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Gleichtaktfilter Einbaufertiges Filter schützt Industrie-PCs

Von Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther 2 min Lesedauer

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TRACO ELECTRONIC GMBH
E.E.P.D. Electronic Equipment Produktion & Distribution GmbH
SCHURTER AG

Nicht viel größer als eine Streichholzschachtel ist das 200-W-Gleichtaktfilter CMF200 von Elec‑Con. Herzstück ist eine stromkompensierte Drossel, die lästige Gleichtaktstörungen aus Schaltnetzteilen zuverlässig von empfindlicher Elektronik wie Panel- und Box-PCs fernhält. Im sensiblen Frequenzbereich zwischen 20 und 50 MHz beträgt die Dämpfung bis zu 20 dB.

Das Gleichtaktfilter CMF 200 ist kaum größer als eine Streichholzschachtel, bietet aber eine wirksame Dämpfung von Störsignalen bei einem Laststrom von bis zu 6 A.(Bild: Elec‑Con)
Das Gleichtaktfilter CMF 200 ist kaum größer als eine Streichholzschachtel, bietet aber eine wirksame Dämpfung von Störsignalen bei einem Laststrom von bis zu 6 A.
(Bild: Elec‑Con)

Ausgelegt ist das Gleichtaktfilter CMF200 für Betriebsspannungen bis 50 VDC und Dauerströme bis 4 A (Spitzenstrom 6 A). Kundenspezifische Filtercharakteristiken sind ebenso möglich, wie eine angepasste Stromtragfähigkeit. Praktischerweise mit integriert ist ein innerhalb 25 ns ansprechender Verpolschutz, um Schäden an der nachgeschalteten Applikation wirksam zu vermeiden.

Eingesetzt werden kann das CMF200 ohne Kühlung und ohne Derating im Temperaturbereich von –10 bis 70 °C. Selbst bei 100 Prozent Last beträgt die MTBF über 200.000 Stunden (knapp 23 Jahre Dauerbetrieb); bei 80 Prozent Last sind es mehr als 300.000 Stunden nach SN 29500. Das Filter mit den Maßen 50 mm x 44 mm x 18 mm ist auf einer Leiterplatte nach UL94V-0 aufgebaut. Der elektrische Anschluss erfolgt über Molex-Steckverbinder, alternativ über Flachsteckzungen oder Lötflächen. Als Zubehör sind einsatzfertig konfektionierte Anschlusskabel verfügbar.

Elec-Con verfügt über ein eigenes Precompliance-EMV-Labor sowie langjährige Erfahrung in der Kompensation leitungsgebundener wie abgestrahlter Störungen. Diese Möglichkeit, das EMV-Verhalten der einen Schaltung kurzfristig und günstig überprüfen zu können, nutzen auch namhafte Kunden.

Gleichtaktstörungen entstehen durch taktende Leistungsschalter, beispielsweise in einem Schaltnetzteil. Die entsprechenden Störströme fließen gleichsinnig auf dem Hin- und Rückleiter, und von dort via der parasitären Kapazitäten über PE zurück. Dies erzeugt große, stromdurchflossene Schleifen, welche bei EMV-Tests immer wieder für Ärger sorgen. Aufgrund ihres Frequenzspektrums können Gleichtaktstörungen auch Industrie-PCs außer Tritt bringen – bis hin zu unerklärlichen Systemabstürzen.

Eine der wirksamsten Gegenmaßnahmen ist ein schaltungstechnisch unmittelbar an einem taktenden DC/DC-Wandler oder auch vor einem IPC angeordnetes Gleichtaktfilter, wie das CMF 200. Herzstück des Filters ist eine sogenannte stromkompensierte Drossel mit zwei identischen Wicklungen auf einem gemeinsamen Kern. Werden diese vom Versorgungsstrom gegensinnig durchflossen, heben sich die induzierten Magnetfelder auf; für die Wirkleistung ist die Drossel praktisch unsichtbar. Die Gleichtaktstörungen hingegen “sehen” beide Induktivitäten; ihr höherfrequenter Anteil wird dadurch stark gedämpft.

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