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SCHURTER

Wozu wird ein Netzfilter gebraucht und wo wird dieser angebracht?

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Derzeit ist es kaum möglich, die Anforderungen der EMV-Standards zu erfüllen. EMV-Komponenten von Schurter sind Ihnen hierbei behilflich.

Schurter bietet ein großes Sortiment an EMV-Komponenten an:

● Netzeingangsmodule mit Filter für Stromstärken von 0,5 bis 20 A.
● EMV-Filter (1-phasig, 3-phasig AC und DC). Der kleinste, der 1-phasige Filter FMLB-09 5500.2031 mit 6A/250 V AC, hat eine Dimension von 50 x 45 x 28,6 mm und ein Gewicht von 116 g. Einer der größten Filter, der FMAC-0974-K152I, hat 3 Phasen, 1100 A / 520 V AC mit Dimensionen von 590 x 230 x 200 mm und ein Gewicht von 47 kg.
● Stromkompensierte Drossel (1-phasig und 3-phasig) für Stromstärken von 0,4 bis 50 A.

Die Mehrheit der Netzeingangsmodule weist ein V-Lock-Verschlusssystem auf. Der Steckverbinder ist mit einem Pin ausgestattet, der mit einer Kerbe im Netzeingangsmodul ineinander greift und so zuverlässig verhindert, dass das Kabel ausversehen herausgezogen wird.

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Weitere Informationen über alle  EMV-Komponenten von Schurter finden Sie in den PEM-, Filter und Drosselübersichten.

Wozu wird ein Netzfilter gebraucht?

Derzeit werden in elektronischen Geräten typischerweise schaltbare Stromversorgungen und schnelle digitale Schaltkreise verwendet. Solche Geräte erzeugen Hochfrequenz-Stromspannungen und -Stromstärken während des Normalbetriebs. Ohne Netzfilter ist es nahezu unmöglich, den Anforderungen der EMV-Standards gerecht zu werden.

Die beiden Hauptfunktionen des Netzfilters sind:
● Zu verhindern, dass Hochfrequenzsignale, die innerhalb des Geräts erzeugt werden, die Eingangsstromleitung erreichen.
● Zu verhindern, dass Hochfrequenzsignale am AC-Stromverteilersystem (Störungen) in das Gerät eindringen.

obr2261_pcb031027405e.jpg

Derzeit müssen informationstechnische Geräte (ITE) die Anforderungen des Emissionsstandards EN55032 und des Störfestigkeitsstandards EN55035 erfüllen.

EN55032 definiert Grenzwerte für leitungsgeführte Störungen bei Netzanschlussklemmen in einem Frequenzbereich von 150 kHz bis 30MHz und für gestrahlte Störaussendungen in einem Bereich von 30 MHz bis 1 GHz.

Die Netzfilter von Schurter sind auf einen Frequenzbereich von 150 kHz bis 30 MHz optimiert, in dem sie die beste Abschwächung gewährleisten. Gleichzeitig bieten sie jedoch auch eine Abschwächung von ca. 20 dB bei 400 MHz, damit die Antennenstrahlung, die durch das Stromkabel erzeugt wird, abgeschwächt wird.

Die Vorschriften für leitungsgeführte Emissionen sollen die Strahlung vom öffentlichen AC-Stromverteilersystem eindämmen, die aus Hochfrequenzstrom resultiert, der wieder der Stromleitung zugeführt wird. Normalerweise ist dieser Strom zu gering, um Interferenzen mit anderen Produkten zu verursachen, die an die gleiche Leitung angeschlossen sind, er ist jedoch groß genug, um Ausstrahlungen in der Stromleitung zu verursachen, die ggf. zu einer Störquelle werden, z. B. bei AM-Funk.

(EN 55032 bspw. schreibt leitungsgeführte Störgrößen von Geräten der Klasse A ≤ 60 dB uV = 1mV im Frequenzbereich von 500 kHz bis 30MHz vor.)

