Gleich- und Gegentaktstörungen identifizieren und beseitigen

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DCC Dirks Compliance Consulting

Schnell und einfach messen mit der Stromzange

Genauso wie mit dem oben beschriebenen Messaufbau, lässt sich der „Störstrom“ auch mit Hilfe einer Stromzange ermitteln. Dieses Messmittel ist letztlich nichts anderes als ein Übertrager, an dessen Ausgang eine dem Störstrom proportionale Spannung anliegt.

Aufgrund der Konstruktion wird dabei nur der Gleichtaktstrom (CM) erfasst, da sich der magnetische Fluss eines Gegentaktstromes (Hin- und Rückleiter innerhalb der Stromzange) aufhebt. Werden die beiden Versorgungsleitungen wie in Bild 3a gleichsinnig durch die Stromzange geführt, heben sich Gegentaktstörungen (und auch der Versorgungsstrom) auf, während Gleichtaktstörungen auf beiden Leitern erfasst werden.

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Werden die Leitungen jedoch gegensinnig (Bild 3b) durch die Stromzange geführt, heben sich die Gleichtakt-Signale auf und es wird nur das Gegentakt-Signal auf beiden Leitern erfasst. Das Ergebnis dieser beiden Messungen ist in Bild 4 zu sehen: Im gesamten Frequenzbereich sind Gegentaktstörungen dominant, schwache Gleichtaktstörungen sind oberhalb etwa 2MHz zu erkennen.

Hierbei ist zu beachten, dass die Absolutpegel in dieser Messung keine Aussagekraft haben, da die Transferimpedanz (Übertragungsfaktor) der Stromzange nicht berücksichtigt wurde. Diese Messung dient einzig der (qualitativen) Unterscheidung, welcher Störungstyp in einem bestimmten Frequenzbereich dominant ist. Daraus ergibt sich, ob ein CM- oder DM-Filter erforderlich ist.

Wie groß dessen Einfügungsdämpfung im betrachteten Frequenzbereich sein muss, ergibt sich aus der normkonformen Messung der Störspannung am LISN (Bild 1). Um den hier (nur beispielhaft) gezeigten Grenzwert einzuhalten, wäre im Frequenzbereich unterhalb etwa 2MHz eine Einfügungsdämpfung von etwa 26dB erforderlich.

Filterauslegung: Was gehört noch dazu?

Gemäß der oben gezeigten Messung ist ein Filter erforderlich, der im Frequenzbereich unterhalb etwa 2MHz eine Einfügungsdämpfung von >=26dB für DM-Störungen liefert. Die konkrete Filterauslegung würde den Rahmen dieses Beitrags sprengen, da hier noch weitere Aspekte – wie beispielsweise die Filter-Abschlussimpedanzen – zu berücksichtigen sind.

Die hier gezeigte Unterscheidung zwischen Gegentakt- und Gleichtaktstörungen ermöglicht neben einem gezielten Einstieg in den Filterentwurf auch die Beurteilung möglicher weiterer Maßnahmen.

Da beispielsweise die Funkstörspannungsmessung insbesondere zu höheren Frequenzen hin oftmals gut mit der gestrahlten Emission (radiated emissions) korreliert, könnte man aus den oben gewonnenen Erkenntnissen auch ableiten, dass ein Verdrillen der Zuleitungen potenziell zu einer Verbesserung führen dürfte.

EMV-gerechtes Design von Leiterplatten und Geräten

Gezielte EMV-Maßnahmen oder -Vorkehrungen setzen fast immer ein solides Verständnis des Störvorgangs voraus. Das hier gezeigte Messverfahren trägt genau zu diesem Verständnis bei.

Weitere Informationen erhalten Sie von Nils Dirks, DCC, und im Rahmen der Seminarreihe EMV-Praxis 2016 im Internet unter: www.emv-praxis.de. Sechs verschiedene EMV-Seminare werden im ersten Halbjahr in verschiedenen Städten in D, A und CH angeboten - darunter München, Konstanz, Bad Homburg, Hannover und Graz.

* Nils Dirks ist Inhaber von Dirks Compliance Consulting und Referent der Seminarreihe EMV-Praxis.

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