Was ist ein RFI-Filter? Funktionsweise, Anwendungen und Auswahlhilfe

Hochfrequenzstörungen können sich über Stromkabel, Signalleitungen, Erdungspfade und parasitäre Kopplungspfade innerhalb elektrischer Geräte ausbreiten. In Industriesystemen können Schaltnetzteile, Frequenzumrichter, Servoantriebe, Wechselrichter, Relais und Hochgeschwindigkeitsschaltgeräte unerwünschte hochfrequente Geräusche erzeugen.

EinRFI-Filter, oder Hochfrequenz-Interferenzfilter, wird verwendet, um diese unerwünschten Hochfrequenzstörungen zu reduzieren und gleichzeitig die erforderliche Leistung oder das erforderliche Signal durchzulassen.

Für Gerätehersteller bedeutet die Wahl eines RFI-Filters jedoch mehr als nur die Anpassung von Spannungs- und Stromwerten. Die Rauschfrequenz, das Gleichtakt- und Gegentaktverhalten, die Erdung, der Leckstrom, die Installationsposition, die Kabelführung und die geltenden EMV-Anforderungen können sich alle auf die Filterleistung in der Praxis auswirken.

In diesem Leitfaden wird erklärt, was ein RFI-Filter ist, wie er funktioniert, wie sich RFI von EMI unterscheidet, wo RFI-Filter verwendet werden und wie Ingenieure den richtigen Filter für ein elektrisches oder elektronisches System auswählen können.

Was ist ein RFI-Filter?

EinDer RFI-Filter ist ein elektrischer Filter, der dazu dient, unerwünschte Hochfrequenzstörungen zu dämpfen, die sich entlang von Strom- oder Signalleitern ausbreiten.

Bei Energieanwendungen wird üblicherweise ein RFI-Filter zwischen der Stromquelle und dem Gerät installiert. Es ermöglicht den Durchgang der erforderlichen Gleichstrom- oder 50/60-Hz-Wechselstromleistung und bietet gleichzeitig eine viel höhere Impedanz oder einen alternativen Rückweg für unerwünschtes Hochfrequenzrauschen.

Bei den meisten industriellen RFI-Filtern für Stromleitungen handelt es sich um passive Netzwerke, die folgende Komponenten enthalten:

• Gleichtaktdrosseln

• Gegentaktinduktivitäten

• X Kondensatoren

• Y-Kondensatoren

• Entlade- oder Dämpfungswiderstände

Diese Komponenten arbeiten zusammen, um hochfrequente Störungen zu dämpfen, ohne die normale Leistungsabgabe wesentlich zu beeinträchtigen.

In der Praxis werden die Begriffe „RFI-Filter“, „EMI-Filter“, „EMV-Filter“, „Netzfilter“ und „Leistung“ verwendet Netzfilter"werden manchmal synonym verwendet, insbesondere wenn es um Filter geht, die am Stromeingang elektrischer Geräte installiert sind.

Was bedeutet RFI?

RFI steht fürHochfrequenzstörungen.

Es beschreibt unerwünschte elektromagnetische Energie im Hochfrequenzbereich, die den normalen Betrieb elektrischer oder elektronischer Geräte stört.

Mögliche RFI-Quellen sind:

• Schaltnetzteile

• Frequenzumrichter

• Servoverstärker

• DC/DC-Wandler

• Wechselrichter

• Hochgeschwindigkeits-Digitalelektronik

• Elektromotoren und Schaltgeräte

• Relais und Schütze

• Kommunikationsausrüstung

• Lange Motor- und Stromkabel

In modernen Industrieanlagen wechseln Leistungshalbleiter schnell zwischen Spannungszuständen. Diese schnellen Spannungs- und Stromübergänge enthalten hochfrequente Spektralkomponenten, die in Stromkabel, Fahrgestellstrukturen, Schutzleiter, Steuerleitungen und nahe gelegene Schaltkreise einkoppeln können.

Dadurch kann ein Schaltgerät, das nur bei wenigen Kilohertz arbeitet, immer noch Störungen erzeugen, die viel weiter in das Frequenzspektrum hineinreichen.

Ist RFI dasselbe wie EMI?

Nicht ganz.

EMI oder elektromagnetische Interferenz ist der weiter gefasste Begriff. Unter RFI versteht man insbesondere Störungen durch Hochfrequenzenergie.

