Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromkompensierte Drossel bei symmetrischer Spannungsversorgung


von Dirk S. (duerk)


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Hallo,

ich will eine stromkompensierte Drossel bei einer symmetrischen 
Spannungsversorgung einsetzten.
Ich wollte dafür folgende benutzen:

http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/744205.pdf

und würde diese anschließen:
1 + Eingang
2 Masse Eingang
3 Masse Eingang
4 - Eingang
5 - Ausgang
6 Masse Ausgang
7 Masse Ausgang
8 + Ausgang

Würde das so gehen?

Und mit dieser hier:
http://www.farnell.com/datasheets/1832999.pdf
1 + Eingang
2 Masse Eingang
4 Masse Eingang
5 - Eingang
6 - Ausgang
7 Masse Ausgang
9 Masse Ausgang
10 + Ausgang

Bin mir ein bisschen unsicher, weil sonst hatte ich immer nur eine 
stromkompensierte Drossel mit zwei Wicklungen für eine 
Versorgungsspannung mit Masse und VCC.

Vielen Dank für eure Hilfe.

Gruß Dirk

von hinz (Gast)


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Dirk S. schrieb:
> ich will eine stromkompensierte Drossel bei einer symmetrischen
> Spannungsversorgung einsetzten.

Um was zu erreichen?

von Dirk S. (duerk)


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Hi hinz,

ich wollte Gleichtaktspannungen unterdrücken, die durch Einkopplung in 
den Versorgungspfad entstanden sind.
Also, wenn ich zum Beispiel eine Gleichtaktspannung zwischen Plus und 
Masse oder zwischen Minus und Masse habe, dann sollen diese gedämpft 
werden.

Um das zu erreichen brauche ich für den Plus-, Minus- und Massepfad den 
gleichen Kern.

Gruß Dirk

von Michael K. (Gast)


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Gleichtaktstörungen hast Du nicht zwischen + und masse sondern das 
Potential + & Masse bewegt sich gegenüber Erde.
http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichtaktst%C3%B6rung

Was Du beschreibst sind Differtential Mode Störungen und die würdest Du 
damit nicht bedämpfen.

CM Störung wird mit Stromkompensierten Drossel bedämpft, d.h. im Kern in 
Wärme umgesetzt sowie in die y-kondensatoren verschoben (sofern 
vorhanden)

DM Störung wird über eine Induktivität, z.B. der Streuinduktivität der 
ebenfalls vorhandenen CM Drossel 'blockiert', d.h in die X-Kondensatoren 
verschoben.

Mit Deiner Beschaltung hebst Du das bischen Streuinduktivität komplett 
auf (bifilare Wicklung) das noch DM hätte befiltern können.

Eine 3Phasendrossel, mit drei separaten und räumlich getrennten 
Wicklungen auf einem Kern könnte beide Störungen bedämpfen, weil es 
immer auch eine relativ hohe Streuinduktivität zwischen den Wicklungen 
gibt.

von Dirk S. (duerk)


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Hallo,

danke für deine Antwort. Ich glaube ich habe das Problem doch noch nicht 
so ganz erfasst.
Ich habe mal das Prinzip aufgemalt, so wie ich mir das vorstelle. 
Erstmal nur für eine Versorgungsspannung mit Vcc und Masse.

Also im oberen Bild koppelt es kapazitiv ein und erzeugt eine 
Störspannung am Lastwiderstand.
Und im unteren Bild habe ich die stromkompensierte Drossel 
eingezeichnet, so wie ich die beschalten würde.
Der normale Betriebsstrom würde im Kern zwei magnetische Flüsse 
erzeugen, die entgegengesetzt sind. Diese heben sich auf und haben somit 
keine Einfluss. Die Störströme erzeugen auch magnetische Flüsse, welche 
aber gleichgerichtet sind und sich somit addieren. Für diese stellt die 
stromkompensierte Drossel eine hohe Impedanz dar.

