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Würth Elektronik eiSos © 2009 Lorandt Fölkel
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WÜRTH ELEKTRONIK EISOS GMBH & CO. KG
2009
ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ & EMV PRAXIS 2009
Referent: Lorandt Fölkel
Lorandt.foelkel@we-online.de
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2Index
• Magnetfelder & Induktion
• Kernmaterialien
• Die Induktivität
• Wichtige Parameter
• Simulation mit LTspice
• Surge protection und ESD
• Messung mit Spektrumanalyser
• EMV
• Die Praxis
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
• atmosphärische Entladungen
• « industriebedingte» Entladungen
• elektrostatische Entladungen
Überspannungen: Herkunft
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Atmosphärisch bedingt : Blitz
V Direkte Einwirkungen (Brände…)
V Phänomen der indirekten Einwirkung durch Leitungseinkopplung
Man hat eine gewisse Unsicherheit über die Größenordnung der eingekoppelten Energie
Atmosphärisch bedingte Überspannungen
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
« industriebedingte » Überspannungen
Schaltvorgänge mit Kapazitäten oder Induktivitäten:
V Transformatoren,
V Motoren,
V Relais,
V Schweißgeräte,
V Erodiergeräte…
- wirkt selten zerstörerisch,
tritt aber wiederholt auf
- verursacht hochfrequente
(transiente) Leitungsstörungen
„Industriebedingte“ Überspannungen
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Elektrostatische Entladungen
Elektrostatische Ladungen werden durch Ionisierung von Materialien(z.B. durch Reibung) erzeugt.
Entladungen zwischen Materialien (in der Produktion)
V Kontaktentladung (durch den Menschen)
führt zur Schwächung oder Zerstörung der Bauteile, häufig auch zu Fehlfunktionen.
Überspannungen durch elektrostatische Entladungen
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Bauteile:
Gasableiter(Trisil)
Varistor(Disk)
Diode(Suppressor-Diode,Transil)wie Zener-Diode mit höhererStrombelastbarkeit
Überspannung durch schnelle Transienten
Überspannung durch zu hohe Gesamtenergie
Zündung
Kurzschluss
Vergleich von Überspannungsableitern
?
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Begriffe & Abgrenzung
• Varistor: Bauteil gegen Überspannungen
• TVS: Transient Voltage SuppressorĄ alle Bauteile zum Abfangen von ÜberspannungenĄ meist verwendet für niederkapazitive Typen Ą ESD-Varistoren
• ESD-Suppressor: Bauteil gegen Überspannungen auf DatenleitungenĄ niedrige & spezifizierte Kapazität
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Überblick
ILeakage IWithstandingLoad
Load
VaristorĄ Das Überdruck-Ventil in der elektrischen Schaltung
Normaler Arbeitszustand Überspannungszustand
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Bauteilauswahl:
• Max. Betriebsspannung sollte 15-20% größer sein als die Betriebsspannung der Anwendung
• Baugröße des Varistors wird durch den maximal Strom bestimmtČ grobe Abschätzung über den Nennstrom
• Max. Spannungsabfall muss kleiner sein als die Spannungsfestigkeit des beschützten StromkreisesČ max. Spannungabfall steigt mit max. BetriebsspannungĄ physikalische Gesetzmäßigkeit
Wie wird der Varistor ausgewählt?
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Auswahl der Betriebsspannungm
ax. Betriebsspannung
des Varistors
Betriebsspannungder A
pplikationToleranz &Sicherheit
max. Strom
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Physikalischer Ablauf beim Varistor
• Varistor besteht aus ZnO-Körner, mit einem Korndurchmesser von 10 – 100 µm
• Ein Varistor ist eine Reihen- und Parallelschaltung vieler kleiner Mikrovaristoren
• Doppelte Scheibendicke ergibt doppelte Spannung
• Doppelter Scheibenquerschnitt ergibt doppeltes Ableitvermögen
Bei jedem Stromstoß verschmelzen einzelne Körner miteinanderĄ AlterungĄ Varistorspannung sinkt
3,5V
100µA
V
I
Microvaristor
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Zulässiger Spitzenstrom - Derating
Pulse Lifetime Derating
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Schutzmaßnahmen bei Niederspannungen und Signalleitungen
Achtung! Einsatz bei Netzspannung gegen Erde nur mit zusätzlichen Sicherungen erlaubt!
