Netzfilter
EMV-Störungen von Schaltnetzteilen minimieren
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Auf Netzdrossel verzichten?
Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, den Störsicherheitsabstand im unteren Frequenzbereich weiter zu erhöhen. Hierzu tauscht man die beiden X-Kondensatoren mit 330 nF einfach gegen zwei Bauteile mit 1,5 µF.
Bild 7 zeigt die Messung des optimierten Netzfilters. Die Änderung der Kapazität reduziert die Funkstörspannung im unteren Frequenzbereich um circa 15 dB. Es wurde ein größerer Störsicherheitsabstand geschaffen und ein guter Netzfilter entworfen.
Auf Netzdrossel verzichten?
Oft wird zu Beginn versucht, nur mit X- und Y-Kondensatoren zu entstören, um auf eine Gleichtaktdrossel zu verzichten. Dies spricht aber gegen das Prinzip des Netzfilters – dem Störstrom entgegenzuwirken, indem ein hochimpedantes Filterelement hinzugefügt wird. Versuchsweise wurde die Funkstörspannung mit demselben Filter, ohne Gleichtaktdrossel gemessen.
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Bild 8 zeigt die Messung.
Wie erwartet, steigt die Störaussendung ohne die Netzdrossel WE-CMB im unteren Frequenzbereich stark an. Bei 200 kHz weist der Quasi-Peak einen Wert von circa 78 dBµV und der Average-Peak einen Wert von 60 dBµV auf. Bis zu 600 kHz wird der zulässige Störpegel sowohl vom Quasi- als auch vom Average-Peak überschritten. Ein Netzfilter kommt also ohne Netzdrossel nicht aus.
Reicht die Gegentaktunterdrückung mit der WE-CMB und den X-Kondensatoren nicht aus, so hilft ein zusätzlicher Gegentaktfilter aus zwei weiteren in Reihe geschalteten Spulen (Bild 9). Geeignet für die Gegentaktunterdrückung sind die Spulen »WE-TI HV« beziehungsweise »WE-PD2 HV« oder die »WE-SD«-Serie von Würth Elektronik, im Fall von hochfrequenten Störungen die Serie »WE-UKW«.
An dieser Stelle könnte wieder die Thomsonsche Schwingungsgleichung verwendet werden, um die Spulen zu berechnen. Würde von jeder Spule eine Einfügedämpfung von 40 dB pro Dekade abverlangt werden, so sollte man mit einer Eckfrequenz von ein Zehntel der Taktfrequenz rechnen. Zur Berechnung der Spule kann der bereits verwendete Wert der X-Kondensatoren verwendet werden (Gleichung (11)).
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Da die Spulen für den Gegentaktstrom in Reihe liegen, wird der berechnete Wert durch zwei geteilt. Der nächsthöhere Induktivitätswert einer WE-TI HV wäre 470 µH. Bei der Auswahl einer Gegentaktspule sollte darauf geachtet werden, dass der Nennstrom IR weit über dem Nennstrom des Schaltnetzteileingangs liegt.
Über den Autor:
Stefan Klein ist Applikationsingenieur im Technischen Marketing bei Würth Elektronik eiSos.
- EMV-Störungen von Schaltnetzteilen minimieren
- Entwurf eines Netzfilters
- Auf Netzdrossel verzichten?
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