Jste zde

Proč potřebujeme síťový filtr a jak jej správně umístit?

SOS electronic, 9. Duben 2019 - 17:08

V současnosti je bez síťového filtru téměř nemožné splnit požadavky EMC norem. EMC komponenty společnosti Schurter Vám v tom pomohou.

Společnost Schurter nabízí široký rozsah EMC komponentů:

Zásuvky s integrovaným EMC filtrem pro proudy 0,5 až 20 A
EMC filtry (1 fázové, 3 fázové AC a DC). Nejmenší z nich, 1 fázový, 6A/250VAC FMLB-09 5500.2031 měří 50x45x28,6mm a váží 116g. Jeden z největších je 3 fázový, 1100A/520VAC FMAC-0974-K152I s rozměry 590x230x200mm a hmotností 47kg.
Proudově kompenzované tlumivky (1 fázové a 3 fázové) pro proudy 0,4 až 50A.
Většina zásuvek podporuje V-Lock uzamykací systém. Napájecí konektor je vybaven kolíkem, který zapadá do zářezu na zásuvce a tím spolehlivě zabraňuje neúmyslnému vytažení kabelu.

Více informací o všech EMC komponentech společnosti Schurter najdete v přehledech: zásuvky s integrovaným EMC filtrem, EMC filtry a proudově kompenzované tlumivky.

Proč potřebujeme síťový filtr?

Elektronická zařízení v současnosti typicky používají spínaný zdroj a rychlé digitální obvody. Taková zařízení generují během normálního provozu vysokofrekvenční napětí a proudy. Bez síťového filtru je téměř nemožné splnit požadavky EMC norem.

Dvě primární funkce síťového filtru jsou:

Zabránit, aby se vysokofrekvenční signály generované v zařízení dostaly do vstupního napájecího kabelu.
Zabránit, aby se vysokofrekvenční signály z elektro rozvodné sítě (rušení) dostaly do zařízení.

V současnosti musí zařízení pro informační technologie (ITE) splnit požadavky norem EN55032 (emise) a EN55035 (imunita).

EN55032 definuje limity rušení do vodičů (napájení a rozhraní s délkou kabelů > 3m) v rozsahu frekvencí 150kHz až 30MHz a rušení vyzařováním v rozsahu frekvencí 30MHz až 1GHz.

Síťové filtry Schurter jsou optimalizovány pro rozsah frekvenci 150kHz až 30MHz, kde poskytují maximální útlum, ale současně mají útlum okolo 20dB na frekvenci 400MHz, což pomáhá snížit vyzařování z antény tvořené napájecím kabelem.

Normy definující limity rušení do vodičů jsou ve skutečnosti určeny k omezení vyzařování z veřejné elektro rozvodné sítě, které vzniká z vysokofrekvenčních proudů tekoucích do sítě. Normálně jsou tyto proudy příliš malé na to, aby způsobily rušení jiných produktů připojených ke stejnému elektrickému vedení, avšak jsou dostatečně velké na to, aby způsobily vyzařování z elektro rozvodné sítě a staly se zdrojem rušení, například pro AM rádio.

(Například EN 55032 vyžaduje, aby rušení do vodičů ze zařízení třídy A bylo ≤ 60dBuV = 1mV ve frekvenčním rozsahu 500kHz až 30MHz)

Síťový filtr také účinně potlačuje trvalé vysokofrekvenční rušení během testu podle EN 55035 §4.2.2.3 kde je do napájecího kabelu injektován amplitudově modulovaný signál 3V RMS v rozsahu 150kHz až 10MHz a 3 až 1V v rozsahu 10MHz až 30MHz a 1V v rozsahu 30 až 80MHz.

V kombinaci s přepěťovou ochranou filtr také pomáhá úspěšně absolvovat testy podle EN 55035 §4.2.4 ( electrical fast transient) a EN 55035 §4.2.5 (surges).

Kam umístit síťový filtr?

Účinnost filtru je stejně, ne-li více, závislá na tom, jak a kde je namontován a jak jsou vedeny vodiče k filtru, než na elektrickém zapojení filtru. Následující obrázek zobrazuje tři běžné problémy spojené s montáží síťového filtru, které výrazně snižují jeho účinnost.

1. Filtr není namontován v blízkosti místa, kde vstupuje napájecí kabel do krytu. Nechráněný kabel (anténa) může zachytit rušení z elektrických a magnetických polí uvnitř krytu.
2. Vodič, který uzemňuje filtr na kryt, má velkou indukčnost, což snižuje účinnost Y kondenzátorů ve filtru. Výrobce montuje Y kondenzátory tak, aby spoj s krytem měl minimální indukčnost.

3. Nastává kapacitní vazba mezi zarušeným přívodem k napájecímu zdroji a vstupním napájecím kabelem.

Na následujícím obrázku je správně namontovaný síťový filtr.

Filtr je namontován v místě, kde napájecí kabel vstupuje do krytu pro zabránění vazby elektromagnetickým polem do filtrovaného napájecího kabelu. Kovový kryt také blokuje kapacitní vazbu z vstupních vodičů filtru do filtrovaného napájecího kabelu.

Filtr je namontován tak, že jeho kovový kryt má přímý kontakt s krytem zařízení, což eliminuje přídavnou indukčnost v sérii s Y kondenzátory. Jakýkoliv vodič mezi krytem filtru a krytem zařízení snižuje účinnost filtru kvůli jeho indukčnosti.

Vodiče mezi filtrem a napájecím zdrojem by měly být vedeny blízko krytu, což minimalizuje indukování rušivých napětí. Neveďte vstupní vodiče filtru v blízkosti DC výstupních vodičů zdroje, neboť to maximalizuje vazbu přes parazitní kapacity. Vstupní vodiče filtru by se měly udržovat mimo dosah signálových kabelů (zejména digitálních kabelů) a neměly by být vedeny nad nebo v blízkosti plošných spojů s digitálními obvody.

Dalším zlepšením oproti výše uvedenému uspořádání je namontovat napájecí zdroj v blízkosti filtru.

Výše uvedená fakta poukazují na výhody síťového filtru s integrovaným konektorem pro připojení střídavého napájecího kabelu.

Tato konfigurace nutí filtr namontovat tam, kde napájecí kabel vstupuje do krytu a kde je kovová příruba filtru našroubována nebo nýtovaná do krytu (na NENATŘENÉM vodivém povrchu), takže Y kondenzátory budou správně uzemněny.