Stromkompensierte Drosseln (EMV)
Stromkompensierte Drosseln dienen zur Dämpfung asymmetrischer (Gleichtakt-) Störungen. Sie sind z. B. in Schaltnetzteilen zu finden, welche HF-Störungen erzeugen. Diese Störungen dürfen nicht
zurück ins Netz gespeist werden.
Es werden zwei bis vier Wicklungen auf einen Kern aufgebracht und so geschaltet, dass sich die, durch die Nutzströme erzeugten, magnetischen Flüsse im Kern gegenseitig aufheben und die
Induktivität nur für die asymmetrischen Störströme wirksam ist. Als Kernmaterial wird üblicherweise Ferrit verwendet, wodurch sich große Induktivitäten bei relativ kleinen Abmessungen realisieren
lassen. Nachteilig ist es, wenn die Summe der Nutzströme nicht gleich Null ist und im Kern ein zusätzlicher Fluss entsteht, der diesen in die Sättigung treibt. Die Entstörwirkung kann dadurch
reduziert oder aufgehoben werden.
Durch die Ausführung als Ringkern werden ein minimales Streufeld und eine kompakte Bauform erzielt.
In der Regel werden zur Wicklungstrennung zum Kern passende Trennstege eingebaut. Ansonsten setzen wir spezielle, temperaturbeständige Kabelbinder zur Trennung ein.
Für die praktische Entstörwirkung ist nicht alleine die Induktivität maßgebend. Je größer die Induktivität bei gleichem Kern, desto eher geht die Drossel durch die Störungen in die Sättigung und
wird dann unwirksam! Dies gilt v. a. bei impulsförmigen Störungen. Außerdem steigt bei mehrlagigen Wicklungen die Koppelkapazität an, was die Wirksamkeit der Drossel bei höheren Frequenzen
verringert. Eine Drossel mit 2 x 1 mH kann daher in der Praxis eine bessere Entstörwirkung erzielen als eine 2 x 10 mH Drossel auf dem gleichen Kern!
Grundsätzlich lassen sich stromkompensierte Drosseln auch als 1:1 Übertrager einsetzen. Siehe Produktgruppe Übertrager
Durch die Auswahl entsprechender Kernmaterialien lassen sich die Anwendungsgebiete in verschiedene Gruppen unterteilen:
Stromkompensierte Drosseln zur Entstörung bei Frequenzen < 10MHz
Diese Typen sind unsere gängigsten Entstördrosseln. Mit diesem Ferritmaterial ("X") wird der Großteil der Störenergie abgeblockt und von der Drossel absorbiert. Einlagig bewickelt entstören diese Drosseln auch im oberen (Frequenz-) Einsatzbereich.
Anwendungsgebiete:
- Entstörung von Schaltnetzteilen netz- und lastseitig
- Entstörung von Frequenzumrichtern netz- und lastseitig
- Entstörung der Taktfrequenzen von Mikroprozessoren sowie deren Harmonische auf Netz-, Signal- und Datenleitungen
- Erhöhung der Störfestigkeit gegen asymmetrische Störungen wie z. B. schnelle Transienten (Burst) und Hochfrequenz-Einstrahlung
Stromkompensierte Drosseln zur Entstörung für Frequenzen > 5MHz
Diese Drosseln dienen zur Dämpfung hochfrequenter, asymmetrischer Störungen auf Versorgungs- und Signalleitungen. Die verfügbaren Kerngrößen sind fast die gleichen wie bei den stromkompensierten Drosseln für Frequenzen < 10MHz.
Bei diesen Drosseln wird als Kernmaterial ("U") ein spezielles, hochohmiges Ferrit verwendet, das auch bei hohen Frequenzen über 5 MHz eine gute Dämpfungswirkung besitzt. Allerdings hat dieser Ferrit eine deutlich geringere Permeabilität als das X-Material, sodass die Nenn-Induktivitäten der Drosseln bei vergleichbaren Abmessungen deutlich unter diesen liegen. Es spielt hier jedoch keine große Rolle, da bei hohen Frequenzen ohnehin kleine Induktivitätswerte völlig ausreichend sind, um eine gute Dämpfung zu erzielen.
Diese Drosseln sollten nur einlagig bewickelt werden, um eine kapazitive Verkopplung hochfrequenter Störungen über die Wicklung zu verhindern.
Als Bauformen sind offene und unvergossene Drosseln zu empfehlen, da die Vergussmasse durch ihre dielektrischen Eigenschaften die kapazitive Verkopplung über die Wicklung verstärken würde.
Zusätzlich sollte bei der Platzierung der Drosseln und der Führung der Leiterbahnen darauf geachtet werden, dass die Drossel nicht durch Verkopplung von den Störungen umgangen und dadurch unwirksam wird.
Anwendungsgebiete:
- Entstörung von Netz- u. Datenleitungen bis ca. 300 MHz.
- Erhöhung der Störfestigkeit gegen asymmetrische Störsignale (HF-Einstrahlung, Burst), bei Netz- und erdsymmetrisch betriebenen Datenleitungen (RS 485, RS 422, 4...20 mA, Stromschleifen-, CAN-Bus usw.)
- In Kombination mit Drosseln für niedrigere Frequenzen eingesetzt, erhält man eine breitbandige Entstörung
- 1:1 Übertrager für Signale >= 10 MHz, z. B. für schnelle Impulse
Stromkompensierte Drosseln zur Entstörung bei besonderen Anwendungen
Mit der Verwendung von nanokristallinem Material mit hoher Permeabilität µi lassen sich - im Vergleich zu Ferrit der gleichen Baugröße - sehr hohe Induktivitätswerte erzielen.
Andererseits entsteht durch die hohe Permeabilität ein entsprechend höherer Fluss im Kern, der diesen schneller in die Sättigung treibt. Es ist daher wichtig, dass der Kern nicht durch starke Störungen, z. B. Impulse, in die Sättigung geht.
Anwendungsgebiete:
- induktive Erwärmung
- Geräte mit geringer Platzreserve