DE102007029889B4

DE102007029889B4 - Line filter

Info

Publication number: DE102007029889B4
Application number: DE200710029889
Authority: DE
Inventors: Tobias Hofmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: DE102007029889A1

Abstract

Netzfilter mit X- und Y-Kondensatoren, Stabkerndrosseln und einer stromkompensierten Drossel, wobei diese Filterelemente als Tiefpass verschaltet sind, und wobei diese Tiefpassschaltung mit einer Vergussmasse derart umgeben ist, dass deren Anschlüsse herausragen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vergussmasse mit einer elektrisch leitenden Schicht überzogen ist, die ihrerseits mit einer Versiegelung überzogen ist.Line filter with X and Y capacitors, rod core chokes and a current-compensated choke, wherein these filter elements are connected as a low-pass, and wherein this low-pass circuit is surrounded with a potting compound in such a way that their connections protrude, characterized in that this potting compound with an electrically conductive layer is coated, in turn coated with a seal is.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Netzfilter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a line filter according to the preamble of the claim 1.

Aus dem Handbuch von Georg Durcansky mit dem Titel "EMV-gerechtes Gerätedesign – Grundlagen und Gestaltung störungsarmer Elektronik" von 1991, insbesondere den Seiten 340 bis 346, ist bekannt, dass zur Unterdrückung von Störeinflüssen ein Filter vorzusehen ist. Ein weit verbreitetes Filter ist das Netzfilter. Die Filterelemente eines derartigen Netzfilters sind als Tiefpass miteinander verschaltet. Als Filterelemente werden Quer-Kapazitäten (X- bzw. Y-Kondensatoren) und Längs-Induktivitäten (Stab- bzw. Ringkerndrosseln) verwendet. Zur Unterdrückung von symmetrischen Störkomponenten werden in der Regel nicht kompensierend geschaltete Stabkondensatoren verwendet. Die Unterdrückung von asymmetrischen Störanteilen erfolgt in der Regel mittels stromkompensierter Drosseln.Out the manual of Georg Durcansky entitled "EMC-compliant Device Design - Basics and design low-interference Electronics "from 1991, in particular pages 340 to 346, it is known that for the suppression of Disturbing influences Filter is provided. A widely used filter is the line filter. The filter elements of such a network filter are as low pass interconnected with each other. As filter elements, transverse capacitances (X- or Y capacitors) and longitudinal inductances (rod or Ring core chokes) used. For suppression of symmetrical interference components are usually not compensating switched rod capacitors used. The oppression of asymmetrical noise components is usually done by means of current-compensated chokes.

Aus der Veröffentlichung mit dem Titel "Funkentstörung leistungselektronischer Geräte", abgedruckt in der DE-Zeitschrift "antriebstechnik", Band 36, 1997, Nr. 11, Seiten 64 bis 66, ist eine Filterkonfiguration für ein leistungselektronisches Gerät, wie z. B. Umrichter bzw. Schaltnetzteil, bekannt. Dieses Filter, das auch als Funkentstörfilter bezeichnet wird, weist neben einer stromkompensierten Drossel auch noch Stabkerndrosseln auf. Zwischen jeweils einer Ausgangsleitung dieses Filters und einem Leiter, der mit Erdpotential verknüpft ist, ist ein Y-Kondensator geschaltet. Außerdem sind jede Ausgangsleitung und jede Netzleitung mit einem X-Kondensator verknüpft, wobei diese netz- und ausgangsseitigen Kondensatoren jeweils elektrisch in Stern geschaltet sind. Die beiden Sternpunkte sind jeweils mittels eines Y-Kondensators mit Erdpotential verbunden.Out the publication entitled "Radio interference suppression electronic Devices ", printed in the DE-journal "antriebstechnik", Volume 36, 1997, No. 11, pages 64 to 66, is a filter configuration for a power electronic Device, such as As converter or switching power supply, known. This filter, that also as a radio interference filter is designated, in addition to a current-compensated choke also Bar core chokes on. Between each one output line this Filters and a conductor linked to ground potential, is a Y-capacitor connected. In addition, each output line and each power line linked to an X-capacitor, this network and output side capacitors are each electrically connected in star. The two star points are each by means of a Y-capacitor connected to ground potential.