Für die praktische EMV-Technik kommt es jedoch häufig zu Überschneidungen in der Terminologie. Ein Hersteller kann dieselbe Powerline-Komponente beschreiben als:

• EMI-Filter

• RFI-Filter

• EMI/RFI-Filter

• EMV-Filter

• Netzfilter

Der Name ist weniger wichtig als die tatsächlichen elektrischen Eigenschaften des Filters. Einen detaillierteren Vergleich finden Sie in diesem Ratgeber zumUnterschied zwischen EMI- und RFI-Filtern.

Bei der Auswahl eines Filters sollten sich Ingenieure auf Folgendes konzentrieren:

• Frequenzabhängige Einfügedämpfung

• Gleichtaktdämpfung

• Gegentaktdämpfung

• Nennspannung

• Nennstrom

• Leckstrom

• Filtertopologie

• Quellen- und Lastimpedanz

• Erdung

• Installationsumgebung

Das Produkt sollte nicht nur ausgewählt werden, weil es mit „RFI-Filter“ oder „EMI-Filter“ gekennzeichnet ist.

Wie funktioniert ein RFI-Filter?

Die meisten RFI-Filter für Stromleitungen verhalten sich in erster Linie wie folgtTiefpassfilter.

Das grundlegende Ziel ist einfach:

Lassen Sie niederfrequente Energie durch und dämpfen Sie gleichzeitig unerwünschte hochfrequente Geräusche.

Bei normalen Netzfrequenzen wie 50 Hz oder 60 Hz werden die Induktoren und Kondensatoren so ausgewählt, dass der Filter nur minimale Auswirkungen auf den normalen Gerätebetrieb hat.

Mit zunehmender Häufigkeit ändert sich ihr Verhalten.

Induktivitäten stellen eine zunehmende Impedanz für hochfrequenten Strom dar, während Kondensatoren kontrollierte Wege für hochfrequente Störungen bieten.

Das Ergebnis ist ein LC-Filternetzwerk, das die Menge an HF-Rauschen reduziert, die sich zwischen dem Gerät und dem externen Stromnetz ausbreitet.

Der typische Leistungsfluss kann wie folgt dargestellt werden:

Wechselstromquelle → RFI/EMI-Filter → Ausrüstung

Bei im Inneren des Geräts erzeugten Geräuschen trägt der Filter dazu bei, zu verhindern, dass leitungsgebundene Störungen zurück in das Stromnetz gelangen.

Bei Störungen aus dem externen Stromnetz kann derselbe Filter auch dazu beitragen, das Rauschen zu reduzieren, das die empfindliche interne Elektronik erreicht.

Dies bedeutet, dass RFI-Filter für die Stromversorgung bereitgestellt werden könnenbidirektionale leitungsgebundene Schalldämpfung.

Hauptkomponenten in einem RFI-Filter

Das Verständnis der Komponenten hilft zu erklären, warum verschiedene RFI-Filter unterschiedlich funktionieren.

Gleichtaktdrossel

Eine Gleichtaktdrossel bietet eine hohe Impedanz gegenüber Gleichtaktstörungen und lässt gleichzeitig den normalen Laststrom durch.

Der gewünschte Strom, der durch die Leitung und den Neutralleiter fließt, erzeugt einen entgegengesetzten Magnetfluss, der sich im Inneren des Magnetkerns weitgehend aufhebt.

Gleichtaktrauschen fließt jedoch relativ zur Erde in die gleiche Richtung. Der magnetische Fluss verstärkt sich daher, anstatt ihn auszulöschen, was zu einer viel höheren Impedanz gegenüber dem unerwünschten Rauschen führt.

X-Kondensator

Ein X-Kondensator wird normalerweise zwischen Leitern wie Leitung und Neutralleiter angeschlossen.

Seine Hauptaufgabe in einem typischen Netzfilter besteht darin, zur Dämpfung beizutragenGegentaktrauschen.

Bei hohen Frequenzen stellt der Kondensator einen Pfad mit niedrigerer Impedanz bereit, der dazu beiträgt, Differenzrauschen zu seiner Quelle zurückzuleiten.

Y-Kondensator

Y-Kondensatoren werden normalerweise von Außenleitern an die Schutzerde oder das Chassis angeschlossen.

