Jedes Mal, wenn Sie ein Gerät an eine Stromversorgung anschließen, werden zwei Arten von Strömen über das Stromkabel geleitet: Differenzmodusströme und Gleichtaktströme. Die Summe dieser Ströme wird während eines durchgeführten Emissionstests gemessen und sein Spektrum mit Grenzwerten verglichen.
Gegentaktströme werden normalerweise vom Gerät erzeugt, um das Gerät mit Strom zu versorgen. Sie können auch als Versorgungsströme bezeichnet werden, die im Allgemeinen aus niedrigen Frequenzen (z. B. 50/60 Hz) und hohen Frequenzen (z. B. 100 kHz + Harmonische einer Schaltung) bestehen können Schaltung).
Abbildung 1. Differentialmodusströme im durchgeführten Emissionstest
Gleichtaktströme werden normalerweise nur aufgrund der parasitären Parameter des gesamten Systems vernachlässigt, nicht nur aufgrund der Parameter des Geräts selbst.
Stellen Sie sich folgende Frage: Erinnern Sie sich an das 50/60-Hz-Signal, das Sie auf dem Zielfernrohr sehen, wenn Sie die Sonde mit dem Finger berühren? Dies ist auf ein Phänomen zurückzuführen, das Gleichtaktströmen ähnelt: Eine Quelle erzeugt ein Feld (50/60 Hz aus den Gebäudekabeln), das durch parasitäre Parameter mit Ihrem Körper gekoppelt wird und das wiederum die gekoppelte Leitung leitet Spannung an die Sonde und das Zielfernrohr.
Das Oszilloskop ist über seine internen parasitären Parameter und das Stromkabel wieder an die öffentliche Leitung gekoppelt. Am Ende wird eine große Schleife erzeugt, die in der Lage ist, einen kleinen Strom zu leiten, der durch die Architektur der Geräte im System, die damit verbundenen parasitären Parameter und Signalquellen im System bestimmt wird (Spannung der Gebäudeleitungen und Spannungen der Schaltung innerhalb des Geltungsbereichs).
Abbildung 2. Das Maß des Signals, das beim Berühren der Sonde mit einem Finger erzeugt wird.
Eine ähnliche Situation tritt beim Test der durchgeführten Emissionen auf. Beide Leitungen der Hauptversorgung können einen Strom in die gleiche Richtung leiten, die mit dem Chassis des EUT bei RF gekoppelt ist. Das Gehäuse ist mit dem Erdungskabel verbunden, das in diesem Schema als Rückweg für solche Gleichtaktströme dient und eine Schleife erzeugt.
Gleichtaktströme können auch vorhanden sein, wenn der UT nicht mit der Erde verbunden ist oder kein leitfähiges Chassis hat, da der interne Stromkreis des EUT direkt mit der Erdungsebene unterhalb des EUT selbst gekoppelt werden kann.
Abbildung 3. Gleichtaktströme im durchgeführten Emissionstest.
Der Empfänger misst die Spannung über die 50-Ω-Impedanz, die das LISN für jede Phase bei RF darstellt. Durch Summieren der Differenz- und Gleichtaktströme ergeben sich am Empfänger folgende Messsignale:
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VPHASE 1 = 50 Ω I (I.CM+ IMD)
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VPHASE 2 = 50 Ω I (I.CM - IMD)
Normalerweise werden solche Spannungen am Empfänger als dBuV gemessen, um sie mit den Grenzwerten zu vergleichen, die in den EMV-Vorschriften vorgesehen sind, wie zuvor dargestellt.
Rauschunterdrückungstechniken
Jedes Gerät benötigt eine Art Filterung am Netzanschluss, um die Differenz- und Gleichtaktströme am LISN zu reduzieren und so das gesamte gemessene Rauschen unter den Grenzwerten zu halten.
Abbildung 4. Allzweck-AC / DC-EMI-Filter. Bild mit freundlicher Genehmigung des Datenblattes SCHAFFNER FN2020
Ein sehr verbreitetes Filterschema ist das in Abbildung 4 dargestellte. Kondensatoren über den Phasen (Cx-1 und Cx-2) stellen bei HF eine niedrige Impedanz dar, die als Filter für Gegentaktströme fungiert. Stattdessen die Kondensatoren Cy zwischen jeder Phase und dem Erdungsanschluss PE haben die Aufgabe, die Gleichtaktströme zum Erdungsanschluss kurzzuschließen und zu verhindern, dass sie die LISN-Phasen erreichen, und wirken so als Gleichtaktfilter.
L ist eine Gleichtaktdrossel, eine Art Transformator, bei dem jede Wicklung mit jeder Leitung in Reihe geschaltet ist. Für die Ströme mit der gleichen Richtung (Gleichtakt) ist die dargestellte Impedanz sehr hoch und L wirkt als Filter. Im Gegensatz dazu ist für die Ströme, die entgegengesetzte Richtungen haben (Differentialmodus), die dargestellte Impedanz sehr niedrig und die Wirkung von L ist vernachlässigbar.
Um dieses gemeinsame Schema herum gibt es viele Varianten, und Designer arbeiten daran, die Filterstufe an den speziellen Fall des Geräts anzupassen.