Spannungsregler - GND

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28.08.2006, 03:57
blan

Spannungsregler - GND

hallo, ich weiss die frage ist sicher bischen blöd aber jetzt bin ich mir mit dem GND immer so unsicher seitdem ich mitbekommen hab, dass man nicht immer alle GNDs miteinander verbinden darf - vll könnt ihr mir ja paar tipps geben. also ich habe 3 spannungsreglner mit den outputs 3,3V 5V 12V 24V... die will ich über steckverbinder abgreifbar machen

GND | 3,3V
GND | 3,3V
GND | 5V
GND | 12V
GND | 24V

(sollen die 2x5 steckverbindungspins darstellen)

darf ich jetzt alle GNDs miteinander verbinden oder muss ich von jeweils dem zugehörigem spannungsregler das GND nehmen? (ich benutz mehrere GNDs weil ich pro Leitung nur max. 1A haben kann)

kleine frage am rande: wieso benutzt man transformatoren wann man auch kleine Spannungsregler benutzten kann?

mfg blan
28.08.2006, 08:13
alter Mann

Hallo,

die GND's kannst Du theoretisch, sofern alle Spannungsregler aus der selben Quelle gespeist werden, miteinander verbinden.

So wie ich das verstanden habe, fürst Du von deiner Spannungsquelle aber zu jedem Spannungsregler einen eigenen Ground. Die solltest Du auch auf deinem Steckverbinder getrennt lassen, da Du ansonsten Masseschleifen und somit unter Umständen massive Störungen durch Einstreuungen einfängst. Auch nach dem Steckverbinder solltest Du tunlichst vermeiden, die GND's zu verbinden.

Zitat:

dass man nicht immer alle GNDs miteinander verbinden darf

Ganz allgemein gilt, daß man einen GND, den man einmal vom "haupt"GND abgezweigt hat, aus oben genanntem Grund nicht mehr mit einem anderen zusammen führen sollte.
Das gilt z.B. für Analog GND, GND für Motoren usw.

Auch auf Platinen sollte man darauf achten, keine Masseschleifen (d.h. Masse z.B. einmal im Kreis aussen um die Platine herum führen) zu verbauen.

Zitat:

wieso benutzt man transformatoren wann man auch kleine Spannungsregler benutzten kann?

Ein Spannungsregler macht aus einer hohen Gleichspannung eine kleine Gleichspannung.
Zum Beispiel aus einer Batteriespannung von 12VDC eine mit 5VDC.
Das kann ein Längsregler (z.B. 78xx) sein, der immer eine Eingangsspannung braucht, die ein Mindestmass über der Ausgangsspannung liegt und je nach Eingangsspannung teilweise recht hohe Verlustleistungen hat oder ein Schaltregler, dessen Verlustleistung nicht so hoch ist, der je nach Typ auch eine kleinere Eingangsspannung akzeptiert oder sogar die Spannung erhöht (step up / step down).

Ein Transformator macht aus einer Wechselspannung eine Wechselspannung mit anderem oder gleichem Spannungswert und bietet meistens auch eine galvanische Trennung der Spannungen.
Zum Beispiel in einem Netzteil, um aus Netzwechselspannung eine Spannung für ein Gerät zu erzeugen. Die Ausgangsspannung der Transformators muss dann noch gleichgerichtet werden und meistens mit einem grossen Elko geglättet und mit einem Spannungsregler stabilisiert werden, damit man eine brauchber saubere Gleichspannung bekommt.

Florian
28.08.2006, 13:09
F@be

Hui, mal ne Frage zu "Masseschleifen".
Was is wenn meine Platine ne Massefläche hat?
Sind Masseflächen generell schlecht, oder sollte man einfach verschiedene Masseflächen auf Platinen anlegen (z.B. Eine Am µC, eine bei den Relais und diese dann erst an der Spannungsversorgung mit einander verbinden??

Gruß
28.08.2006, 13:58
dwod

Hi,

erst mal zu den Masseschleifen ; So eine Schleife ist im Prinzip eine kurzgeschlossene Windung eines Transformators Sie arbeitet auch nach dem gleichen Prinzip. Wird von aussen ein Magnetfeld zugeführt, welches sich ändert, wird in der Masseschleife eine Spannung induziert, welche einen Strom hervorruft der ebenfalls ein Magnetfeld erzeugt.
Anwendungen hierfür sind der Asynchronmotor (Kurzschlussläufer). Hier besteht der Rotor aus einem Kupferrohr, welches eine kurzgeschlossene Windung darstellt.
Im Prinzip wird in jedem Leiter (auch in Masseflächen) eine Spannung induziert. Die Spannung/Strom hängen von der Feldstärke und der zetlichen Änderung des Magnetfeldes ab.
In der normalen häuslichen Umgebung wird es kaum Probleme mit Massenflächengeben.
In der industiellen Umgebung ist das anders, da können sich auch schon mal Maschinenteile aus Stahl stark erwärmen..

m.f.G.

