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Hallo allerseits, ich stolpere hier einfach mal rein in die Diskussion:

StefanSverige hat geschrieben:Als Netzteil soll ein Step-Down (z.B. LM2576) eingesetzt werden. Ich suche noch einen leicht zu beschaffenden (Reichelt) Schaltregler der mindestens 36V Eingangsspannung und 2.5A Ausgangsstrom schafft. [...] Schirm des Netzwerkkabels mit dem KNX verbinden, was nicht zulässig ist.

Das sind ja gleich drei Wünsche auf einmal...

Reichelt ist da ziemlich schwach aufgestellt, und die Kombination von 36V und 2,5A ist durchaus was. Conrad behauptet von sich, inzwischen so ziemlich viel von TI und LTC liefern zu können, zwar mit erhöhter Lieferzeit, aber immerhin.

Im folgenden mal nur Schaltregler mit integriertem Schalter. Linear ist gut, aber teuer. In Stückzahlen ist der Unterschied zwar nicht so groß, aber als Einzelstückzahl bist Du da schnell mit 8 bis 10 EUR dabei.

Also TI/National. Immer noch nicht billig, so 5 EUR kosten die folgenden meist beim C:

• LM2676 (den gibt's sogar bei Reichelt, bedrahtet sogar günstig): Im Nennpunkt 36V in/2.5A out etwa 87% Wirkungsgrad, 1,6W Verluste. Das bekommt man in dem Gehäuse auf der Platine problemlos weggekühlt. Bei 260kHz sind die Induktivitäten nicht mehr so riesig. Im D2-Pak auch für den SMD-Einsteiger noch handhabbar.
• TPS54340, TPS5430, TPS5431: Schaltfrequenzen noch höher, Induktivitäten und Kondensatoren können noch kleiner werden. Wirkungsgrad dürfte ähnlich sein. Wesentlich kleiner im SO8-Gehäuse mit zu verlötendem Exposed-Pad. Ist per Hand lötbar, erfordert aber Übung. 1,5W Verluste durch das Exposed-Pad ohne echte Ground-Plane zu kühlen erfordert schon eine nennenswerte Kupferfläche.

Ansonsten gibt es natürlich noch viele kleinere Gehäuse mit Exposed Pad. Das Handlöten wird dann immer kniffliger.

Werner hat geschrieben:Die Abschirmung muss ja nicht zwingend verbunden werden. Bzw. spricht ja nichts dagegen, sie am RPi nicht zu verbinden, notfalls mit einer ungeschirmten Patch-Leitung.

Ich weiß nicht, ob man mit sowas für ein allgemein nachbaubares Projekt anfangen sollte. Dann schließt doch irgendjemand wieder noch zusätzlich irgendein Gerät an den Pi an und schon ist die PE-Verbindung wieder da.

Werner hat geschrieben:Weshalb 2.5A leuchtet mir aber nicht ein. 1.5A reichen bei mir zumindest auch beim RPi 2 - es sei denn jemand will noch eine externe Festplatte über USB versorgen...

Das ist wohl war, für eine Raspberry-Versorgung hatte ich das bei mir mit 5V 1,5A ausgelegt. Mit CAN-Interface, einfachem Display und WLAN-Stick.

Werner hat geschrieben:LM2576 halte ich für eine sehr schlechte Wahl. Die 52 kHz sind extrem wenig. Ich habe es mit einem LM2596 mit 150 kHz versucht und kann diesen schon nicht empfehlen. Zumindest bei meinem Phoenix Schaltnetzteil hat dieser Wandler trotz großem C am Eingang die Ausgangsspannung des Netzteils ziemlich versaut, so dass nur eine zusätzliche Drossel am Eingang Abhilfe schaffte.

Wenn Du das Netzteil ernsthaft auslegen willst, kommst Du bei einem Buck nicht ohne Eingangsfilter aus. Bei höheren Frequenzen fällt das von der Bauform halt kleiner aus.