Sie sind besonders wichtig für das ControllingGleichtaktrauschen.

Die Gleichtaktdrossel und die Y-Kondensatoren bilden ein Tiefpassnetzwerk für Gleichtaktstörungen, während die X-Kapazität und die Induktivität zur Unterdrückung des Differenzmodus beitragen.

Der Wert der Y-Kapazität muss sorgfältig ausgewählt werden, da er auch den Leckstrom beeinflusst.

Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen wie medizinischen Geräten, Messgeräten oder anderen Systemen mit strengen Ableitstromanforderungen.

Differentialmodus-Induktor

Einige Filter verfügen über eine spezielle Gegentaktinduktivität, um die Dämpfung zwischen den Stromleitern zu verbessern.

Mehrstufige oder Hochleistungsfilter können Gleichtakt- und Gegentaktelemente kombinieren, um eine stärkere Dämpfung über einen größeren Frequenzbereich zu erreichen.

Gleichtakt- vs. Gegentakt-RFI

Einer der wichtigsten Schritte bei der Lösung eines EMV-Problems ist die Feststellung, ob es sich bei der vorherrschenden Störung um den Gleichtakt- oder Differenzialmodus handelt.

Differenzmodusrauschen

Gegentaktrauschen fließt zwischen Leitern.

In einem einphasigen Wechselstromsystem kann beispielsweise unerwünschter Strom fließen von:

Linie → Last → Neutral

Typische Unterdrückungskomponenten sind:

Differenzinduktivität + X-Kondensatoren

Gegentaktstörungen werden häufig mit Schaltstromschleifen, Gleichrichtern, Wandlern und Schaltnetzteilen in Verbindung gebracht.

Gleichtaktrauschen

Gleichtaktrauschen tritt auf mehreren Leitern in derselben Richtung relativ zur Erde oder zum Gehäuse auf.

Der Rückweg umfasst häufig:

• Schutzerde

• Gerätechassis

• Kabelschirme

• Parasitäre Kapazität

• Motorrahmen

• Mechanische Strukturen

Typische Unterdrückungskomponenten sind:

Gleichtaktdrossel + Y-Kondensatoren

Gleichtaktstörungen sind besonders wichtig bei Frequenzumrichtern, Servosystemen, Wechselrichtern und anderen Systemen mit schnellen Spannungsübergängen und parasitärer Kopplung zur Erde.

Ein Filter, der nur für Gegentaktrauschen optimiert ist, kann daher eine schlechte Leistung erbringen, wenn das eigentliche Problem Gleichtaktrauschen ist. Sehen Sie sich die vollständige Erklärung von anGegentakt- und Gleichtaktrauschenfür zusätzliche diagnostische Hinweise.

Stoppt ein RFI-Filter Strahlungsinterferenzen?

Dies erfordert eine wichtige Unterscheidung.

ADer RFI-Filter für Stromleitungen kontrolliert in erster Linie leitungsgebundene Störungen, die sich auf elektrischen Leitern ausbreiten.

Es fungiert nicht als universelle Barriere, die jedes abgestrahlte elektromagnetische Feld um das Gerät herum direkt blockiert.

Allerdings kann durch Kabel geleiteter Strom zu abgestrahlten Emissionen beitragen, da die Kabel selbst wie Antennen wirken können.

Durch die Reduzierung des auf diesen Kabeln fließenden HF-Stroms kann daher auch ein Teil der damit verbundenen Strahlung verringert werden.

Wenn abgestrahlte Emissionen das Hauptproblem darstellen, können zusätzliche EMV-Maßnahmen erforderlich sein, darunter:

• Abschirmung

• Kabelschirmung

• 360° Schirmanschluss

• Erdung

• Chassisverklebung

• Ferrit-Komponenten

• Optimierung des PCB-Layouts

• Reduzierte Schaltschleifen

• Verbesserte Kabelführung

Ein RFI-Filter sollte daher als Teil des gesamten EMV-Designs betrachtet werden und nicht als Lösung für jedes Interferenzproblem.

