Ein praktischer Blick auf Drosseln zur EMI-Kontrolle

Hochfrequenzelektronik kann selbst für diejenigen, die sich bewusst mit diesem Gebiet befassen, wie eine schwarze Kunst erscheinen. Aber wehe der armen Seele, die sich nur nebenbei damit auseinandersetzen muss, etwa wenn es darum geht, elektromagnetische Störungen zu minimieren. Diese Einführung in die Funktionsweise von HF-Drosseln zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen ist eine hervorragende Möglichkeit, die Theorie von einem praktischen, ergebnisorientierten Standpunkt aus zu erklären.

Als Hobby-Maschinenbauer und Werkzeugmaschinenbauer ist [James Clough] auf viele Fälle gestoßen, in denen EMI sein hässliches Gesicht gezeigt hat. Antriebe mit variabler Frequenz sind ein Ort, an dem elektromagnetische Störungen Probleme verursachen können, und Drosseln an den Motorphasenausgängen sind im Allgemeinen vorgeschrieben. Er verwendete eine teure Drossel, die speziell für VFD-Anwendungen in einer seiner Maschinen vermarktet wurde, fragte sich jedoch, ob ein billiger Ferritkern die Aufgabe genauso gut erfüllen würde, und machte sich daran, es herauszufinden.

Das Durchsuchen einiger Ferritkerne mit einem geliehenen Vektornetzwerkanalysator erwies sich als unbefriedigend, also führte [James] ein einfaches Experiment mit einem Funktionsgenerator und einem Oszilloskop durch. Seine Demo zeigt, wie die Impedanz einer Drossel mit der Frequenz des Testsignals zunimmt, was genau das Verhalten ist, das Sie von einem VFD erwarten würden – die relativ niederfrequenten Phasensignale weiterleiten und gleichzeitig die hochfrequente EMI blockieren. Zur Sicherheit schaltet er einen Kondensator parallel zur Drossel und zeigt, wie viel besser ein Tiefpassfilter ist.

Wir lieben Demos wie diese, die nicht nur den intellektuellen Juckreiz stillen, sondern auch ein praktisches Ziel haben. [James] hat nicht nur gezeigt, dass (zumindest in einigen Fällen) ein 13-Dollar-Ferrit die gleiche Aufgabe erfüllen kann wie eine 130-Dollar-VFD-Drossel, sondern er hat auch gezeigt, wie sie funktionieren. Es handelt sich um grundlegende Dinge, aber es ist das, was Sie wissen müssen, um zu fortgeschritteneren HF-Filterdesigns überzugehen.