Laut HAT Spezifikation https://github.com/raspberrypi/hats brauchen wir mindestens 1.3A, besser 2A. Da war ich mit den 2.5A etwas zu großzügig. Es sollte reichen wenn wir 1.5A schaffen, dann darf man halt keine USB Großverbraucher anschließen
Der TPS5420 gefällt sehr gut, wenig externe Bauteile, interne Kompensation und löten kann man ihn auch. Vorausgesetzt die Groundplane ist groß genug.
Wenn der Controller auch ohne Raspi laufen soll, müsste noch ein kleiner 3.3V LDO mit drauf. Könnte man als Option vorsehen falls das jemand benötigt.

Werner hat geschrieben: Die Abschirmung muss ja nicht zwingend verbunden werden. Bzw. spricht ja nichts dagegen, sie am RPi nicht zu verbinden, notfalls mit einer ungeschirmten Patch-Leitung.

Das sollten wir erst gar nicht anfangen. Die Interfaceplatine sollte sich so verhalten wir die gängigen IP-Schnittstellen mit Hilfsspannungseingang. Wir werden hier auch wieder einen DigitalIsolator einsetzen.

Fabian hat geschrieben: Wenn Du das Netzteil ernsthaft auslegen willst, kommst Du bei einem Buck nicht ohne Eingangsfilter aus. Bei höheren Frequenzen fällt das von der Bauform halt kleiner aus.

Ich habe zwar schon einige Schaltnetzteile gebaut, bisher musste ich mich aber nicht um einen Eingangsfilter kümmern. Hier wäre etwas Designhilfe nicht schlecht.

StefanSverige hat geschrieben:Ich habe zwar schon einige Schaltnetzteile gebaut, bisher musste ich mich aber nicht um einen Eingangsfilter kümmern. Hier wäre etwas Designhilfe nicht schlecht.

Im Grunde ist das nur ein Pi-Filter (Kondensator-Induktivität-Kondensator), was bei Schaltfrequenz ausreichend hohe Dämpfung bringt. Das ist ein Kompromiss aus Größe der Induktivität und erreichbarer Dämpfung. Gleichzeitig muss das Eigenschwingen des Filters ausreichend bedämpft sein - hier kann es reichen, nach der Induktivität einen größeren, nicht zu guten Kondensator zu verwenden. Einen Elko halt . Diese Kapazität darf auch aus einem anderen Grund her nicht zu klein sein: Das Schaltnetzteil darf keine hohe Impedanz am Eingang "sehen", zumindest innerhalb der Reglerbandbreite.

Das kann man alles ausrechnen. Meist ist es jedoch einfacher, sich an so etwas in einer Simulation ranzutasten, z.B. mit LTspice.

Ein bypass in der Bestückung wär ned schlecht, falls wer ein 5V externes Hutschienen NT einsetzen will.
Und vor allem jetzt machen. Der Herbst kommt.

Hallo Stefan
Kein isolierendes Netzteil bedeutet aber auch, daß der Knx dann über die ge/ws Hilfsspannungsanschlüsse direkt mit dem Raspi verbunden wird, falls jemand auf die Idee kommt, hierfür das selbe Knx Netzteil zu verwenden und das wird wohl mit 99% so passieren. Damit liegt dann alles auf dem Potential des Ethernetschirms. Das sind dann 0 bis 100V oder mehr gegenüber Erde.
Im besten Fall passiert gar nichts. Oder es kommt zu unerklärlichen Funtionsstörungen.

Das ist bei den meisten IP-Interface oder Routern auch so. Daher sollte man der Empfehlung folgen und ein eigenes Hilfsspannungsnetzteil verwenden!
Einen galvanisch getrennter Buck-Converter wird sicherlich nicht günstiger als ein gutes Raspi Netzteil.
Das Interface soll modular werden, man kann die Baugruppen (KNX, RTC und Netzteil) auch einzeln betreiben. Wer z.B. ein IP-Interface einsetzt, kann mit dem Netzteil den Raspi über die Hilfsspannung des IP-Interface mit versorgen. So spart man sich ein zusätzliches Netzteil und Platz im Verteiler.

Wenn es keine Einwende gibt, versuche ich am Wochenende ein Design mit dem TPS5420, ARM und RTC zu machen. Wer kann bei dem Eingangsfilter helfen?

Mach ruhig schon mal Deine Schaltung. Wenn Du möchtest überlege ich mir dann die Geschichte mit dem Filter.