Varistoren: Anwendungen
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Schutz bei Schaltvorgängen
Der Varistor soll hier nur jeweils ein Bauteil der Schaltung schützen. Zu genau diesem ist er parallel geschaltet!
Varistoren: Anwendungen
Schutz eines Thyristors / Gleichrichters Schutz eines Triac / Gleichrichters Alarmanlage
Schutz eines Relais Schutz einer Ansteuerung Schutz eines Halbleiters
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Schutz von Spulen und Schaltkontakten
Varistoren: Anwendungen
Schutz einer Spule Schutz der Kontakte Doppelte Absicherung
Elektrischer Schaltkreis
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Testverfahren
• HBM: Human Body Model• MM: Machine Model• CDM: Charge Device Model• FCDM: Field Induced Charge Device Model
Human Body Model
Air DischargePrüfspitze wird an Bauteil hinbewegt
Contact DischargePrüfspitze liegt am Bauteil an
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Test gemäß IEC 61000-4-2
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
WE-TVS kurz gesagt
WE-TVS schützt Datenleitungen gegen ESD Zerstörung
Transient ClampedTransient
Load
+
-
TVSTransient
Current
time
normal operatingvoltage VDC
systemmalfunctionthreshold
TransientPeak
VDC WithstandVoltage
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
richtiges Design von Varistoren
Stecker PCB
VDR
Stecker PCB
VDR
Haupt PCB Haupt PCB
Falsch Richtig
Wie sieht die richtige / perfekte Lösung aus ???
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
richtiges Design von Varistoren
Stecker PCB
VDR
Haupt PCB
PerfektSchirmung
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
richtiges Design von Varistoren
zum Stecker VDR GND
Leiterbahnen
PCB
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
USB Double Port
824015
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Designhinweise
schlecht besser optimal
VDD
GND
824115
6 5 4
1 2 3
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Applikation auf PC-Mainboard
They are mounted close to connectors & antennas
VGADVI
Audio LANintegr.
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Überblick
WE-VDDisk Varistors
WE-VSSMD Varistors
WE-VEESD Suppressors
WE-VE ULC / femtoFESD Suppressors
WE-TVSTVS Diode Arrays
WE-VEAESD Suppressor Arrays
DatenleitungenESD Schutz
StromversorgungSurge Schutz
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MAGNET FELDER
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Was ist eine Induktivität? Was ist eine Spule?
…technisch gesehen:Ą ein Stück Draht um einen (festen) Körper gewickelt
Anwendung als:
Spule = Induktivität
• Filterelement
• (Kurzzeit-) Energiespeicher
Unterschied zwischen Spule und Induktivität?
(viele untersch. Bauformen) (eine Induktivität)
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Das Magnetfeld – magnetische Feldstärke
jeder stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld
Feldlinienmodell
Strom I
Magnetfeld H
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Das Magnetfeld – magnetische Feldstärke
Feldlinienmodell
Magnetfeld H
Strom I
NORD
SÜD
Magnetfeld H
Strom I
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Das Magnetfeld – magnetische Feldstärke
RIHÖÖ
=p2
RINHÖÖÖ
=p2
lINH Ö
=
langer Draht
Ringkern
l
R
R
Stabkern
Die magnetische Feldstärke ist abhängig von:
• Geometrie
• Windungszahl
• Stromstärke
und
NICHT VOM MATERIAL
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Das Magnetfeld – magnetische Feldstärke
averageRIHHHÖÖ
===p221
1B 2B?=
¸
Strom I
averageR
1H2H
averageR
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KERNMATERIAL
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0,01 0,1 1 10 100 1000
Kernmaterial – Induktivität (Speicher)
f/MHz
XL(NiZn)XL(MnZn)XL(Fe)
Impe
danz
„0“-400kHz „0“-10MHz „0“-40MHz
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0,01 0,1 1 10 100 1000
Kernmaterial – Drossel (Filter)
f/MHz
R (NiZn)R (MnZn)R (Fe)
Impe
danz
200kHz-4MHz
3-60MHz 20-2000MHz
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Luftµr = 1B
H-H
-B
Kernmaterial – Einfügen eines Luftspaltes
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
• WE-PD Serie
• Reduktion der Empfindlichkeit gegen DC-BIAS
Kernmaterial – Einfügen eines Luftspaltes
• Erhöhung des Sättigungsstromes
• Verringerung des magnetischen Streufeldes
ABER:• Verringerung der Permeabilität
Ą mehr Windungen für selbe Induktivitätbei selbem Kernmaterialund selber Kerngröße
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
geschirmt ungeschirmt
kleineres leff größeres leff
• Einfluss des Luftspalts
Kernmaterial – Streufeld
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Kernmaterial – Materialeinsatzgebiete
Elektromagnetische Entstörung Speicherdrosseln
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Induktivität vs. Strom
Inductance vs. Current (typ.)