RFI-Filter vs. EMI-Filter

RFI-Filter	EMI-Filter
Konzentriert sich auf Hochfrequenzstörungen	Verwendet eine umfassendere Terminologie für elektromagnetische Interferenzen
Gebräuchlicher Begriff für die Rauschunterdrückung in Stromleitungen	In der EMV-Technik gebräuchlicher Begriff
Zielt oft auf hochfrequenten leitungsgebundenen Lärm ab	Kann sich auf dieselbe Filterfunktion beziehen
Häufig aus Induktivitäten und Kondensatoren aufgebaut	Häufig aus Induktivitäten und Kondensatoren aufgebaut
Kann als RFI-Netzfilter vermarktet werden	Kann als EMI- oder EMC-Netzfilter vermarktet werden

In vielen industriellen Anwendungen ist dies der Fallkeine sinnvolle Unterscheidung auf Produktebenezwischen einem Hochspannungs-RFI-Filter und einem EMI-Filter.

Die nützlichere technische Frage ist:

Welche Art von Lärm muss über welchen Frequenzbereich und unter welchen elektrischen und EMV-Bedingungen gedämpft werden?

Arten von RFI-Filtern

RFI-Filter sind je nach Stromversorgungssystem und Gerätedesign in verschiedenen Konfigurationen erhältlich.

Einphasige RFI-Filter

Einphasige EMI-Filterwerden mit Geräten verwendet wie:

• Netzteile

• Steuergeräte

• Testausrüstung

• Industriecomputer

• Kleine Automatisierungssysteme

• Medizinische Geräte

Sie filtern üblicherweise Außen- und Neutralleiter.

Dreiphasige RFI-Filter

Dreiphasige EMI-Filtersind für industrielle Stromversorgungssysteme und Geräte mit höherer Leistung konzipiert.

Typische Anwendungen sind:

• Frequenzumrichter

• Servosysteme

• Industrielle Motorantriebe

• CNC-Maschinen

• Robotik

• Industrielle Stromversorgungen

• Ausrüstung für erneuerbare Energien

Abhängig von der Anwendung können Filter für dreiphasige Dreileiter- oder dreiphasige Vierleitersysteme ausgelegt sein.

IEC-Eingangs-RFI-Filter

IEC-Eingangs-EMI-FilterIntegrieren Sie die Filterung direkt in die Stromeingangsschnittstelle des Geräts.

Einige Konfigurationen können Funktionen kombinieren wie:

IEC-Eingang + EMI/RFI-Filter + Sicherung + Schalter

Diese Konfigurationen werden oft als a bezeichnetStromeingangsmodul. Sie sind dort nützlich, wo Gerätehersteller ein kompaktes AC-Stromeingangsdesign benötigen.

PCB-RFI-Filter

Leiterplattenmontierte Filter werden dort eingesetzt, wo die Filterung direkt in elektronische Baugruppen integriert werden muss.

Sie werden häufig in Steuerkreisen, kompakten Netzteilen, Instrumenten und elektronischen Geräten verwendet.

DC-RFI-Filter

Gleichstromnetze können auch erhebliches hochfrequentes Schaltrauschen verursachen.

DC-EMI-Filterkann verwendet werden in:

• Gleichstromversorgungen

• Ladeausrüstung für Elektrofahrzeuge

• Batteriesysteme

• Telekommunikation

• Industrielle Gleichstromnetze

• Erneuerbare Energiesysteme

Durchführungsfilter

Durchführungs-EMI-FilterSorgen Sie für eine Filterung an der Stelle, an der Leiter in ein abgeschirmtes Gehäuse eintreten oder es verlassen.

Sie werden häufig dort eingesetzt, wo Hochfrequenzdämpfung und effektive Gehäuseintegration wichtig sind.

Wo werden RFI-Filter eingesetzt?

Frequenzumrichter

VFDs nutzen Hochgeschwindigkeits-Halbleiterschaltungen, um eine Motorleistung mit variabler Frequenz zu erzeugen.

Die schnellen Spannungsübergänge können Gleichtakt- und Gegentaktrauschen erzeugen, das sich über Eingangsstromleitungen, Motorkabel, Chassisstrukturen und Erdungssysteme ausbreitet.

Ein passendesEMI-Filter für einen VFD-Motorantriebkann dazu beitragen, leitungsgebundene Störungen, die zur Wechselstromversorgung zurückkehren, zu reduzieren.

Die EMV-Leistung des Frequenzumrichters kann jedoch auch von der Abschirmung des Motorkabels, der Erdung, der Kabellänge, der Installationsgeometrie und der Antriebskonfiguration abhängen.

