Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 3 Jahren

10-2016

  • Text
  • Komponenten
  • Technik
  • Radio
  • Filter
  • Oszillatoren
  • Quarze
  • Emv
  • Messtechnik
  • Bauelemente
  • Software
  • Frequency
  • Wireless
  • Antenna
  • Anwendungen
  • Antenne
  • Frequenzbereich
  • Circuit
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

EMV EMI-Filter: Tipps

EMV EMI-Filter: Tipps aus der Praxis in Frage und Antwort Das Thema „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)“ wird heute üblicherweise bereits am Anfang bzw. im frühen Stadium einer Entwicklung berücksichtigt. Quelle: Aus einer Veröffentlichung von MPE Ltd. Jan Nalborczyk, Technical Director MPE Ltd. Bearbeitung und Übersetzung: Erich Thomich, Geschäftsführer ELECTRADE GmbH www.electrade.com Dennoch kann es im Verlauf des Designs immer wieder zu Problemen und Überraschungen kommen. In vielen Fällen lassen sich hochfrequente Störungen zwar durch den Einsatz einfacher Netzfilter mit entsprechender Strombelastbarkeit beheben, oft aber steckt der Teufel im Detail. Dann sind Know-How und Erfahrung gefragt. Nachfolgend eine Zusammenstellung typischer Fragen, die Entwickler und Anwender immer wieder an Hersteller richten. Die Antworten bergen zum Teil einige Überraschungen. Frage: Ich habe ein 30-A-Filter gekauft, möchte es aber nur mit 20 A betreiben. Stimmt es, dass Filter ihre volle Dämpfung nur bei Volllast liefern und die Performance bei niedrigeren Strömen schlechter ist? Antwort: Nein. Die meisten Filter liefern ihre volle Leistungsfähigkeit bis zum maximal spezifizierten Strom. Es gibt aber eine Ausnahme - einkanalige Filter, bei denen der magnetische Kern mit zunehmendem Strom in die Sättigung geraten kann und damit die Induktivität sinkt. In dem Fall sollte der Hersteller ein Filter empfehlen, das auch bei Volllast die gewünschte Dämpfung erzielt. Frage: Ich möchte ein 10-A-Filter dauerhaft mit 12 A betreiben. 20% Überlast sollte noch akzeptabel sein - richtig? Antwort: Nein. Die Erwärmung innerhalb des Filters folgt dem Quadrat des Nennstroms (I2). Damit verursachen 20% Überstrom 44% mehr Erwärmung, was dauerhaft nicht akzeptabel ist. Filter sollten nur kurzzeitig mit mehr als dem Nennstrom betrieben werden. Frage: Kann ich ein Netzfilter für 240 V/50 Hz auch für 120 V/50 Hz verwenden? Antwort: Ja. Filter können normalerweise bei jeder Spannung bis hin zur maximal zulässigen Spannung betrieben werden, vorausgesetzt, der maximal zulässige Strom und die maximal zulässige Frequenz werden dabei nicht überschritten. Ein AC-Filter kann beispielsweise auch für eine DC- Versorgung verwendet werden - bis zur maximal angegebenen Betriebsspannung. Frage: Kann ich ein 240 V/50- Hz-Filter bei 115 V/400 Hz betreiben? 24 hf-praxis 10/2016

