Störaussendung Steckernetzteile - Lehrstuhl für Elektromagnetische

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Gliederung
 Messverfahren
 Problemstellung & Vorgehensweise
 DUTs
 Messplatz-Verifikation
 Modifikationen
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Gliederung
 Messverfahren
 Problemstellung & Vorgehensweise
 DUTs
 Messplatz-Verifikation
 Modifikationen
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Störaussendung Steckernetzteile
Ausbreitungsweg
■ Ausbreitungsweg abhängig von der Frequenz der Störquelle
L
Störquelle
idm
icm/2
Netz
N
Stör >> längste Systemabmessung  leitungsgeführt
Stör << längste Geräteabmessung  abgestrahlt
Geräteabmessung < Stör < Kabelabmessung  abgestrahlt
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Störaussendung Steckernetzteile
Antennenwirkung
ZN(f)
L
Störquelle
icm/2
Netz
N
l
■ i. a. R. Fehlanpassung zwischen Störquelle und Netz
■ Dilemma: Auf welchem Weg ist die maximale Funkstörleistung
ermittelbar?
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Störaussendung Steckernetzteile
Aufbau Messwandlerzange
Quelle: DIN EN 55016-2-2
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Störaussendung Steckernetzteile
Aufbau Messwandlerzange (1)
Quelle: DIN EN 55016-1-3
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Störaussendung Steckernetzteile
Aufbau Messwandlerzange
Quelle: DIN EN 55016-1-3
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Störaussendung Steckernetzteile
Kalibrierdaten Messwandlerzange
Quelle: Zangenhersteller
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Störaussendung Steckernetzteile
Durchführung Messung
Quelle: DIN EN 55016-2-2
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 Problemstellung & Vorgehensweise
 DUTs
 Messplatz-Verifikation
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Störaussendung Steckernetzteile
Ausgangspunkt & Problemstellung
■ Zwei Steckernetzteile mit sehr ähnlichem Schaltungsaufbau aber
gravierend unterschiedlichen EMV-Störaussendungen.
■ Im Zusammenhang mit DIN EN 55014-1 höhere Pegel mit erhöhtem
Entstöraufwand.
■ Diverse Effekte bei der Beurteilung der Störaussendung seitens des
Herstellers ergaben ein sehr uneinheitliches Bild.
■ Zusätzliche Diskrepanzen beim Vergleich mit Messungen anderer
Prüflabore (TÜV bzw. Kunde).
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Störaussendung Böse & Gut
Zielsetzung
■ Evalution der bisher erfolgten Entstörmaßnahmen.
■ Identifikation kritischer Störquellen.
■ Auffinden kritischer Ausbreitungspfade.
■ Erarbeiten von Alternativvorschlägen, v. a. unter Einbeziehung von
Kostenaspekten.
■ Dabei vor allem Alternativen mit möglichst unaufwändigen Änderungen
wünschenswert (nur kleine Änderungen der bisherigen Designs).
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 Messverfahren
 Problemstellung & Vorgehensweise
 DUTs
 Messplatz-Verifikation
 Modifikationen
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Störaussendung Böse & Gut - DUTs
Schaltbild Böse
EMV-Komponenten
Gemeinsamkeiten
Unterschiede
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Störaussendung Böse & Gut - DUTs
Schaltbild Gut
?
EMV-Komponenten
Gemeinsamkeiten
Unterschiede
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Störaussendung Böse & Gut - DUTs
Trafo Böse
■ nNenn = 105/16 =
= 6,6
■ LH,Nenn = 1,31 mH
■ LS,Nenn < 7 %
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Störaussendung Böse & Gut - DUTs
Trafo PANASONIC
■ nNenn = 135/8 =
= 16,9
■ LH,Nenn = 1,31 mH
■ LS,Nenn < 7 %
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 Problemstellung & Vorgehensweise
 DUTs
 Messplatz-Verifikation
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Normanforderungen
■ Messung per Wandlerzange für kleine Geräte-Abmessungen
zulässig.
■ Vorgeschriebene Mindestabstände.
■ Anforderungen an Messgeräte (Dämpfung, Übertragungsmaß
Wandlerzange etc.).
■ Einstellung des Messempfängers.
■ Vorgabe der Verfahrwiderstände entlang des Netzkabels.
■ Messung unter ungünstigsten Betriebsbedingungen
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Einfluss Messumgebung
■ fs  30 kHz (Böse)
bzw.
fs  50 kHz (Gut)
 Kontinuierliches
Spektrum bei
vorgeschriebener
ZF-Bandbreite
von 120 kHz!
■ Diskrete Spektrallinien aufgrund
externer Störquellen
■ Störaussendung bis
fmax  100 MHz
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
geschirmte Messumgebung
■ Messaufbau in
geschirmter EMVKabine.
■ Unterschreitung der
Mindestabstände am
entfernten Netzkabelende des
DUTs.
■ Ferritkacheln wirken
u. a. als Dämpfung
und verändern die
Antennenimpedanz
des Netzkabels.
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
geschirmte Messumgebung
■ Deutliche Reduktion
der externen
Störpegel.
■ Verbleibende
diskrete Störungen.
■ Eintrag durch
Stromzuleitung.
■ Eintrag durch
Messempfänger.
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Messergebnisse Hersteller
■ In Abhängigkeit des
DUTs mehr oder
wenige starke
Differenzen.
■ Höchste Pegel bei
ca. 30 MHz und zw.
60 MHz – 70 MHz.
■ Im worst-case
Differenz ca. 3 dB.
■ Messdaten bis 90
MHz.
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Vergleich der Messumgebungen
Herst.
■ In Abhängigkeit des
Aufbaus mehr oder
wenige große
Differenzen.
■ Aufbau innerhalb der
geschirmten Kabine
bringt tendentiell
niedrigere Pegel.
 Vergleich verschiedener Messergebnisse nur
unter Vorbehalt!
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Reproduzierbarkeit LEMF
 Im Rahmen des Messverfahrens gute Reproduzierbarkeit!
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Einfluss Arbeitspunkt
Böse
Gut
Hersteller
Nennbed.
Nennbed.
Hersteller
LEMF
LEMF
 Normphilosophie: Für Störaussendung ungünstigster
Arbeitspunkt zu wählen!
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatz
Einfluss Arbeitspunkt - Gut
■ In Abhängigkeit des
Arbeitspunktes nur
geringe Pegeländerungen.
■ Kaum merkliche
Frequenzverschiebung.
■ Im worst-case
Differenz nur 0,3 dB
Unterschied.
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 Messverfahren
 Problemstellung & Vorgehensweise
 DUTs
 Messplatz-Verifikation
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Störaussendung Böse & Gut - Modifikationen
Entfernen der Ferritperle beim “bösen” Gerät
■ Im kritischen
Frequenzbereich zw.
60 und 70 MHz
nachweisbare
Wirksamkeit der
Ferritperle.
■ Erhöhter Abstand
zum erlaubten
Grenzwert 
Exemplarstreuung.
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Störaussendung Böse & Gut - Modifikationen
Entfernen der Ferritperle beim “guten” Gerät
■ Insgesamt sehr
niedriger Pegel nahe
dem Rauschniveau
des Messaufbaus.
■ Kritischster
Frequenzbereich bei
ca. 80 MHz.
■ Reduktion des
Pegels?
■ Notwendigkeit der
Entstörmaßnahme?
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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