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
0 2 4 6 8 10 12 14
Current (A)
L (µ
H)
WE-SI
WE-PD
WE-SD
WE-HCA
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DIE INDUKTIVITÄT
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ü Induktivitätswert – wähle Normwerte !
( )fIU
UUULoutin
outoutin
ÖÖÖÖ-
=3,0
Induktivitätswert beim Abwärtsregler ( Buck)
Ripple-Current factor (0.2 ~ 0.5)
Beeinflusst die Č Kernverluste
=> Berechneter Wert ist nur ein Ausgangswertfür weitere Bsp. Berechnug = 21,167µH
Č wähle 18, 22, 27 µH
24V12V
2A500KHz
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Berechnung
( )
)(kHzAVV
VVVVL
fUU
IUUU
outDin
Doutout
50023,0)7,024()7,012(1224
3,0))(
L(Uin
ÖÖÖ++Ö-
=
ÖÖÖ+
+Ö-=
L= 20,567 µHAuswahl: 18µH; 22µH; 27µH
Welche können wir anbieten, wenn die kleinste Bauform gesucht wird ?
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Berechnung
Ist die WE-TPC „XLH“ 744066220 möglich?
Inenn= 2,5A Isat = 2,3A
Schaltungsdaten:f= 500kHzUin = 24VUout= 12VIout = 2A Rippel = 30%
AAI
II RippeloutPeak 3,2
26,02
2=+=+=
gerade noch möglich, oder ?
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Induktivität – Ripplestrom
Vergleich unterschiedl. Induktivitäten
0A
1,0A
2,0A
0µs 0,5µs 1,0µs 1,5µs 2,0µs
Ripplebereich20-50%
33µH
56µH AI peak 3,0=D
steigender Ripple steigende Verluste
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Berechnung
Bauteiltoleranz: 744066220 +/- 30%
28,6 µHalso bei 22µH (6,6µH)
15,4 µH
Kleinere Induktivität, größerer Rippelstrom !
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Berechnung
der Einfluss der Induktivitätstoleranz auf den Rippelstrom:
AµHkHzVV
VVVVI
LfUUUUUUI
Rippel
swDin
DiodeoutoutinRippel
801,04,15500)7,024(
)7,012()1224()(
)()(
=ÖÖ++Ö-
=
ÖÖ++Ö-
=
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Berechnung
Peakstrom: wichtige Kontrolle!
AAI
II RippeloutPeak 40,2
2801,02
2=+=+=
Die WE-TPC Reihe hat eine „harte Sättigung. Bei 2,4A ist die Drossel nur noch bei ca. 50% ihrer Induktivität. Somit ist sie für diese Anwendungnicht geeignet!
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Datenblattauszug 744066220
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Weitere Auswahl
Wir suchen eine Drossel, die bei ca. 3A noch nicht in Sättigung ist.
AAII outPeak 325,15,1 =Ö=Ö=
WE-PD L744771118 Isat= 4,30A744771122 Isat= 3,37A744771127 Isat= 2,97A
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EMV
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
EMV - Kopplungsmechanismen
…auch als Inter- oder Intrasystembeeinflussung bezeichnet
• ausreichende EMV lässt sich meist durch geeignete Maßnahmen an Sender, Pfad oder Empfänger erreichen
ĄPrimärmaßnahme
…Anstrebung einer geringen Emission des Senders
ĄSekundärmaßnahme
… Unterbrechung der Kopplungsmechanismen
ĄTertiärmaßnahme
… Störfestigkeit erhöhen des Empfängers
Störquelle Störsenke
Kopplungsweg
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Was ist Frequenz?
