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Die Aufnahme der Filterübertragungs-funktion geschieht durch eine sogenannteWobbelmessung. Dabei wird die Signal-quelle (Trackinggenerator) vom Spektrum-analyzer angesteuert und gibt somit einzum Analyzer frequenzsynchrones Signalab.

Der eingangsseitige Abschluss des Fil-ters wird durch den Innenwiderstand derSignalquelle gebildet. Über einen 1:1 Über-trager erfolgt eine symmetrische Einkopp-lung der Signalspannung auf das Filter.Ebenfalls die Auskopplung erfolgt übereinen 1:1-Übertrager, dessen Ausgang di-rekt mit dem 50-N-Eingang des Spektrum-Analyzers verbunden wird. Der Eingangstellt gleichzeitig den Abschlusswiderstanddar.

Um die Übertragungsfunktion der bei-den Transformatoren aus dem Messergeb-nis zu eliminieren, erfolgen zwei Messun-gen. Die erste Messung wird ohne Filter

Dämpfungsverhalten

Um das Filterverhalten eines Netz-Ent-störfilters beurteilen und verschiedene Fil-ter miteinander vergleichen zu können,müssen reproduzierbare Messmethodenfestgelegt werden. Diese Messmethodensind in CISPR 17 niedergelegt, wobei eszwei verschiedene Prüfverfahren gibt.

Verfahren a: Ein- und Ausgang desFilters werden mit jeweils 50 N abge-schlossen. Bei der Messung wird das Fil-terverhalten sowohl in bezug auf die sym-metrischen als auch auf die asymmetri-schen Störungen beurteilt. Dazu sind ver-schiedene Messaufbauten erforderlich.

Verfahren b: Eingangsseitig wird mit0,1 N, ausgangsseitig mit 100 N abge-schlossen. Ebenso die Umkehrung derAbschlüsse wird getestet. Diese Messme-thode bringt Ergebnisse, die praxisnäher

sind als Verfahren a, ist aber aufwendigerin der Durchführung.

Die von uns ermittelten Dämpfungsver-läufe beziehen sich auf die 50 N/50 NMessung.

Bei beiden Messverfahren wird die Mes-sung ohne Laststrom ausgeführt. Aufgrundvon Sättigungseffekten kann sich die Über-tragungsfunktion der Filter mit Last verän-dern.

Beurteilung des Dämpfungs-verhaltens in Bezug aufsymmetrische Störungen

Da der symmetrische Störstrom analogzum Verbraucherstrom fließt, d. h. die Stör-spannung steht zwischen L und N an, mussfür die Messung des Filterverhaltens dieEinkopplung ebenfalls symmetrisch vor-genommen werden. Dies erreicht mandurch einem Messaufbau gemäß Abbil-dung 8.

Der Netz-Entstörfilter sorgt für eine wirksame Filterung der zum Teil erheblichmit Störungen verunreinigten Netzversorgungsspannung und verbessert die

Betriebssicherheit empfindlicher elektronischer Geräte.

Bau- und Bedienungsanleitung

Netz-Entstörfilter: konkrete Schaltungen undDämpfungsverläufeNetz-Entstörfilter

EMV - elektromagnetischeVerträglichkeit

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Bau- und Bedienungsanleitung

ausgeführt und im Analyzer abgelegt. Diezweite Messung erfolgt mit Filter, wobeidie Differenz der Messergebnisse den Fil-terverlauf wiedergibt.

Beurteilung des Dämpfungs-verhaltens in Bezug aufasymmetrische Störungen

Asymmetrische Störspannungen liegengleichermaßen auf L und N gegenüber PEan. Man bezeichnet sie auch als Gleich-taktstörungen. Den Messaufbau zur Beur-teilung des Filters im Hinblick auf dieseStörungen zeigt Abbildung 9. L und Nwerden miteinander verbunden und an derSignalquelle angeschlossen. Ausgangssei-tig sind ebenfalls L und N verbunden undam Spektrum-Analyzer-Eingang ange-schlossen. Die Filter-Abschlusswiderstän-de werden auch hier durch die Innenwider-stände von Trackinggenerator und Spek-trum-Analyzer gebildet.