Servoantriebssysteme

Servoverstärker erzeugen ähnliche schaltbedingte Störungen.

Ein schlechtes EMV-Design kann zu folgenden Problemen führen:

• Encoderfehler

• Kommunikationsinstabilität

• SPS-Störung

• Fehlfunktion des Sensors

• Unerklärliche Geräte-Resets

Daher sollte die Filterung mit Abschirmung, Erdung und Schrankanordnung abgestimmt werden.

Schaltnetzteile

Schaltnetzteile erzeugen durch ihre Schaltstufen hochfrequente Ströme.

Netzeingangs-RFI-Filter werden häufig verwendet, um die in das Wechselstromnetz zurückkehrende Störung zu reduzieren und die EMV-Leistung auf Systemebene zu verbessern.

Industrielle Automatisierung

Industrielle Schaltschränke können auf relativ kleinem Raum SPS, Netzteile, Servoantriebe, Frequenzumrichter, Schütze, Relais, Kommunikationsmodule und Sensoren enthalten.

RFI-Filterung kann dazu beitragen, die Ausbreitung leitungsgebundener Störungen zwischen verschiedenen Teilen des Systems zu verhindern. Filterauswahl und Gehäusedesign sollten im Rahmen des Gesamtkonzepts koordiniert werdenEMI-Lösung für die industrielle Automatisierung.

Medizinische und Messgeräte

Empfindliche Geräte erfordern möglicherweise sowohl eine hohe Dämpfung als auch einen niedrigen Leckstrom.

In diesen Anwendungen ist es möglicherweise nicht akzeptabel, einfach die Y-Kapazität zu erhöhen, um die Gleichtaktdämpfung zu verbessern.

Der Filter muss daher Folgendes ausgleichen:

EMV-Leistung + elektrische Sicherheit + Ableitstromanforderungen

Amedizinischer EMI-Filtersollten im Kontext des gesamten Leckstrombudgets des Geräts und der geltenden Sicherheitsanforderungen bewertet werden.

So wählen Sie einen RFI-Filter aus

Die Auswahl eines RFI-Filters sollte beim System und nicht beim Filterkatalog beginnen.

1. Bestimmen Sie das Energiesystem

Stellen Sie fest, ob das Gerät Folgendes verwendet:

• Einphasiger Wechselstrom

• Dreiphasiger Dreileiter

• Dreiphasiger Vierleiter

• Gleichstrom

Die Filtertopologie muss zum elektrischen System passen.

2. Bestätigen Sie die Betriebsspannung

Der ausgewählte Filter muss für die Systemspannung geeignet sein.

Bei dreiphasigen Geräten sollten Ingenieure die relevanten Leitung-zu-Leitung- und Leitung-zu-Erde-Bedingungen berücksichtigen.

3. Bestimmen Sie den maximalen Betriebsstrom

Der Nennstrom des Filters sollte entsprechend den tatsächlichen maximalen Betriebsbedingungen ausgewählt werden, einschließlich des erwarteten Lastverhaltens und der thermischen Bedingungen.

Ein Filter sollte nicht nur anhand des Nennbetriebsstroms des Geräts ausgewählt werden, ohne die tatsächliche Anwendung zu berücksichtigen.

4. Identifizieren Sie die Problemhäufigkeit

Dies ist eines der wichtigsten Auswahlkriterien.

Wenn EMV-Testergebnisse verfügbar sind, ermitteln Sie Folgendes:

• Wenn das Gerät den Emissionsgrenzwert überschreitet

• Unabhängig davon, ob es sich um ein Schmalband- oder Breitbandproblem handelt

• Ob das dominante Geräusch bei niedrigeren oder höheren Frequenzen auftritt

• Ob es sich bei dem Rauschen um Gleichtakt- oder Differenzialmodus handelt

Die Einfügungsdämpfungseigenschaften des Filters können dann mit dem tatsächlichen Interferenzspektrum verglichen werden.

5. Bewerten Sie die Einfügungsdämpfung

Die Einfügungsdämpfung gibt an, wie stark ein Filter Störungen unter bestimmten Testbedingungen dämpft.

