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»NSS kann ein strategisches Allheilmittel sein«

02. März 2021, 11:15 Uhr   |  Nicole Wörner

»NSS kann ein strategisches Allheilmittel sein«
© Kemet

Bild 1: Verwendung von NSS zur Verbesserung des Desensing in einem Funkempfänger

Elektromagnetisch absorbierende Materialien werden oft nur für ein schnelles Hilfsmittel zum Bestehen von EMV-Tests gehalten. Und doch können sie die Leistung und Effizienz vieler Anwendungen deutlich verbessern. Bestes Beispiel sind die neuen Noise Suppression Sheets – kurz NSS – von Kemet.

Von Patrik Kalbermatten, Senior Manager,  Distribution Promotion Product  Management Magnetic, Sensor & Actuator bei Kemet

EMV-Konformität sollte bereits in einem frühen Stadium der Produktentwicklung berücksichtigt werden. Dabei gibt es verschiedene Ansätze, von der Anwendung bekannter Best Practices über den Einsatz eines EMV-Simulators bis hin zur Durchführung von EMV-Vorprüfungen im eigenen Haus oder mit einem darauf spezialisierten Partner.

Doch trotz bester Vorsätze kann die obligatorische Prüfung bei einem Testhaus Überraschungen mit sich bringen. Es muss schnell eine Lösung her, denn ein umfangreiches Redesign zu einem späten Stadium der Entwicklung ist teuer und führt zu Verzögerungen. Typische Maßnahmen sind die Implementierung zusätzlicher Tiefpassfilter – oft unter Verwendung von Dämpfungs- (Ferrit-)Perlen – an bekannten Problemstellen, um leitungsgebundene Störungen zu reduzieren oder Abschirmungen einzuführen, um Strahlungsemissionen zu blockieren oder empfindliche Komponenten zu schützen.

NSS-Materialien als Alternative

Alternativ sind magnetische Verbundwerkstoffe als flexible Folien erhältlich, die zugeschnitten und geformt werden können, um EMI-Signale an einer bestimmten Stelle zu blockieren. Diese NSS-Materialien (Noise Suppression Sheets) gibt es mit verschiedenen Permeabilitätswerten; sie ermöglichen es Entwicklern, Störungen in einem bestimmten Frequenzband zu dämpfen, indem sie einen passenden Wert und eine ausreichende Dicke auswählen. Das Material kann auf die passende Größe zugeschnitten und als Abschirmung mit selbstklebender Rückseite angebracht werden.

NSS-Materialien sind einfach zu verwenden und vermeiden die Entwicklungs- und Fertigungsprobleme, wie sie oft bei der Herstellung einer Metallabschirmung auftreten, die bei der Endmontage eingeklebt oder verschraubt werden muss. Weniger bekannt ist wahrscheinlich, dass NSS als eleganter Ersatz für Ferritperlen und -kerne um Drähte, z.B. Stromleitungen, gewickelt und mit einem produktionsfreundlichen Schrumpfschlauch oder unter dem Außenmantel befestigt werden kann.

Das Anbringen von NSS an Problemstellen als taktische Reaktion beim Auftreten von Störungen ist jedoch nur eine der vielen Möglichkeiten, wie diese Materialien eingesetzt werden können.

NSS kann auch ein strategisches Allheilmittel sein, wenn es bereits in einem frühen Stadium in das Produkt integriert wird. Neben der Sicherstellung der EMV-Konformität lassen sich mit NSS auch verschiedene Aspekte der Systemleistung verbessern, wie z.B. die Energieeffizienz und die Widerstandsfähigkeit gegen elektrostatische Entladungen.

Zusammensetzung und Eigenschaften von NSS

NSS ist ein magnetischer Verbundwerkstoff, der durch Mischen mikroskopisch kleiner magnetischer Materialpulver in einer Polymerbasis hergestellt wird. Das Material hat eine komplexe Permeabilität (µ), die sich aus zwei Komponenten, µ‘ und µ‘‘, zusammensetzt. µ‘ bestimmt, wie gut das Material den Magnetfluss unterstützen kann, während µ‘‘ die Wirksamkeit der Störungsunterdrückung wiedergibt.

Mathematisch wird dies wie folgt ausgedrückt: μ = μ‘ – j μ“

µ‘ und µ‘‘ entsprechen den induktiven bzw. ohmschen Eigenschaften. Wenn die Signalfrequenz steigt, erreicht µ‘ einen Schwellenwert und beginnt schnell zu fallen, während µ‘‘ ansteigt.

Durch sorgfältige Kontrolle dieser Eigenschaften hat Kemet die NSS-Familie Flex Suppressor geschaffen, die viele Eigenschaften zur Dämpfung von Störsignalen und zur Aufrechterhaltung des Magnetflusses in verschiedenen Frequenzbändern von 1 MHz bis 40 GHz bietet. Einsatz findet sie in Anwendungen von der Unterhaltungselektronik und dem Automobil-Infotainment bis hin zu Super-Hochfrequenz- (SHF) Geräten wie der 5G-Infrastruktur.

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2. NSS für die Störunterdrückung

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