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Leitfaden für Rauschunterdrückungsfilter
Grundlagen der Rauschunterdrückung [Lektion 14] Verwendung von Gleichtaktdrosselspulen für Stromversorgungsleitungen
Dieser Artikel enthält Informationen über die Verwendung von Gleichtaktdrosseln für Stromversorgungsleitungen.
1. Je nach Art der Gleichtaktdrosselspule muss auf die magnetische Sättigung geachtet werden.
In einem früheren Artikel wurde erläutert, dass sich der durch den Differenzstrom in den Spulen einer Gleichtaktdrosselspule erzeugte magnetische Fluss gegenseitig aufhebt, so dass es keinen Grund zur Besorgnis über magnetische Sättigung gibt. Es ist jedoch Vorsicht geboten, da einige Gleichtaktdrosselspulen so konstruiert sind, dass sie auch eine gewisse Reduzierung des Differentialmodusrauschens ermöglichen. Abb. 1 beschreibt den Aufbau dieser Art von Gleichtaktdrosselspulen.
Normalerweise sind Gleichtaktdrosselspulen so ausgelegt, dass sich der in den beiden Spulen durch den Differenzstrom erzeugte magnetische Fluss so weit wie möglich aufhebt. Einige Gleichtaktdrosselspulen sind jedoch so ausgelegt, wie in der obigen Abbildung gezeigt, so dass sich nicht der gesamte magnetische Fluss gegenseitig aufhebt und ein Teil des magnetischen Flusses austritt.
Dies bedeutet, dass ein Teil des magnetischen Flusses verbleibt, was zu einer differentiellen Impedanz führt. Gleichtaktdrosselspulen, die auf diese Weise konstruiert sind, reduzieren sowohl das Gleichtaktrauschen als auch das Differenzialrauschen wirksam. Darüber hinaus werden Hochgeschwindigkeitssignale nicht durch die Stromversorgungsleitungen geleitet, so dass die Auswirkungen auf die Signale nicht berücksichtigt werden müssen, was eine wirksame Beseitigung des Rauschens auf den Stromversorgungsleitungen ermöglicht.
Allerdings verbleibt in dieser Art von Gleichtaktdrosselspule ein magnetischer Differenzstrom, so dass eine Erhöhung des Differenzstroms auch den magnetischen Streufluss erhöht und leicht zu einer magnetischen Sättigung führen kann. In Stromversorgungsleitungen fließen große Differenzströme, so dass die Auswirkungen der magnetischen Sättigung zunehmen.
Daher sollte diese Art von Gleichtaktdrosselspule in einem Bereich eingesetzt werden, in dem es nicht zu einem Leistungsabfall aufgrund magnetischer Sättigung kommt.
Wenn die Verwendung einer Gleichtaktdrosselspule das Leitungsrauschen nicht merklich reduziert, kann es außerdem sein, dass Bauteile mit hoher Gegentaktimpedanz verwendet werden, was zu einer magnetischen Sättigung führt; dieser Punkt sollte also überprüft werden. Solange Bauteile mit hoher differentieller Impedanz in einem Bereich verwendet werden, in dem keine magnetische Sättigung auftritt, können sie sehr effektiv sein. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für die Eigenschaften einer Gleichtaktdrosselspule mit großem Wellenwiderstand. (Hinweis: Ein gutes Kennlinien-Diagramm, das die Eigenschaften eines Produkts für Stromversorgungsleitungen zeigt, konnte nicht gefunden werden, daher zeigt dieses Kennlinien-Diagramm die Eigenschaften eines Produkts für Signalleitungen).
2. Gleichtaktdrosselspulen für AC-Stromversorgungsleitungen
Die bisher beschriebenen Gleichtaktdrosselspulen werden an Orten mit relativ niedrigen Spannungen eingesetzt. Viele Gleichtaktdrosselspulen werden jedoch in Schaltungen verwendet, die an Wechselstromversorgungsleitungen (kommerzielle Stromversorgungsleitungen) angeschlossen sind, wie z. B. die Primärseite von Schaltnetzteilen. Gleichtaktdrosselspulen, die an diesen Stellen eingesetzt werden, werden oft als "Netzfilter" bezeichnet.
Diese Gleichtaktdrosselspulen werden zusammen mit Querstromkondensatoren (X-Kondensatoren) und Netzüberbrückungskondensatoren (Y-Kondensatoren) verwendet, um zu verhindern, dass das vom sekundärseitigen Stromkreis erzeugte Rauschen auf die Primärseite durchdringt, und um zu verhindern, dass das vom Stromversorgungsstromkreis erzeugte Rauschen über das Netzkabel entweicht.
Leitungskondensatoren beseitigen das Differenzrauschen, und Leitungsbypasskondensatoren und Gleichtaktdrosseln beseitigen das Gleichtaktrauschen. Eine Erhöhung der Kapazität eines Leitungsbypass-Kondensators ermöglicht die Beseitigung niederfrequenter Gleichtaktstörungen, aber das Risiko von Leckströmen zur Erde steigt mit der Kapazität, so dass die Kapazität auf einem bestimmten Wert oder weniger gehalten werden muss. Aus diesem Grund werden Gleichtaktdrosselspulen hauptsächlich für den niederfrequenten Bereich verwendet, der nicht durch Leitungsbypass-Kondensatoren abgedeckt werden kann. Darüber hinaus kann die Verwendung von Normalmode-Drosselspulen in einigen Fällen auch zu einer verbesserten Beseitigung von Differentialmode-Rauschen führen.
Gleichtaktdrosselspulen, die in Wechselstromversorgungsleitungen verwendet werden, werden in Hochspannungsbereichen eingesetzt und müssen daher hohen Spannungen standhalten. Die Isolationsleistung und andere Eigenschaften werden durch die festgelegten Sicherheitsnormen spezifiziert, so dass Gleichtaktdrosselspulen, die für den Einsatz in Wechselstromversorgungsleitungen vorgesehen sind, diese Normen erfüllen müssen. Produkte mit einer Nennspannung von AC 250 V erfüllen diese Normen größtenteils. Für einige Geräte gelten jedoch besondere Anforderungen, so dass Sie sich in diesen Fällen an den Hersteller wenden sollten.
*Die in diesem Artikel enthaltenen Informationen waren zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuell. Bitte beachten Sie, dass sie von den neuesten Informationen abweichen können.