• Abhängigkeit Wellenlänge - Frequenz
300
100
10
1
0,1
1 3 10 30 100 300 1000 3000
0,05
0,03
0,3
3
30
10000
mel
ÖÖ==
fc
fc 0
[ ]ml
[ ]MHzf
ssm
Ö³ÖÖ³
= 9
8
104,2103l
m125,0=l
Beispiel: für WLAN 2,4GHz
cm125,34/ =l
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Strukturierte Entstörung
• Erkennen der Störstromart• Gleichtaktstörstrom• Gegentaktstörstrom
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Symmetrische Filter – Beispiel: Flyback-Converter
Was passiert im Störfall?
L1
N
PE
ĄKriechströme über Parasitär- / Koppelkapazitäten
Bsp.: Kollektoranschluss - Kühlkörper
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Herkömmliche Netzfilter
• Abhilfe – Ergänzung für Entstörungen ab ~ 30 MHz
Schalt-
netzteil
N
PE
L1
Standard - Netzfilter
WE-LF744 612 002 7
WE-CMB744 821 039
WE-FC744 864 040 4
CY2
CY1CX1
RX
CY3220pF-1nF
L1
L1
L2
L3
6-Loch-Ferritperle ( I<3 bzw. 5A )742 750 1 – 742 750 46
Hülsendrosseln ( I<1A )742 760 3 – 742 760 6
Stabkerndrosseln ( I >= 30A )744 710 1 – 744 716 0
CY4220pF-1nF
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Stromkompensierte Drossel - Signaltheorie
Reduzierung der Störungen
• sowohl vom Gerät nach außen
• als auch von der Umwelt ins Gerät
FAZIT:
• „keine“ Beeinflussung des Nutzsignals
• hohe Dämpfung des Störsignals
Ą Gegentakt
Ą Gleichtakt
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
SenkeQuelle
Einfügedämpfung - Definition
• Logarithmisches Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsleistung
• beschreibt die Abschwächung eines Signals über einemdefinierten Signalweg
Ą Signalweg: z.B. SMD-Ferrit, MicroStrip-Line, LPF, ….
ZA ZF
ZBU1U0 U2
z.B. Übertragungsmedium
öö÷
õææç
å=
out
inF P
PZ log10
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Einfügedämpfung - Definition
• Impedanz
Mathematische Beschreibung
BA
BFA
ZZZZZA
+++
Ö= log20
SenkeQuelle
ZA ZF
ZBU1U0 U2
e.g. Übertragungsmedium
• Gesamtsystemdämpfung
( ) ( )BABA
A
F ZZZZZ +-ùú
øéê
è+Ö= 2010
)(dBin
)(Win
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Einfügedämpfung - Definition
• Praktikable Quellen- und Senkenimpedanzen
Ą MasseebeneĄ SpannungsversorgungĄ Video- /Clock- /DatenleitungenĄ lange Datenleitungen
SenkeQuelle e.g. Übertragungsmedium
Die reale Welt - Ersatzschaltbild
1 … 2 Ý10 … 20 Ý50 … 90 Ý90 … >150 Ý
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
( ) ( )BABA
A
F ZZZZZ +-ùú
øéê
è+Ö= 2010
Einfügedämpfung - Beispiel
• Systemimpedanz = 10
Ą Anwendung: Spannungsversorgung
Ą 20dB @ 200 MHz
0
10
20
30
40
50
60
1 10 100 1000
Impedanz des Ferrites [Ý]
Däm
pfun
g [d
B]
1 Ohm10 Ohm50 Ohm
180
ĄKatalog: WE-CBF 742 792 61
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Einfügedämpfung - Beispiel
WE-CBF 742 792 61 CH1 |Z|CH2 XLCH3 R
1
10
100
1000
1 10 100 1000Frequenz / frequency [MHz]
Impe
danz
/ im
peda
nce
[Ohm
]
Z XL R
IF BW 10kHz POWER 0 dBm SWP134,5 msecSTART 1 MHz STOP 1,8 GHz
typischer Impedanzverlauf /typical Impedance curve
200
200MHz
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Einfügedämpfung - Beispiel
• Kontrolle
Ą Messung des Spektrums & Vergleich der Dämpfung
0
10
20
30
40
50
60
Level [dBµV/m]
30M 40M 50M 70M 100M 200M 300M 400M 600M 1G
Frequency [Hz]
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Einfügedämpfung - Beispiel