Wäre das so richtig?

Gruß Dirk

von Michael K. (Gast)


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Bei den ganzen Cstörs weiss ich nicht welcher parasitär sein soll und 
über welchen die Störungen Deiner Meinung nach in die Schaltung kommen 
und auf welche Art genau sie wirken.

Eine Störung die Du über RL messen kannst, muß DM sein, den der Strom 
fliesst in eine Seite on RL rein und auf der anderen raus und auf Masse 
zurück zum Störer.

Cstör2 würde diesen Effekt verringern = X Kondensator
Damit der das kann, setzt man zwischen Störung und Last eine hohe 
impedanz damit die DM Störung in den niederimpedanten X Kondensator geht 
der direkt an der Störung sitzt.

Da hilft keine CM Drossel bzw. nur die Streuinduktivität, d.h. die nicht 
perfekte Kopplung, wirkt DM entgegen.

Die Common Mode Istör kommen auch nicht über Cstör1 sondern wenn schon 
dann symetrisch über Cstör 1 & 3, welche die Kapazität aller leitfähigen 
Teile gegenüber Erde symbolisieren.
Eine Auwirkung auf Ustör hätte man nur bei sehr unterschiedlichen 
parasitären Kapazitäten.

Die CM Drossel verbrät solche Störungen über die Ummagnetisierverluste 
in Wärme. Noch besser wenn man zusätzlich einen alternativen Pfad zur 
Erde anbieten kann über die Y-Kondensatoren.

Dirk S. schrieb:
> Ich glaube ich habe das Problem doch noch nicht
> so ganz erfasst.

Das ist bei EMI keine Schande.
Ich kenne kaum jemanden der das nicht für Teufelszeug hält, mich 
eingeschlossen.
Das erste mal geht man ins Labor um zu erfahren in welchem Bereich man 
wie hoch durchfällt. Dann geht man mit dem Spektrum analyser auf 
Tätersuche und probiert beim nächsten Labordurchlauf ob die eigenen 
Messungen in irgendeinem Zusammenhang mit den Laborwerten steht.

Das ist manchmal ein zähes Ringen.

von Mark S. (voltwide)


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Deine Skizze zeigt eine Störung, die vordergründig auf + einkoppelt.
Jetzt gibt es 2 Möglichkeiten:

Der Kondensator zwischen + und - ist viel größer als der 
Einkoppelkondensator - die Störung ist kurz geschlossen und interessiert 
nicht weiter.

Bei kleinem Kondensator wäre es aber eine unsymmetrische d.h. 
Gegentaktstörung.
Merke: bei Gleichtaktstörungen sind alle Leitungsstränge HF-mäßig 
parallel, also auf dem selben Potential. Ziehe ich nun alle Stränge der 
Leitung durch eine Gleichtaktdrossel hindurch, kann links und rechts der 
Drossel verschiendes HF-Potential sein. Aber es gibt keinen 
Spannungsunterschied innerhalb der Stränge auf einer Seite. Bei 
Gleichtaktstörungen behandele ich einen Kabelstrang genauso wie eine 
einzelne Leitung. In der EMV spricht man hier auch von "Mantelströmen"

Es sollte von daher klar werden, dass eine Gleichtaktdrossel offenbar 
nicht das ist was Du suchst - denn eine einseitig kapazitiv 
eingekoppelte Störung läßt sich bequem mit Blockkondensatoren 
kurzschliessen.

: Bearbeitet durch User
von Dirk S. (duerk)


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Hallo,

danke für eure Beiträge.

Michael Knoelke schrieb:
> Bei den ganzen Cstörs weiss ich nicht welcher parasitär sein soll und
> über welchen die Störungen Deiner Meinung nach in die Schaltung kommen
> und auf welche Art genau sie wirken.