Typische Filterdatenblätter können separate Kurven enthalten für:

• Gleichtakt-Einfügedämpfung

• Einfügungsverlust im Differenzmodus

Diese Kurven sind viel nützlicher als eine allgemeine Aussage wie „hohe Dämpfung“.

Die tatsächliche installierte Leistung kann jedoch von standardisierten Labormessungen abweichen, da die Quellen- und Lastimpedanzen in der tatsächlichen Ausrüstung möglicherweise nicht mit dem Testaufbau übereinstimmen.

6. Überprüfen Sie den Leckstrom

Y-Kondensatoren verbessern die Gleichtaktdämpfung, tragen aber auch zum Stromfluss zur Erde bei.

Anwendungen mit strengen Leckageanforderungen erfordern daher möglicherweise Filterdesigns mit geringer Leckage.

7. Erwägen Sie die mechanische Installation

Elektrische Leistung allein reicht nicht aus.

Ingenieure sollten außerdem Folgendes berücksichtigen:

• Gehäuseabmessungen

• Montageart

• Terminalkonfiguration

• Kühlung

• Erdungsanschluss

• Kabeleinführungsrichtung

• Verfügbarer Installationsraum

8. Passen Sie den Filter an die EMV-Anforderungen an

Die relevanten EMV-Anforderungen hängen vom Gerätetyp, der Anwendungsumgebung, dem Zielmarkt und der Produktfamilie ab.

CISPR 11 befasst sich beispielsweise mit Grenzwerten und Messmethoden für Hochfrequenzstörungen für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Geräte. Für andere Gerätekategorien gelten möglicherweise andere Produkt- oder Produktfamilienstandards.

Daher sollte im Rahmen des Gerätes ein Funkentstörfilter gewählt werdenEMV-Konformitätsstrategie auf Systemebene, nicht weil ein Filter universell für jeden Standard geeignet ist.

Für einen umfassenderen Bewertungsprozess konsultieren Sie den Leitfaden unterSo wählen Sie einen EMI-Filter aus.

Wo sollte ein RFI-Filter installiert werden?

Bei der Netzfilterung sollte grundsätzlich der Filter eingebaut werdenso nah wie praktisch möglich am Stromeingangspunkt des Geräts.

Dadurch wird verhindert, dass ungefilterte interne Verkabelung Geräusche um den Filter herum einkoppelt.

Eine gute Vereinbarung ist:

Externes Stromkabel → RFI-Filter → Kurze interne Verkabelung → Ausrüstung

Eine schlechte Installation kann dazu führen, dass Geräusche sogar einen Hochleistungsfilter umgehen.

Zu den häufigsten Installationsfehlern gehören:

• Lange Kabel zwischen Stromeingang und Filtereingang

• Lange Leiter zwischen Filterausgang und Last

• Gefilterte und ungefilterte Kabel gemeinsam verlegen

• Vertauschte Eingangs- und Ausgangsverkabelung ohne ausreichende Trennung

• Schlechte Chassisverklebung

• Montage des Filters auf lackierten oder isolierten Oberflächen ohne wirksame Klebestrecke

• Verwendung langer oder schmaler Erdungsleiter mit hoher Hochfrequenzimpedanz

• Verlegen Sie geräuschbehaftete Motorkabel in der Nähe sauberer Strom- oder Signalkabel

• Installieren Sie den Filter weit entfernt von der Stelle, an der das Kabel in das Gehäuse eintritt

• Verwendung einer falschen Filterausrichtung, wenn Leitungs- und Lastseiten angegeben sind

Ingenieure sollten Eingangs- und Ausgangsleiter physisch getrennt halten und die Leiterlänge minimieren.

Wenn ein Metallfiltergehäuse mit dem Chassis verbunden werden soll, sollte die Verbindung kurz sein und bei hohen Frequenzen eine niedrige Impedanz aufweisen. Ein langer Schutzerdungsdraht stellt möglicherweise eine Sicherheitsverbindung dar, eignet sich aber dennoch nur schlecht als HF-Verbindungspfad.

Weitere praktische Details finden Sie imInstallationsanleitung für EMI-Filter.

Warum die Filterleistung in realen Geräten unterschiedlich sein kann

Einfügungsdämpfungskurven werden normalerweise unter definierten Laborbedingungen gemessen. Reale Systeme können unterschiedliche Quell- und Lastimpedanzen, Kabelanordnungen, Erdungspfade und parasitäre Kapazitäten aufweisen.