Ą falsche Annahme der SystemimpedanzĄ Möglichkeit der Verringerung der Impedanz des Ferrites
• Möglichkeit 1: Dämpfung zu hoch
0
10
20
30
40
50
60
1 10 100 1000
Impedanz des Ferrites [Ý]
Däm
pfun
g [d
B]
1 Ohm10 Ohm50 Ohm
40dB
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Einfügedämpfung - Beispiel
Ą falsche Annahme der SystemimpedanzĄ Impedanz des Ferrites muss erhöht werden (ZF~900 )
• Möglichkeit 2: Dämpfung zu niedrig
0
10
20
30
40
50
60
1 10 100 1000
Impedanz des Ferrites [Ý]
Däm
pfun
g [d
B]
1 Ohm10 Ohm50 Ohm
8dB
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SIMULATION
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Simulation – LTSpice
• praxisnahe Simulation mit „realen“ Bauteilen
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
LTspice - Simulation
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DIE PRAXIS
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Streufeld Induktivität - geschirmt vs. ungeschirmt
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
unshielded shielded
Streufeld Induktivität - geschirmt vs. ungeschirmt
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
EMI: Conducted Emission ohne filter
LT3481EMSE Demo Board24V to 3.3V @2A fsw=800kHzCEM 0.15 – 30 MHz
Test without EMC filter:Peak 82dBµV 26dB above limit
Grundlagen Kernmaterial Die Induktivität Verluste Parameter Simulation EMV
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
EMI: Conducted Emission mit filter
Ferrite bead High ESR Elcoto damp cable
Test with additional L=10uH,C=3.3uF 50V 1210 input filter
Peak=42dBµV/mÅ=32dBµV/m
Peak & Å 14dB below limit
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
ACAP: As Close As Possible
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
Demo Boards für Filter Applikationen
P/N::EP-CBF-0805Ą SMD Ferrit 0805EP-CBF-1206Ą SMD Ferrit 1206EP-STROKO ĄWE-SLxy… Series common mode SMD chokesSet 12 pcs. Ą Price 20,- € including P&P
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Surge prot. & ESD Magnetfelder Kernmaterial Die Induktivität Wicht. Parameter EMV Simulation Praxis
TRILOGIE DER INDUKTIVEN BAUELEMENTE
• 1. Grundlagen
Ą elektronisches Basiswissen
• 2. Bauelemente
Ą Bauelemente und ihre speziellen Eigenschaften
• 3. Filterschaltungen
Ą Prinzip/Funktionsweise/Aufbau von Filterung
• 4. Anwendungen
Ą konkrete Beispiele auf über 300 Seiten
• Ergänzung zum Vortrag
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82Mehr Infos auch online:
www.wewww.we--online.deonline.de
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83SO ERREICHEN SIE UNS:
Tel:+49 (0)7942-945-0
Fax:+49 (0)7942-945-400
eiSos-hotline@we-online.com
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84Wir sind weltweit für Sie da !
Niederlassungen in Deutschland, USA, Brasilien, Großbritannien, Italien, Frankreich, Schweden, Irland, Österreich, Schweiz; Spanien, Niederlande, Belgien, Ungarn, Tschechien, Singapore, China und Taiwan
Unsere Distributionspartner für übrige Europa RS Components/
Farnell/ Digikey
Produktionslinien in: China, Taiwan, Mexiko, USA, Bulgarien, Tschechien und Deutschland
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85Auswirkungen – Wer freut sich am meisten….
• …wenn, die Applikation sehr effizient ist ?
DER ENTWICKLER