Antwort: Das ist dann möglich, wenn die Kapazitäten der eingebauten Kondensatoren niedrig sind. Aber: Das Hauptproblem einer solchen Anwendung ist die Erwärmung der Spulenkerne und Kondensatoren, verursacht durch das 400-Hz-Netz. Der Leckstrom durch die Filterkondensatoren ist im 400-Hz-Netzteil etwa viermal höher und wird so zu einer kräftigen Erhöhung der Temperatur der Komponenten führen. Dies lässt sich durch die Verwendung von verlustarmen Kondensatoren vermeiden. Gleichzeitig jedoch muss man dabei die harmonischen Oberwellen der 400-Hz- Versorgung im Auge behalten, die ebenfalls zur Erwärmung beitragen. Der spezifizierte Nennstrom sollte ebenfalls verringert werden, da dieser einen direkten Einfluss auf die Erwärmung der Spulenkerne hat. Frage: Was ist bei Filtern zu beachten, die an hochfrequente Versorgungen mit nichtsinusförmigem Signal angeschlossen sind? Antwort: Auch hier steht das Thema interne Erhitzung im Mittelpunkt. Die Erwärmung steigt mit der Frequenz und ist deutlich ausgeprägter, wenn das Signal nicht sinusförmig ist. Das liegt am hohen Anteil der harmonischen Oberwellen. Auf jeden Fall sollte hier nicht mit Standardfiltern gearbeitet werden. Das optimale Ergebnis kann meist nur mit einer kundenspezifischen Lösung erzielt werden. Frage: Kann ich ein Netzfilter verwenden, um die Oberwellen des Netzes auszufiltern? Antwort: Nein, das geht nicht. Oberwellen von Stromversorgungen sind eher im niedrigen Frequenzbereich zu finden. - und außerdem haben sie eine recht niedrige Quellimpedanz. Um sie daher zu dämpfen, bedarf es hoher Kapazitäten und Induktivitäten. Aber: Schon bei einem Leistungsverhältnis (THD) von >5% können die Oberwellen die Filterkomponenten stark erhitzen. Dies zu vermeiden gelingt am besten mit Filtern, die für den entsprechenden Anwendungsfall maßgeschneidert sind. Frage: Wenn ich keine hohe Dämpfung im Bereich über 10 MHz benötige, brauche ich auch keine Durchführungskondensatoren. Stimmt das? EMV Antwort: Nicht unbedingt. Aufgrund ihrer Konstruktion haben Durchführungskondensatoren einen niedrigeren Serienwiderstand und eine niedrigere Induktivität als bedrahtete Kondensatoren. Das kann besonders dann ausschlaggebend sein, wenn hohe Kapazitäten im Filter gefordert sind. Frage: Meine Berechnungen ergaben, dass ich zur Entstörung ein Filter mit 30 dB Dämpfung bei 50 kHz benötige. Ich habe ein Filter mit 40 dB Einfügungsdämpfung bei 50 kHz gekauft und eingebaut. Es funktioniert aber nicht - warum? Antwort: Der wahrscheinlichste Grund ist wohl, dass die Quellimpedanz Ihrer Störungsquelle nicht 50 Ω beträgt. Gleichwohl ist die Einfügungsdämpfung eines (jeden) Filters bei 50 Ω spezifiziert. Um also die gewünschte Dämpfung zu erhalten, muss vorher die Impedanz des Systems bestimmt werden. Abgesehen davon besteht noch die Möglichkeit, dass das Filter nur im asymmetrischen Betrieb wirkt, die Störung jedoch symmetrisch auftritt - umgekehrt natürlich genauso. Auch hier gilt: Erst den Filterhersteller fragen. Frage: Unter welchen Umständen muss ich ein Filter in eine Trennwand einbauen? Antwort: Wenn die Filterwirkung im Frequenzbereich >10 MHz erstklassig sein soll, ist dies immer zu empfehlen. Dadurch wird ein externes Übersprechen vom Filtereingang zum Filterausgang vermieden. Dieser Effekt wird umso störender, je höher die Frequenzen sind. Manchmal empfiehlt es sich sogar, die Ein- und Ausgangsleitungen des Filters zu schirmen. Fazit Klar, dass jeder Entwickler sich Gedanken über EMV macht, wenn er sein System entwirft. Dennoch: Einfach ein Katalogteil für den Anwendungsfall auszuwählen, mag in der Praxis oft nicht zum gewünschten Ergebnis führen, ganz besonders bei hohen Frequenzen oder komplexen Signalformen. Das kann daran liegen, dass die Parameter der Schaltung nicht genau definiert oder gar überhaupt nicht bekannt sind. Ganz besonders gilt das für Quell- und Lastimpedanzen. Es ist daher immer sinnvoll, beim Design des Systems ein Gespräch mit dem Filterhersteller zu führen, denn in vielen Fällen ist eine kundenspezifische Lösung effektiver und sogar kostengünstiger als ein Katalogbauteil. ◄ Die größte Auswahl an HF- und Mikrowellen- Verstärkern ab Lager • Frequenzen von DC bis 40 GHz • Verstärkung von 10 dB bis60dB • P1dB von 2mW bis 100Watt • Rauschzahl ab 0,8dB Broadband Amplifiers Gain Blocks High Power Amplifiers Low Noise Amplifiers Bench Top Amplifiers Ultra Broadband Amplifiers Power Amplifiers Limiting Amplifiers High Rel USB Controlled Amplifiers aktive HF-Produkte von Pasternack • variable Abschwächer • programmierbare Abschwächer • Frequenzteiler, -Vervielfacher • Limiter und Detektoren • Mischer • Rauschquellen • Schalter • Oszillatoren und Synthesizer MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG info@mrc-gigacomp.com www.mrc-gigacomp.com Bahnhofstraße 1, 85354 Freising Grassinger Str. 8, 83043 Bad Aibling Tel. +49 89 416159940 Fax +49 89 416159945 hf-praxis 10/2016 25

