Wie sich die EMV-Anforderungen bei Netzgeräten erfüllen lassen

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Wichtige Punkte für ein zusätzliches Filter

Wenn weiterhin EMV Probleme bestehen, muss über den Einsatz eines zusätzlichen Filters nachgedacht werden. Folgende Punkte sollten bei der Verwendung eines Standardfilters beachtet werden:

• Das Filter muss den maximal möglichen Strom des Systems führen können.

• Die Dämpfung bei den problematischen Frequenzbereichen muss groß genug sein, um eine genügende große Sicherheitsmarge auch bei Fertigungstoleranzen zu gewährleisten.

• Der durch die Y-Kondensatoren im Filter erzeugte zusätzliche Ableitstrom muss beachtet werden. Wird dieser in den Filterdaten nicht spezifiziert, kann er mit folgender Formel berechnet werden: I_abl = 2 π U_max f_max C_Y (mit I_abl = Ableitstrom, U_max = maximale Netzspannung, f_max = maximale Netzfrequenz und C_Y = Kapazität des Y-Kondensators).

• 20 bis 25% Sicherheitsmarge sollten zu diesem Wert addiert werden, bevor er in die Berechnung des Gesamtableitstromes eingeht. Übersteigt dieser Wert die in den Normen aufgeführten Grenzwerte, muss über den Einsatz eines Filters mit zusätzlicher Induktivität in der Erdleitung nachgedacht werden. Diese Filter besitzen keine Y-Kondensatoren und werden oft als medizinische Filter bezeichnet.

• Im Filter sollte sich ein Widerstand zwischen den Eingangsleitungen befinden, um nach Abschalten des Netzes eine Entladung des internen X-Kondensators zu gewährleisten. Dies muss typischerweise innerhalb eine Sekunde erfolgen, wie von VDE 0806 und IEC380 gefordert.

• Ein zusätzliches Filter bedeutet aber auch weitere induktive Elemente in Serie zum Eingang des Netzgerätes. Es muss darauf geachtet werden, dass es nicht zum dem Effekt des Aufschwingens kommt. Dies passiert, wenn der Strom in einer Seriendrossel im Filter groß genug ist, um diese in die Sättigung zu treiben. In diesem Fall bricht das magnetische Feld schlagartig zusammen und es können Spannungsspitzen bis zum doppelten der originalen Pulsspannung entstehen. Die Spitzen können z.B. durch einen Blitzeinschlag, Schaltvorgänge im Netz oder die Kommutierung großer Motoren erzeugt werden. Kommerzielle Wandler besitzen entsprechende Schutzschaltungen am Eingang und erfüllen die entsprechenden Normen. Mit einem zusätzlichen Filter kann es jedoch durch diese Aufschwingvorgänge zu einer Überlastung der eingebauten Schutzschaltungen und damit zu Schäden im Netzgerät kommen. Externe Schutzelemente wie Metaloxid-Varistoren über das externe Filter können notwendig sein, um das gesamte System entsprechend robust zu gestalten.

• Das Filter sollte so nah wie möglich an den Netzeingang des Systems platziert werden, um eine maximale Wirkung zu erzeugen. Alle Masseverbindungen zum Filter sollten so kurz wie möglich ausgeführt werden, um minimale Serienimpedanzen zu gewährleisten.

* David Fletcher ist Principal Engineer bei der Westcor Division von Vicor in San Jose, Californien, USA.

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