Eingangsfilter schützt vor Stromschäden Chipferrite dämpfen hochfrequente Störimpulse

Spannungsspitzen effektiv begrenzen
Spannungsspitzen effektiv begrenzen

Chipferrite sind von allen Bauteilen am besten zur Reduzierung hochfrequenter Störungen im Bereich über 10 MHz geeignet. In Netzteillayouts müssen sie möglichst nah an der Störquelle (Eingangs- und Ausgangsanschlüsse) angeordnet sein, um EMI an den E/A-Kabelbäumen auszufiltern.

Netzteile sind häufig für einen stationären Betrieb ausgelegt, bei dem man sich in der Regel erst in zweiter Linie über vorübergehende Zustände Gedanken macht. In der Praxis sind das Bedingungen wie Einschalt-, Ausschalt- und Lastwechselübergänge, die für die Bauteile des Netzteils häufig jedoch sehr viel belastender sind als der stationäre Betrieb. Zum Dämpfen hochfrequenter Störungen werden Chipferrite bevorzugt am Ein- und Ausgang von Netzteilen angeordnet.

In dem Moment, in dem ein Netzteil eingeschaltet wird, werden alle mit dem Eingangsbus verbundenen Kondensatoren aufgeladen. In sehr seltenen Fällen lässt sich mithilfe einer speziellen Startfunktion ein sanfter Anlauf der Eingangsspannung erzielen, die hierdurch allmählich hochgeregelt wird; meistens jedoch fährt die Eingangsspannung abrupt hoch. Wenn beispielsweise die 12-V (DC)-Spannungsleitung in dem Moment, in dem sie über einen mechanischen Schalter mit dem Abwärtswandler verbunden wird, bereits aktiviert ist, dann wird die Steilheit des Spannungsanstiegs nur durch den Quellenwiderstand sowie durch den Widerstand und die parasitäre Induktivität der Leitungen bzw. Leiterplattenflächen sowie die des Schalters begrenzt.

Um diese Werte fallweise quantifizieren zu können, wurden im Rahmen einer Messreihe Widerstand und Induktivität eines 30 cm langen, mit zwei Bananensteckern versehenen Kabels gemessen. Die ermittelten Werte waren 8 mΩ bzw. 0,3 µH. In der Praxis sind alle Spannungsquellen strombegrenzt, aber wenn der 12-V (DC)-Bus eine hohe Ausgangskapazität aufweist – eine Tatsache, die für das zur Erstellung des vorliegenden Anwendungshinweises im Labor verwendete DC-Netzteil zutrifft – dann kann der Ladestrom beim Schließen des mechanischen Schalters schnell einen Wert von 30 A und mehr annehmen (siehe Bild 1).