Fachzeitschriften

12-2019
5-2019
4-2019
10-2019
4-2019

hf-praxis

9-2019
8-2019
7-2019
6-2019
5-2019
4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
EF 2019-2020
10-2019
Best_Of_2018
12-2018
11-2018
10-2018
9-2018
8-2018
7-2018
6-2018
5-2018
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
EF 2018/2019
12-2017
11-2017
10-2017
9-2017
8-2017
7-2017
6-2017
5-2017
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
EF 2017/2018
12-2016
11-2016
10-2016
9-2016
8-2016
7-2016
6-2016
5-2016
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
2016/2017
12-2015
11-2015
10-2015
9-2015
8-2015
7-2015
6-2015
5-2015
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
12-2014
11-2014
10-2014
9-2014
8-2014
7-2014
6-2014
5-2014
4-2014
2-2014
1-2014
12-2013
11-2013
10-2013
9-2013
8-2013
7-2013
6-2013
5-2013
4-2013
3-2013
2-2013
12-2012
11-2012
10-2012
9-2012
8-2012
7-2012
6-2012
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

PC & Industrie

EF 2020
12-2019
11-2019
10-2019
9-2019
1-2-2019
8-2019
7-2019
6-2019
5-2019
4-2019
3-2019
EF 2019
EF 2019
12-2018
11-2018
10-2018
9-2018
8-2018
7-2018
6-2018
5-2018
4-2018
3-2018
1-2-2018
EF 2018
EF 2018
12-2017
11-2017
10-2017
9-2017
8-2017
7-2017
6-2017
5-2017
4-2017
3-2017
1-2-2017
EF 2017
EF 2017
11-2016
10-2016
9-2016
8-2016
7-2016
6-2016
5-2016
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
EF 2016
EF 2016
12-2015
11-2015
10-2015
9-2015
8-2015
7-2015
6-2015
5-2015
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
EF 2015
EF 2015
11-2014
9-2014
8-2014
7-2014
6-2014
5-2014
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
EF 2014
12-2013
11-2013
10-2013
9-2013
8-2013
7-2013
6-2013
5-2013
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
12-2012
11-2012
10-2012
9-2012
8-2012
7-2012
6-2012
5-2012
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

meditronic-journal

4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
5-2018
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

electronic fab

4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

Haus und Elektronik

4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1/2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

Mediadaten

2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel