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EMV-Filterdesign

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Damit ein elektronisches Gerät seine EMV-Prüfung bestehen und seine EMV-Konformität erreichen kann, müssen verschiedene Elemente in das Design einbezogen werden. Durch die Auslegung der Schaltung zur Erfüllung der elektromagnetischen Verträglichkeit und der EMV-Anforderungen ist es möglich, die Pegel unerwünschter Signale, die in das Gerät eintreten und es verlassen, erheblich zu reduzieren. Eine der wichtigsten Möglichkeiten, dies zu tun, ist die Verwendung eines EMV-Filters oder einer Reihe von Filtern.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie EMV-Filter aus mechanischer Sicht in eine Einheit eingebaut werden können. Sie können als eigenständige EMV-Filter existieren, die in der Nähe der Enden des Geräts angebracht werden. Sie können am Rand der Elektronikplatine montiert werden. Eine beliebte Methode zum Einbau eines EMV-Filters in eine Einheit besteht jedoch darin, den Filter in den Anschluss selbst einzubauen. Dies hat viele Vorteile in Bezug auf Komfort und Leistung. Unabhängig von der verwendeten Methode ist jedoch häufig ein Filter erforderlich, wenn die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit und die EMV erfüllt werden sollen.

EMV-Filtermethode

Obwohl Schaltungen gut abgeschirmt sein können, um zu verhindern, dass ein Signal von der Schaltung selbst abgestrahlt oder aufgenommen wird, gibt es immer Verbindungen zu und von der Elektronikschaltung. Diese Drähte selbst können unerwünschte Signale in das Gerät hinein und aus dem Gerät heraus leiten. Wenn das Gerät in der Lage sein soll, seine elektromagnetische Verträglichkeit und EMV-Anforderungen zu erfüllen und seine EMV-Prüfung zu bestehen, muss der Pegel unerwünschter Signale reduziert werden, die über seine Verbindungen in das Gerät gelangen oder es verlassen können.

Damit unerwünschte Signale entfernt werden können, müssen EMV-Filter in den verschiedenen Leitungen platziert werden. Die Idee ist, dass die Störsignale im Allgemeinen eine Frequenz haben, die über der der Signale liegt, die sich normalerweise entlang des Drahtes oder der Leitung bewegen. Wenn ein sogenanntes Tiefpassfilter als EMV-Filter verwendet wird, dürfen nur die Niederfrequenzsignale passieren, und die Hochfrequenzinterferenzsignale werden entfernt.

Diese EMV-Filter können in einer Vielzahl von Formaten vorliegen. Oft sind sie so einfach wie ein Widerstand oder ein Ferrit, der um einen Draht oder ein Kabel gelegt wird. Für genauere Anforderungen müssen diese EMV-Filter möglicherweise aus einer Reihe von Komponenten bestehen.

Die EMV-Filter können in zwei Haupttypen eingeteilt werden. Zum einen wird die unerwünschte Energie vom EMV-Filter absorbiert. Der andere Filtertyp weist das unerwünschte Signal zurück und wird in diesem Fall entlang der Linie reflektiert. Für EMV-Filteranwendungen wird der Absorptionstyp bevorzugt.

EMV-Filteranwendung

Bei der Entwicklung von Filtern zur Verwendung in elektromagnetischen Verträglichkeiten, EMV-Anwendungen, sind die EMV-Filter fast immer Tiefpassfilter, obwohl gelegentlich Bandpassfilter verwendet werden können. Der Grund für die Verwendung von Tiefpassfiltern besteht darin, dass typischerweise Störsignale, d. H. Solche, die leichter aufzunehmen oder abzustrahlen sind, dazu neigen, höhere Frequenzen zu haben. Diese können gefiltert werden, indem die niedrigen Frequenzen durchgelassen und die hohen Frequenzen zurückgewiesen werden.

Der Grenzwert für das als EMV-Filter verwendete Tiefpassfilter muss so gewählt werden, dass er die unerwünschten Frequenzen zurückweist, aber keine übermäßige Auswirkung auf das gewünschte Signal hat. Leider ist diese Wahl nicht immer einfach und erfordert möglicherweise eine gewisse Verschlechterung des gewünschten Signals.

Die Platzierung des EMV-Filters ist von Bedeutung. Die EMV-Filterung kann auf jeder oder jeder Ebene der Montage zwischen getrennten Schaltkreisbereichen platziert werden. EMV-Filter können zwischen getrennten Bereichen einer Leiterplatte angeordnet werden. Sie können zwischen verschiedenen Platinen innerhalb eines Moduls oder einer Unterbaugruppe angeordnet sein, und ein EMV-Filter kann zwischen verschiedenen Modulen oder Unterbaugruppen angeordnet sein. Ein besonders wichtiger Ort für EMV-Filter ist jedoch zwischen dem Gerät und seiner äußeren Umgebung. Ein hier platzierter EMV-Filter ist besonders effektiv, da er verhindert, dass unerwünschte Signale auch nur in das Gerät gelangen. Sobald sie eintreten, sind sie schwieriger einzudämmen.

EMV-Filterdesign

Das EMV-Filterdesign ist entscheidend für die elektromagnetische Verträglichkeit und die EMV-Leistung. Der EMV-Filter muss in der Lage sein, die erforderliche Dämpfung der unerwünschten Signale bereitzustellen und gleichzeitig die gewünschten Signale durchzulassen. Darüber hinaus muss das EMV-Filterdesign sowohl den Quellen- als auch den Lastimpedanzen entsprechen.

Typischerweise liefert für eine hochohmige Schaltung ein zwischen der Leitung und Masse angeschlossener Kondensator bessere Ergebnisse, während für niederohmige Schaltungen eine in der Leitung angeordnete Reiheninduktivität die besten Ergebnisse liefert. Oft hat eine einzelne Komponente wie diese eine Reaktanz mit geringer Wirkung bei Frequenzen, die den gewünschten Signalen entsprechen, aber eine viel höhere Wirkung bei den höheren Frequenzen des unerwünschten Signals kann in einigen Fällen Dämpfungspegel von bis zu 30 dB oder 40 dB liefern . Um die Leistung eines dieser Grundfilter zu verbessern, können weitere Komponenten hinzugefügt werden, um Mehrkomponenten-EMV-Filter herzustellen. Um die erforderliche Leistung zu erzielen, müssen sie jedoch korrekt konfiguriert sein. Eine Vorsichtsmaßnahme, um sicherzustellen, dass Induktoren einer Senke oder Quelle mit niedriger Impedanz und Kondensatoren einer hohen Impedanz ausgesetzt sind.


Schau das Video: EMC Filter Design Part 7: Common Mode Choke Measurement (Juli 2022).


Bemerkungen:

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