Was ist ein EMI-Filter?

Diese Störungen können von Komponenten des Geräts selbst oder von anderen Geräten oder elektromagnetischen Quellen in der äußeren Umgebung ausgehen. Hochfrequente Störungen, wie high frequency noise und unwanted high frequency noise, sind häufige Formen elektromagnetischer Interferenzen, die die Signalqualität beeinträchtigen können. Wenn die Störung im Hochfrequenzspektrum liegt, spricht man auch von Hochfrequenzstörungen, auch bekannt als RFI (radio frequency interference), das eine spezielle Form der EMI im Radiofrequenzbereich darstellt.

Wenn in der Umgebung elektromagnetische Störungen erzeugt werden, stört dies den normalen Betrieb elektronischer Geräte, was zu einer verringerten Geräteleistung und einer verkürzten Lebensdauer führt. EMI kann somit die normal operation von Geräten erheblich beeinträchtigen. In schweren Fällen führt dies direkt zu einem Geräteausfall und dauerhaften Schäden. Daher ist der EMI-Filter zu einem wichtigen Werkzeug geworden, um unnötige Störungen wirksam zu reduzieren oder zu beseitigen.

Rauschen auf Stromleitungen, insbesondere auf den power lines, und Erdleitungen ist eine der Hauptquellen für elektromagnetische Störungen (EMI).

EMI kann durch power lines geleitet werden und so in andere Bereiche des Systems gelangen. Dieses Rauschen kann von parasitären Kapazitäten und Induktivitäten zwischen der Stromleitung und Erde sowie von Spannungsschwankungen und voltage surges auf der Stromleitung herrühren. Power line filters werden eingesetzt, um Rauschen, das über power lines übertragen wird, zu unterdrücken und so die Systemleistung zu verbessern. Um dieses Rauschen zu reduzieren, können Methoden wie Filter, Spannungsregler und Abschirmungen eingesetzt werden.

In der Realität besteht eine häufige Ursache für übermäßige Strahlung darin, dass die Schleife, die minimal gehalten werden sollte, zu einer großen Schleife wird oder dass zusätzliche Drähte an der Leitung angebracht werden, was zu zusätzlicher Strahlung führt. Solche Schleifen und Drähte können transmit noise und damit zur EMI beitragen. Der durch diese großen Schleifen oder Drähte erzeugte Antenneneffekt wird eine große Rolle bei der Gesamtstrahlung spielen.

Impulse noise, wie sie beispielsweise durch Blitzeinschläge oder Spannungsspitzen (power surges) verursacht werden, ist eine weitere Form von EMI. Zu den verschiedenen Quellen für elektromagnetische Störungen zählen auch broadband emi, das aus mehreren Systemquellen stammt, sowie natürliche Phänomene wie solar flares, die plötzliche und starke elektromagnetische Störungen verursachen können.

EMI kann sich zudem auf other devices in der Umgebung auswirken und deren Funktion beeinträchtigen. Kurz gesagt, es gibt viele Quellen für elektromagnetische Störungen. Das Verständnis dieser EMI-Quellen und das Ergreifen entsprechender Maßnahmen kann den EMI-Wert elektronischer Geräte und Kommunikationssysteme wirksam reduzieren und deren normalen Betrieb sicherstellen.

Ein EMI-Filter, auch EMI-Unterdrückungsfilter (EMI suppression filter) genannt, ist ein elektronisches Gerät, das Störsignale innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs wirksam blockieren oder abschwächen kann, wodurch Geräte vor elektromagnetischen Störungen geschützt und der normale Betrieb der Geräte sichergestellt werden. EMI suppression filters sind essenziell für den Schutz von elektrischen Systemen und die Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit (electromagnetic compatibility) von elektronischen Geräten.

EMI-Filter bieten effektiven EMI-Schutz (effective EMI protection) für elektronische Geräte (electronic equipment). Ein EMI/EMC-Filter (emi emc filter) ist so konzipiert, dass er sowohl leitungsgebundene als auch abgestrahlte Störungen (block radiated EMI) unterdrückt. EMI-Unterdrückungsfilter (emi suppression filters) tragen dazu bei, die Leistung und Zuverlässigkeit von elektrischen Systemen zu verbessern. Durch die Reduzierung elektromagnetischer Störungen wird eine verbesserte Leistung (improved performance) der elektronischen Geräte erreicht.

EMI-Filter bestehen normalerweise aus passiven Komponenten wie Kondensatoren, Induktivitäten, Widerstände, Drosseln und Sicherungen. Diese passiven Komponenten werden sinnvoll zu einer Filterschaltung zusammengeschaltet, die dazu dient, elektromagnetische Störsignale in einem bestimmten Frequenzbereich zu reduzieren oder zu blockieren.

Verschiedene Schaltungsanordnungen (circuit configurations) werden verwendet, um die Leistung des EMI-Filters für spezifische Anwendungen zu optimieren. Beim Zusammenbau des Filters ist eine korrekte Verbindung zu den Ausgangsklemmen (output terminals) entscheidend für einen zuverlässigen Betrieb.

EMI-Filter nutzen die Impedanzeigenschaften von Induktivitäten und Kondensatoren bei bestimmten Frequenzen, um Störsignale zu absorbieren oder zu reflektieren und so die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen zu reduzieren. Sie sind so konzipiert, dass sie die Netzfrequenz (power frequency) ungehindert passieren lassen, während unerwünschte Frequenzen, insbesondere im Bereich hoher Frequenzen (high frequencies) und des Radiofrequenzbereichs (radio frequency), blockiert oder abgeschwächt werden. EMI-Filter dämpfen Störungen über einen bestimmten Frequenzbereich (frequency range), um elektromagnetische Störungen über das gesamte relevante Spektrum zu unterdrücken.

Stellen Sie die Impedanz der Stromleitung so ein, dass Störsignale nicht ungehindert weitergeleitet werden können. Gleichzeitig kann der Filter auch Störsignale zur Quelle zurückreflektieren, um Störungen anderer Geräte zu reduzieren.

Darüber hinaus können EMI-Filter auch Gleichtaktstörungen (common mode) und Gegentaktstörungen (differential mode) wirksam unterdrücken. Gleichtaktstörungen treten zwischen der Stromleitung und Erde auf, während Gegentaktstörungen zwischen Phase und Neutralleiter gemessen werden. Spezielle Bauteile wie Gleichtaktdrosseln und Kondensatoren helfen, diese unterschiedlichen Störarten gezielt zu filtern.

So wird die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten verbessert. Die Wirksamkeit der Filter und die Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen werden durch EMC Testing überprüft, um sicherzustellen, dass die Filter die gewünschten Standards erfüllen.

Filterklassifizierung

EMI-Filter können nach ihren strukturellen Eigenschaften, Betriebsfrequenz und Anwendungsgebieten klassifiziert werden.
1. Einteilung nach Strukturmerkmalen

 

2. Klassifizierung nach Filtereigenschaften

3. Einstufung nach Anwendung in Stromversorgungen (Power Supplies)

4. Einteilung nach Anwendungsstrom

Leistungsvorteile von EMI-Filtern

Tipps zur Installation von EMI-Filtern

So wählen Sie einen EMI-Filter aus

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