Die Leistung kann auch beeinflusst werden durch:

• Filterposition

• Gehäusebau

• Kabellänge

• Quellenimpedanz

• Lastimpedanz

• Motor- und Antriebskonfiguration

• Schaltfrequenz

• Erdungs- und Verbindungsqualität

• Temperatur

• Laststrom

• In der Nähe befindliche Geräuschkopplungspfade

Ein Filter, der in einer Maschine gut funktioniert, kann daher in einem anderen System eine andere Dämpfung bewirken.

Aus diesem Grund sollten EMV-Tests nach Möglichkeit an der gesamten Gerätekonfiguration durchgeführt werden.

Kann ein größerer RFI-Filter jedes EMV-Problem lösen?

NEIN.

Die Auswahl eines Filters mit einem höheren Nennstrom führt nicht automatisch zu einer besseren Dämpfung. Nennstrom, Filtertopologie, Komponentenwerte, Leckstrom, Einfügedämpfungsverhalten und das tatsächliche Rauschspektrum sind separate Überlegungen.

Ebenso ist das Hinzufügen von mehr Kapazität nicht immer eine akzeptable Lösung. Eine höhere Y-Kapazität kann den Leckstrom erhöhen, während die Resonanz zwischen dem Filter und dem System die Leistung bei bestimmten Frequenzen beeinträchtigen kann.

Wenn Rauschen den Filter durch das Gehäuse, die Kabelabschirmungen, die Steuerverkabelung oder parasitäre Kopplungen umgeht, kann das Problem möglicherweise nicht durch den Austausch des Filters allein gelöst werden.

Der Engineering-Prozess sollte daher Folgendes umfassen:

1. Identifizieren Sie den dominanten Geräuschpfad.

2. Bestimmen Sie den relevanten Frequenzbereich.

3. Trennen Sie nach Möglichkeit Gleichtakt- und Gegentaktbeiträge.

4. Überprüfen Sie die Filterauswahl und -installation.

5. Bewerten Sie Abschirmung, Erdung, Erdung und Kabelführung.

6. Testen Sie die komplette Gerätekonfiguration.

DOREXS RFI- und EMI-Filterlösungen

DOREXS bietet EMI/RFI-Filterlösungen für AC-, DC-, einphasige, dreiphasige, industrielle, medizinische und Geräte-Stromeingangsanwendungen.

Zu den verfügbaren Filterkategorien gehören:

• Einphasige EMI/RFI-Filter

• Dreiphasige EMI/RFI-Filter

• IEC-Einlassfilter

• PCB-Filter

• DC-EMI-Filter

• Durchführungsfilter

• VFD-Eingangsfilter

• Medizinische Filter

• Stromeingangsmodule

• Industrielle EMI-Filter

Die Auswahl eines Standardkatalogs kann geeignet sein, wenn das Stromversorgungssystem, die Spannung, der Strom, der Leckstrombedarf und die mechanischen Einschränkungen mit einem vorhandenen Design übereinstimmen.

Wenn die Anwendung einen anderen Nennstrom, ein anderes Gehäuse, eine andere Klemmenanordnung, eine andere Dämpfungscharakteristik, einen anderen Leckstrompegel oder ein anderes Installationsformat erfordert, akundenspezifischer EMI-Filterkann in Betracht gezogen werden.

Um einen geeigneten Filter zu bewerten, können Gerätehersteller Folgendes bereitstellen:

• Betriebsspannung

• Maximaler Betriebsstrom

• Typ des Stromversorgungssystems

• Gerätetyp

• Vermutete Lärmquelle

• EMV-Testergebnisse oder Problemfrequenzen

• Leckstrombegrenzung

• Verfügbarer Installationsraum

• Anschluss- und Montagevoraussetzungen

• Ziel-EMV-Standard oder -Markt

Diese Informationen helfen, die Auswahl effektiver einzugrenzen als Spannung und Strom allein.

Häufig gestellte Fragen

Was macht ein RFI-Filter?

Ein RFI-Filter dämpft unerwünschte hochfrequente Störungen, die entlang elektrischer Leiter wandern, und lässt gleichzeitig die erforderliche Leistung oder das erforderliche Signal durch. RFI-Filter für Stromleitungen können den von Geräten ausgehenden Lärm und von der externen Stromversorgung eindringende Störungen reduzieren.