Alle drei sollten parasitär sein, aber ich glaube das ist nicht ganz
richtig. Für die Überlegung der HF-Einstrhalung reicht wahrscheinlich
Cstör1 und Cstör3 als parasitäre Kapazität. Und stimmt, dann verstehe
ich auch, warum es eine DM Störung ist.

Ich habe das nochmal neu skizziert, anhand von euren Anmerkungen und
hoffe meine nachfolgende Erklärung stimmt dazu. Cstör1 und Cstör3 sind
parasitäre Kapazitäten.

Bei dem oberen Bild hätte ich eine CM Störung, die von der
Versorgungsspannung aus kommt. Da würde L1 + Cy1 und L2 + Cy2 wirken und
die Störung kurzschließen. Wenn ich das jetzt HF mäßig betrachte und in
die Schaltung hinein gucke, würde ich eine Leitung haben und die
Kondensatoren Cy1 und Cy2 parallel sehen.

Um diese Störung zu dämpfen, könnte ich anstatt den Spulen L1 und L2
auch eine CM Drossel nehmen, oder?

Das untere Bild wäre eine DM Störung. Da würde hauptsächlich der Cx
Kondensator mein Signal kurzschließen. (Cx > Cy)
Würde die Störung dann über Cstör3 abfließen?

Ihr meintet das es nichts bringt, wenn ich anstatt L1 und L2 eine CM
Drossel einsetzen würde. Das verwirrt mich irgendwie.

Angenommen ich würde eine CM Drossel nehmen, anstatt L1 und L2.
1.Dann hätte diese auf die Versorgungsspannung keinen Einfluss, weil
durch den hin- und rückfließenden Strom, sich die magnetische Flüsse in
der Drossel aufheben.
2. Für eine CM Störung, wie im oberen Bild würden sich die magnetischen
Flüsse addieren und somit die Störung dämpfen.
3. Für eine DM Störung, wie im unteren Bild, müsste ich die Schaltung HF
mäßig betrachten, d.h. + und Masse sind ein Leiter und die Störung istör
bezieht sich auf Erde. Müsste diese dann nicht auch einen magnetischen
Fluss in einer CM Drossel hervorrufen? Der Störstrom würde doch durch
die CM Drossel fließen und über Erde zurück zum Störer?

Mark Space schrieb:
> Merke: bei Gleichtaktstörungen sind alle Leitungsstränge HF-mäßig
> parallel, also auf dem selben Potential. Ziehe ich nun alle Stränge der
> Leitung durch eine Gleichtaktdrossel hindurch, kann links und rechts der
> Drossel verschiendes HF-Potential sein. Aber es gibt keinen
> Spannungsunterschied innerhalb der Stränge auf einer Seite. Bei
> Gleichtaktstörungen behandele ich einen Kabelstrang genauso wie eine
> einzelne Leitung. In der EMV spricht man hier auch von "Mantelströmen"

Ist dann genau der Punkt den ich nicht so richtig kapiere.

Gruß Dirk

von Michael K. (Gast)


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Dirk S. schrieb im Beitrag #3846331:
> Bei dem oberen Bild hätte ich eine CM Störung, die von der
> Versorgungsspannung aus kommt. Da würde L1 + Cy1 und L2 + Cy2 wirken und
> die Störung kurzschließen.

In dem Fall sitzen die Y C's auf der falschen Seite.
Wenn die Störungen von aussen nach innen kommen, erhöhst Du die Impedanz 
nach innen und bietest gleichzeitig einen niederimpedanten Pfad an, den 
die Störungen dann lieber einschlagen.

Dirk S. schrieb im Beitrag #3846331:
> Um diese Störung zu dämpfen, könnte ich anstatt den Spulen L1 und L2
> auch eine CM Drossel nehmen, oder?

Nicht könnte, sondern muss es sei den Deine CM ist so klein das auch die 
kleinen induktivitäten L1 + L2 das noch mitfiltern.