Wolfgang.
28.08.2006, 14:44
blan

danke für die schnelle antwort. also ich hab es jetzt n bischen abgeändert und hab nun folges geplant:

GND | 5V
GND | 5V
GND | 5V
GND | 12V
GND | 24V

ich verbinde alle drei 5V spannungen und alle zugehörigen GNDs und führe diese an 2 parallel geschaltete Spannungsregler (2x 1,5A) - das sollte doch so funktionieren oder? 12V und 24V (+ dazugehörige GNDs) werde ich dann seperat an 2 spannungsregler anschließen.

der strom wird sich schon über die 3x 5V leitungen verteilen oder (jede ader hält nähmlich nur 1A aus) ?

danke

mfg blan
28.08.2006, 14:48
alter Mann

Hallo,

Zitat:

Was is wenn meine Platine ne Massefläche hat?

Masseflächen sind kein Problem, da sie Störfelder abschirmen und intern verursachte Störungen mit einer niedrigen Impedanz ableiten, werden sie ja auch meistens auf Platinen aufgebracht. Abgesehen davon sparen sie ganz schön an Ätzlösung, wenn man nur die Flächen zwischen den Masseflächen und den Leiterbahnen weg ätzen muss.

Zitat:

sollte man einfach verschiedene Masseflächen auf Platinen anlegen

das kann man machen, aber dann muss man sie auch getrennt halten und sternförmig an einem Punkt zusammen führen.
Aber einfacher und auch ausreichend ist es, eine gemeinsame Massefläche zu machen und nur da, wo es erforderlich ist (z.B. an Analogleitungen oder Leitungen mit schwachen Signalen) eine getrennte Masse ohne Massefläche zu verlegen und diese dann auch wieder an einem einzigen Punkt auf die Masse zu legen.

In Masseflächen heben sich eingestreute Magnetfelder wieder auf und elektrische Felder werden nach Masse abgeführt, weil eine Massefläche niederimpedant an Masse angekoppelt ist. Darauf beruht auch die abschirmende Wirkung einer Massefläche.

in Masseschleifen können sich durch elektrische Felder eingestreute Störungen weit ausbreiten und zu Störungen, manchmal auch zu Zerstörungen an Bauelementen führen.
Bestes Beispiel ist die Masseschleife, wenn der Computer und die Stereoanlage über mehrere Masseleitungen verbunden sind. (Masse/ Schirm der Audioleitung, Schirm der Antennenleitung am Radio, Schutzleiter am Computer und evtl auch an der Stereoanlage)
Diese Masseschleifen sorgen manchmal für ein ordentliches Netzbrummen in den Lautsprechern, weil die eingestreuten Störungen des Stromnetzes im Verstärker zusammen mit dem Nutzsignal (Musik oder Ähnliches) verstärkt werden. Dies ist nicht gefährlich oder schädlich für Bauteile sondern nur nervig, aber es kann meist nur mit einem nicht unerheblichen Aufwand beseitigt werden (Trennverstärker, Trennübertrager usw.).
Andererseits kann eine Masseleitung, die einmal rund um eine Platine gelegt ist, weil der Entwickler so besser alle Bauteile mit Masse versorgen konnte, schon durch ein Handy, welches ungünstig naben der Platine liegt so viel Energie aufnehmen, daß empfindliche Bauteile zerstört werden. (ist mir leider auch schon passiert daß ich, weil ich zu faul war, mir eine ordentliche Masseführung zu überlegen, mehrere AVR's zerstört habe, bis ich darauf gekommen bin, woran das gelegen hat)

Edit:

Zitat:

der strom wird sich schon über die 3x 5V leitungen verteilen oder (jede ader hält nähmlich nur 1A aus)

Dann würde ich Dir empfehlen, je eine + Leitung und eine Masseleitung miteinader zu verdrillen, um Störungen zu verhindern.
Mal kurz gefragt, was hast Du für Leitungen, die nur 1A aushalten?

Mit dem paralell Schalten von Festspannungsreglern wäre ich vorsichtig, da durch Serienstreuungen der eine eine leicht höhere Spannung abgeben kann, als der andere, wodurch der, der die höhere Spannung abgibt, nahezu den gesamten Strom übernimmt, bis seine Ausgangsspannung so weit zusammen gebrochen ist, daß sie der Ausgangsspannung des schwächeren Reglers entspricht. Bis es soweit ist, kann es aber auch schon sein, das der stärkere Regler zu heiss geworden und zerstört ist, wodurch der schwächere Regler schlagartig die komplette leistung übernehmen muss und auch zerstört wird.
Ich empfehle Dir, lieber einen Regler mit 3A zu verwenden. Z.B. einen Schaltregler wie den LM2569 oder den LM2587-5. Zumindest beim LM2569 ist die Aussenbeschaltung sehr übersichtlich gehalten. Sie besteht nur aus einer Spule, einer Diode und einem Elko.

Florian