirklich simpel. Kleine Innenwiderstände, wenig Verluste, und ein paar Ideen, wie größere Kondis
einfach mal klein bypassen (wird z.B bei Isotek gemacht). Auch diese Billigheimer-Elkos X2 wirken klanglich irgendwie "gebremst".
So mancher hört auch nicht zwingend den Filter, sondern das drumherum.
Beispiel:
Man nimmt einen beliebigen Netzfilter, und macht am Input mit einem Stück Kabel eine Kaltgerätebuchse,
am Output dann ein Stück Kabel mit Kaltgerätestecker. Kann man dann direkt vor einem Streamer
"zwischenstecken". Soundcheck: leicht dunkler, engere Bühne.
Gegenversuch, Zwischenstecker abmachen, und den Filter direkt in das vorige Kabel löten.
Soundcheck: Räumlicher, sauberer.
Was hörte ich also vormals? Genau, Stecker und Kabel. Vom Filter garnix.

Schaut man mal über Google in die sogenannten, relativ teuren "Power-Conditioner", entdeckt man ähnliche Ansätze.


Gruß
Stephan
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v_erich
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Beitrag von v_erich »

Den Würth USB filter Dongle hab ich hier seit Jahren, noch gepimpt mit 2 polymer Elkos am Ein- und Ausgang einen.
Verwende ich immer wieder gerne, hab nur keine Ahnung ob man den wo kaufen kann, meinen hab ich im EMV Meßlabor mitgenommen da dort alles mögliche von Würth als Demozeugs herumliegt falls man schnell beim EMV messen was braucht 8)

Gruß,
Erich
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SolidCore
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Filter

Beitrag von SolidCore »

Hallo zusammen

Die USB2.0 Buchse zum Tausch in Geräten mit integriertem Filter gibts für 9,34-
https://www.voelkner.de/products/820586 ... -1St..html

Der USB 3.0 Filter um 25,-
https://de.farnell.com/wurth-elektronik ... dp/3364874

Habe die PDF grade mal durchgesehen. Man geht dabei vom Normalfall aus, also Schaltregler am "Sender",
deshalb auch per LCL gefiltert. Nutzt ja mittlerweile nicht mehr jeder. Eine saubere Einspeisung braucht den
Spannungsfilter nicht. Eher dann die Diodenschaltung für die Datenleitung. Auch da geht man von dünnsten Folienschirmen aus,
wenn ich das richtig verstanden habe. Die Dämpfung des eigentlichen Nutzsignals über die Kapazitäten wird nur soweit betrachtet, das die Funktion
erhalten bleibt. Somit kann es super wirken, letztendlich muss man es ausprobieren.

Gruß
Stephan
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meldano
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Beitrag von meldano »

Moin,
ich verlasse mich bereits seit Jahren auf einen Netzfilter pro Gerät.
Drei VDR (zwischen L/N, PE/N, PE/L) , X-Kondensator, Stromkompensierte Drossel, X-Kondensator, RC Filter, DC Filter.
Auf Y-Kondensatoren verzichte ich bewusst.
Walter Fuchs hatte mal einen Artikel, in der Klang und Ton, über Netzfilter geschrieben.
Getreu dem Motto: viel hilft viel mit 1uF X-Kondensatoren.

Gruß
Daniel
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Hallo Daniel,
wenn mir ein Netzfilter den Klang zu sehr ausbremst, schalte ich einen X-Kondensator zwischen 2,2 - 7uF hinter das Netzfilter, Größe je nach Gerätestromaufnahme gehörmäßig abgestimmt. Metallpapiertypen wie bei Leuchtstoffröhren eingesetzt.
Grüße
Hans-Martin
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