Es erfolgen, wie schon vorher, zweiMessungen, um das Übertragungsverhal-ten der Zuleitungen zu eliminieren.

Schaltungen

Abbildung 10 zeigt den Aufbau eineseinfachen Netz-Entstörfilters. Je nach Di-mensionierung der einzelnen Bauteile er-geben sich verschiedene Filterverhalten.Wir haben die Filterübertragungsfunktionfür folgende Standard-Bestückung ermit-telt:

R1 = R2 = 470 kN,C1 = 100 nF/X2 .......... (Best.Nr.: 10-161-06)L = 2 x 3,3 mH / 4A ... (Best.Nr.: 10-182-72)C2 = C3 = 2,2 nF/Y2 .. (Best.Nr.: 10-093-03)

Die Abbildungen 11 und 12 zeigen dieFilterverläufe für symmetrische und für

Bild 8: Messverfahren zurBestimmung der Dämpfungin bezug auf symmetrischeStörspannungen

Bild 9: Messverfahren zurDämpfungsbestimmungbei asymmetrischenStörspannungen

asymmetrische Störungen. Es ergibt sicheine gute Störunterdrückung von ca. 70 dBfür die symmetrischen und 60 dB für dieasymmetrischen Störungen.

Im folgenden wird ein Netz-Entstörfil-ter für erhöhte Anforderungen betrachtet,das in Bild 13 gezeigt ist. Die Bauelementewurden folgendermaßen gewählt:

Bild 10: Schaltbild deseinfachen Netz-Entstörfilters

Bild 11: Symmetrische Störspannungsunterdrückung des einfachen Netz-Entstörfilters

R1 = R2 = 470kN,C1 = 100 nF/X2 ........... (Best.Nr.:10-161-06)L1 = 2 x 3,3 mH / 4A .. (Best.Nr.: 10-182-72)C3 = 100nF/X2 ............ (Best.Nr.: 10-161-06)L2 = 2x 40 µH ............. (Best.Nr.: 10-218-41)C4 = C5 = 2,2 nF/Y2 ... (Best.Nr.: 10-093-03)

Die Abbildungen 14 und 15 geben denVerlauf der Übertragungsfunktion wieder.Besonders zu erkennen ist dabei die Erhö-hung der Dämpfung in Bezug auf symme-trische Störungen im Vergleich zum Filternach Abbildung 10, was auf den zusätzli-chen Einbau des X-Kondensators C2 so-wie der Zweifach-Drossel L2 zurückzu-führen ist. Gerade im unteren Frequenzbe-

Bild 12: Asymmetrische Störspannungsunterdrückung des einfachen Netz-Entstörfilters

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Für ein individuelles Filterdesign stehendie EMV-Bauelemente aus dem ELV-Ka-talog zur Verfügung. Die in nachstehenderTabelle aufgeführten Spulen können aufden Platinen bestückt werden, womit dieFilter universell einsetzbar sind.

Weiterhin ist die Platine so ausgelegt,dass X2-Kondensatoren mit Rastermaßen15 mm, 22,5 mm und 27,5 mm eingebautwerden können.

Nachbau

Der Nachbau des Netz-Entstörfilters istrelativ einfach möglich. Die Bestückungder Platine wird anhand der Stückliste unddes Bestückungsplanes durchgeführt. Wo-bei die Ringkerndrosseln und X- bzw. Y-Kondensatoren nicht im Lieferumfang ent-halten sind. Hier sollten aus Sicherheits-gründen nur VDE-geprüfte Bauelementezum Einsatz kommen. An dieser Stelleweisen wir auf die Gefahr durch die le-bensgefährliche Netzspannung hin.

Im ersten Bestückungsschritt werden dieWiderstände und die Anschlussklemmeneingesetzt. Anschließend sind die Y-Kon-densatoren und die X-Kondensatoren zubestücken. Mit dem abschließenden Ein-bau der stromkompensierten Ringkerndros-sel (und der Zweifach-Ringkerndrossel)ist die eigentliche Bestückung der Platineschon abgeschlossen.