Netzfilter schwächen während Prüfungen gemäß EN 55035 §4.2.2.3 auch effizient kontinuierliche HF-Störungen ab, wobei ein HF-Signal für einen Effektivwert von 3 V im Bereich von 150 kHz bis 10MHz, von 3 bis 1 V im Bereich von 10 MHz bis 30 MHz und von 1 V im Bereich von 30 MHz bis 80 MHz in die Stromleitung injiziert wird.

In Kombination mit einem Überspannungsschutz hilft der Filter auch dabei, Prüfungen gemäß EN 55035 §4.2.4 – Electrical Fast Transient – und EN 55035 §4.2.5 – Überspannungen – zu bestehen.

Wo wird ein Netzfilter angebracht?

Die Filtereffizienz hängt ebenso, wenn nicht sogar noch mehr, davon ab, wie und wo der Filter angebracht wird und wie die Leitungen zum Filter geführt werden, als davon, welche elektrische Bauweise der Filter aufweist. Auf der Abbildung unten sind drei gängige Probleme in Verbindung mit der Montage eines Netzfilters dargestellt, die dessen Effektivität erheblich verringern.

obr2261_p87eef1b42128.jpg

1. Der Filter ist nicht in der Nähe der Stelle montiert, an der die Stromleitung in die Abdeckung führt. Das freiliegende Stromkabel (Antenne) erreichen innerhalb der Abdeckung Störgroßen von elektrischen und magnetischen Feldern.
2. Die Erdungsleitung zwischen Filter und Abdeckung weist eine hohe Induktivität auf, sodass die Effektivität der Y-Kondensatoren in dem Filter sinkt. Der Hersteller baut Y-Kondensatoren so zusammen, dass die Verbindung zu der Abdeckung eine minimale Induktivität aufweist.

obr2261_p178acdc7d5a4.jpg

3. Die kapazitive Kopplung tritt zwischen der rauschenden Leitung für die Stromversorgung des Filters sowie der AC-Stromleitung auf.

Auf der nächsten Abbildung ist ein ordnungsgemäß montierter Netzfilter dargestellt.

obr2261_p80296232df01.jpg

Der Filter ist dort montiert, wo die AC-Stromleitung in die Abdeckung führt, um zu verhindern, dass sich ein elektromagnetisches Feld an die gefilterte Stromleitung koppelt. Das Metallgehäuse blockiert jetzt auch jedwede kapazitative Kopplung, die von der Filtereingangsleitung und der gefilterten Stromleitung ausgeht.

Der Filter ist so montiert, dass das Metallgehäuse des Filters direkten Kontakt zur Abdeckung des Geräts hat. Hierdurch wird etwaige zusätzliche Induktivität bei Reihenschaltung mit den internen Y-Kondensatoren vermieden. Jede Leitung zwischen Filtergehäuse und Abdeckung senkt die Effektivität des Filters infolge der Induktivität.

Die Leitungen zwischen Filter und Stromversorgung sollten in der Nähe der Abdeckung verlegt werden, um eine Aufnahme zu minimieren. Verlegen Sie die Eingangsleitungen des Filters nicht in der Nähe der DC-Stromleitungen, da hierdurch die parasitäre kapazitative Kopplung maximiert wird. Die Eingangsleitungen sollten zudem von Signalkabeln (insbesondere digitale Kabel) ferngehalten werden, und nicht über oder in der Nähe einer Digitallogik-PCB verlegt werden.

Eine weitere Verbesserung gegenüber der oben abgebildeten Anordnung ist die Montage der Stromversorgung in der Nähe des Netzfilters.

Der oben genannte Punkt verdeutlicht die Vorteile eines Stromleitungsfilters, der einen integralen Netzsteckverbinder aufweist.

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In dieser Konfiguration wird der Filter zwangsläufig an einer Stelle montiert, an der das Stromkabel in die Abdeckung führt und an welcher der Metallflansch des Filters (auf einer unlackierten, leitfähigen Oberfläche) mit der Abdeckung verschraubt oder vernietet ist, damit die Y-Kondensatoren ordnungsgemäß geerdet sind.

Um weitere Informationen über Produkte von Schurter, zu erhalten, erreichen Sie uns über die E-Mail-Adresse schurter@soselectronic.com

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