Ist ein RFI-Filter dasselbe wie ein EMI-Filter?

Die Begriffe werden häufig synonym für Netzfilter verwendet. Technisch gesehen ist EMI das weiter gefasste Konzept, während sich RFI auf Interferenzen mit Hochfrequenzenergie bezieht. Die tatsächliche Auswahl sollte auf elektrischen Nennwerten und Dämpfungseigenschaften basieren und nicht nur auf dem Namen.

Wo soll ein RFI-Filter installiert werden?

Ein RFI-Filter für die Stromleitung sollte im Allgemeinen in der Nähe des Stromeingangspunkts des Geräts installiert werden. Die Eingangs- und Ausgangsverkabelung sollte kurz und getrennt sein, um die Rauschkopplung um den Filter herum zu reduzieren.

Kann ein RFI-Filter abgestrahlte Emissionen reduzieren?

Ein RFI-Filter kontrolliert hauptsächlich leitungsgebundene Störungen. Es kann einige abgestrahlte Emissionen reduzieren, indem es den HF-Strom in den Kabeln senkt, aber möglicherweise sind auch Abschirmung, Chassis-Verbindung, Kabelabschluss, Erdung und Layout erforderlich.

Wie wähle ich die richtige Stromstärke aus?

Die Nennleistung sollte den tatsächlichen maximalen Betriebsstrom und das erwartete Lastverhalten des Geräts unter den vorgesehenen thermischen und Installationsbedingungen abdecken. Der Nennstrom allein reicht möglicherweise nicht aus.

Was ist der Unterschied zwischen Gleichtakt- und Gegentaktrauschen?

Differenzialrauschen fließt zwischen Stromleitern. Gleichtaktrauschen fließt auf mehreren Leitern relativ zur Erde oder zum Gehäuse. Zur Steuerung jedes Modus werden unterschiedliche Filterelemente und Installationsmaßnahmen verwendet.

Verursacht ein RFI-Filter Leckstrom?

Filter mit Y-Kondensatoren können zum Leckstrom zur Erde beitragen. Die Kapazitäts- und Filterkonfiguration muss für medizinische, messtechnische und andere leckageempfindliche Geräte sorgfältig ausgewählt werden.

Kann ein RFI-Filter alle EMV-Standards erfüllen?

Nein. EMV-Anforderungen hängen von der Produktkategorie, der Betriebsumgebung, dem Zielmarkt und der geltenden Norm ab. Die Filterleistung muss im Rahmen des gesamten Gerätedesigns bewertet werden.

Abschluss

Ein RFI-Filter wird verwendet, um unerwünschte Hochfrequenzstörungen zu dämpfen, die durch Strom- oder Signalleiter übertragen werden. In Stromversorgungssystemen fungiert es normalerweise als Tiefpassnetzwerk, das den erforderlichen Wechsel- oder Gleichstrom durchlässt und gleichzeitig hochfrequentes Gleichtakt- und Gegentaktrauschen reduziert.

Eine effektive Auswahl erfordert mehr als nur die Abstimmung von Spannung und Strom. Ingenieure sollten die Rauschfrequenz, die Einfügungsdämpfung, die Topologie des Stromversorgungssystems, den Leckstrom, die Erdung, die Kabelführung, die Installationsposition, die Quellen- und Lastbedingungen sowie relevante EMV-Anforderungen bewerten.

Am wichtigsten ist, dass ein RFI-Filter als Teil einer vollständigen EMV-Strategie betrachtet werden sollte. Eine ordnungsgemäße Abschirmung, Erdung, Verbindung, Anordnung und Kabelverwaltung bleiben für die Erzielung einer zuverlässigen Leistung auf Systemebene von entscheidender Bedeutung.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl eines RFI- oder EMI-Filters für Ihre Ausrüstung?

Stellen Sie DOREXS die Betriebsspannung, den Strom, den Typ des Stromversorgungssystems, die Geräteanwendung, die EMV-Testergebnisse, den Leckstrombedarf und die Installationsbeschränkungen zur Verfügung. Die verfügbaren Informationen können dann zur Bewertung einer geeigneten Standard- oder benutzerdefinierten Filterlösung verwendet werden.