Bild 14: Symmetrische Störspannungsunterdrückung für das Netz-Entstörfilternach Bild 13

Bild 15: Asymmetrische Störspannungsunterdrückung des Netz-Entstörfiltersfür erhöhte Anforderungen (Bild 13)

reich ist die Dämpfungserhöhung beson-ders deutlich zu erkennen.

Für beide Filter, Abbildung 10 und 13,stehen Platinen mit optimiertem Layoutsowie die entsprechenden Abschirmgehäu-se zur Verfügung. Ein Bausatz enthält:

1 Platine, 70 µm Leiterbahnstärke, 1Abschirmgehäuse, 2 Schraubklemmen, 6Flachstecker.

Durch Variation der Bauelementewertekönnen die Filterverläufe noch erheblichverändert werden. Je nachdem wie derAnschluss erfolgen soll, werden entwederdie Schraubklemmen oder die Flachste-

cker eingelötet. Welche Bedeutung deneinzelnen Entstörelementen zukommt undwelche Parameter zu verändern sind, wur-de ja bereits in den vorangegangenen Arti-keln ausführlich erläutert.

Das Layout ist so gestaltet, dass dieFilter mit Strömen von bis zu 20 A belast-bar sind. Die Leiterbahndicke beträgt nichtwie üblich 35 µm, sondern 70 µm. Dermaximal zulässige Laststrom wird daher inerster Linie durch den eingesetzten Spu-lentyp begrenzt (die Leiterbahnen sindaufgrund der verstärkten Ausführung fürStröme bis zu 20 A ausgelegt).

Stromkompensierte Ringkerndrosseln

Lnenn (mH) Inenn (A) Best.Nr.:

2 x 27 1,0 10-182-70 2 x 6,8 2,0 10-182-71 2 x 3,3 4,0 10-182-72 2 x 5 5 10-218-64 2 x 0,9 15 10-218-65 2 x 0,45 20 10-218-66 2 x 3 10 10-218-67 2 x 2 15 10-218-68 2 x 0,9 20 10-218-69

Zweifach-Ringkerndrossel

Lnenn (µH) Inenn (A) Best.Nr.:

200 2 10-218-40 40 5 10-218-41 25 10 10-218-42

Bild 13: Netz-Entstörfilter fürerhöhte Anfor-derungen

Achtung!

Aufgrund der im Gerät frei geführtenNetzspannung dürfen Aufbau und Inbe-triebnahme ausschließlich von Fachkräf-ten durchgeführt werden, die aufgrundihrer Ausbildung dazu befugt sind. Dieeinschlägigen Sicherheits- und VDE-Bestimmungen sind unbedingt zu be-achten.

L3

Y

C4C1

ClassX2

470kR1

ClassX2

C3

Y

C5

BU2BU1

3

42

1

L24

3

2

1

L1

470kR2

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Ansicht des fertig aufgebauten Netz-Entstörfilters fürerhöhte Anforderungen mit zugehörigem Bestückungsplan.

Es folgt dann der Einbau ins Abschirm-gehäuse. Dazu ist bei der Version für er-höhte Anforderungen zunächst die Ab-schirmwand so in den Abschirmdeckel ein-zulöten, dass sich diese zwischen der strom-kompensierten Ringkerndrossel L 1 unddem X-Kondensator C 3 befindet. An-schließend wird die so vorbereitete Einheitmittig auf der Platine aufgesetzt und vonder Unterseite sorgfältig verlötet. Die Un-terseite der Platine wird anschließend mitdem Anschrauben der Isolierplatte berüh-rungssicher gemacht. Dazu wird die Iso-

lierplatte mit den beiliegenden Schraubenund Muttern an die Platine geschraubt.Eine Mutter dient dabei jeweils als Ab-standshalter zwischen den Platinen. DieMontagerichtung (Schraube von oben odervon unten eingesteckt) hängt dabei von derspäteren Montage des Entstörfilters ab.

Damit ist der Nachbau abgeschlossenund dem Einsatz des Gerätes steht nichtsmehr im Wege. Zu beachten ist noch, dasses sich bei den Entstörfiltern nicht umeigenständige Geräte handelt, sondern umKomponenten zum Einbau in Geräte.

Ansicht des fertig aufgebauteneinfachen Netz-Entstörfilters mitzugehörigem Bestückungsplan.

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