Dirk S. schrieb im Beitrag #3846331:
> Das untere Bild wäre eine DM Störung. Da würde hauptsächlich der Cx
> Kondensator mein Signal kurzschließen. (Cx > Cy)
Auch hier sitzt X auf der falschen Seite, wenn Du von aussen kommende 
Störungen filtern willst.
In diesem Fall sind L1 und L2 goldrichtig

> Würde die Störung dann über Cstör3 abfließen?
Wie denn, wenn es bei DM keinen Spannungshub gegen Erde gibt ?

Dirk S. schrieb im Beitrag #3846331:
> Ihr meintet das es nichts bringt, wenn ich anstatt L1 und L2 eine CM
> Drossel einsetzen würde. Das verwirrt mich irgendwie.

DM kann eine CM Drossel 'nicht' befiltern, weil die gegensätzlichen 
Stromverläufe sich in der Induktiven Wirkung aufheben und die Drossel 
nicht da ist. Du selber redest doch davon das sich die Ströme aufheben.
DM und Nutzstrom haben doch die gleichen Verläufe und sind beinahe das 
gleiche, wie soll die Drossel sich da unterschiedlich verhalten ?

DM wird durch eine CM Drossel überhaupt nur befiltert, weil die Kopplung 
nicht ideal ist und die so genannte Streuinduktivität wie eine DM 
Drossel wirkt. Diese Streuinduktivität ist aber verschwindent gering 
gegenüber der CM Induktivität.

Dirk S. schrieb im Beitrag #3846331:
> 3. Für eine DM Störung, wie im unteren Bild, müsste ich die Schaltung HF
> mäßig betrachten, d.h. + und Masse sind ein Leiter und die Störung istör
> bezieht sich auf Erde. Müsste diese dann nicht auch einen magnetischen
> Fluss in einer CM Drossel hervorrufen? Der Störstrom würde doch durch
> die CM Drossel fließen und über Erde zurück zum Störer?

NEIN !
>> Merke: bei Gleichtaktstörungen sind alle Leitungsstränge HF-mäßig
>> parallel
Übersetze mal 'gleich' ins englische. => common

DM = differential Mode = Gegentakt = gegensätzliche Stromrichtungen
DM = KEIN Spannungshub gegenüber Erde, X Kondensatoren wirken, NICHT Y

CM = Common Mode = Gleichtakt = Ströme haben gleiche Richtung = 
Spannungshub der kompletten Schaltung gegenüber Erde.
Y Kondensatoren wirken und / oder die Verluste in der CM Drossel.
X Kondensatoren sehen die CM störung noch nicht mal.

DM Störungen können nicht nach Erde abfliessen

CM = F eher hoch
DM = F eher niedrig

Hängt aber alles davon ab wer oder was stört und warum.

Radio Eriwan ist z.B. ein CM Störer den Dein Radio hörbar macht.
230V / 50Hz Netzspannung sind eine DM Störung erheblicher Höhe.
So hoch das Du damit Deinen Kühlschrank betreiben kannst.

Atme mal tief durch, nimm ein wenig Abstand und dann überlegst Du noch 
mal wo Spannunghübe sind, wo Ströme fliessen und in welche Richtung.
Warum sollte ein Strom in die eine Richtung fliessen und wie bekomme ich 
den dazu einen anderen Weg einzuschlagen.

Les mal die einschlägige Literatur im Netz zu Netzfilter Design.

von Dirk S. (duerk)


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Hallo,

danke nochmal für deine ausführliche Antwort. Ich habe noch ein bisschen 
mehr über das Thema gelesen und weiß jetzt, wo mein Gedankenfehler lag:

Michael Knoelke schrieb:
> DM Störungen können nicht nach Erde abfliessen

Ich dachte das geht und bin deswegen immer zu widersprüchlichen Aussagen 
gelangt. Aber jetzt ist mir die Sache schon klarer.

Gruß Dirk

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