Aus dem Gerätehandbuch "SINAMICS S120 AC Drive", Ausgabe 03/2006, insbesondere dem Kapitel "Netzseitige Leistungskomponenten" ist bekannt, dass ein Netzfilter bzw. ein Funkentstörfilter ausgangsseitig mit Eingängen eines Umrichters oder mit Eingängen einer Netzdrossel verschaltet ist, deren Ausgänge mit Eingängen eines Umrichters verknüpft sind. Die Schaltung des Netzfilters ist in einem Metallgehäuse, beispielsweise aus Stahlblech oder aus Aluminiumblech, untergebracht, wobei diese Schaltung in diesem Metallgehäuse vergossen ist. Das Metallgehäuse ist quaderförmig und weist beispielsweise in der Baugröße A folgende Abmessungen 200 × 73 × 44 mm auf. Auf diesem Metallgehäuse des Netzfilters wird das Gehäuse eines Umrichtergerätes derart montiert, dass diese beiden Gehäuse miteinander elektrisch leitend verbunden sind.Out the manual "SINAMICS S120 AC Drive ", issue 03/2006, in particular the chapter "network-side power components" is known that a line filter or an RFI filter on the output side with inputs an inverter or with inputs is connected to a line reactor whose outputs are connected to inputs of a Inverter linked are. The circuit of the mains filter is in a metal housing, for example made of sheet steel or aluminum sheet, accommodated, this circuit in this metal case is shed. The metal case is cuboid and has, for example, in the size A following dimensions 200 × 73 × 44 mm on. On this metal case the mains filter becomes the housing a converter device mounted so that these two housings with each other electrically are conductively connected.

Soll das Metallgehäuse eines Netzfilters einen hohen Schutzgrad, beispielsweise IP 56, aufweisen, so erhöht sich der Aufwand für dieses Metallgehäuse. Ein Umrichter mit zugeordnetem Netzfilter, wie in dem Gerätehandbuch gezeigt, wird beispielsweise in einem Schaltschrank untergebracht. Durch die immer dichter bestückten Schaltschränke ist es nicht immer möglich, ein mit einem rückwärtig angeordnetem Netzfilter versehenen Frequenzumrichter in einem solchen Schaltschrank unterzubringen.Should the metal case a network filter has a high degree of protection, for example IP 56, have, so increased the effort for this metal case. A drive with associated line filter as described in the device manual shown, for example, housed in a cabinet. Due to the increasingly dense cabinets it is not always possible one with a rear-facing Line filter provided frequency converter in such a cabinet accommodate.

Aus der US 5 195 232 A ist ein EMV-Filter bekannt, das X- und Y-Kondensatoren und eine Drosselanordnung aufweist. Diese Komponenten sind mittels eines Tragelements aus elektrisch isolierendem Material räumlich zueinander kompakt angeordnet. Diese Anordnung ist mit einer Ummantelung aus Metall versehen, wobei die Innenseite dieser Ummantelung mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen ist. Diese Ummantelung ist mit einem Dichtstreifen versiegelt und das Innere der Ummantelung ist mit einer Vergussmasse aufgefüllt. Durch diese Konstruktion erhält man ein sehr kompaktes Filter, dessen Komponenten nicht mehr in einem separaten Metallgehäuse untergebracht sind. Durch die Ummantelung sind die Komponenten aber dennoch eingehaust.From the US 5,195,232 For example, an EMC filter is known which has X and Y capacitors and a choke arrangement. These components are arranged spatially relative to one another by means of a support element of electrically insulating material. This arrangement is provided with a sheath of metal, wherein the inside of this sheath is coated with an electrically insulating material. This jacket is sealed with a sealing strip and the interior of the shell is filled with a potting compound. This construction gives a very compact filter whose components are no longer housed in a separate metal housing. The sheath, however, the components are still housed.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Netzfilter anzugeben, das einen hohen Schutzgrad aufweist und an einem vorhandenen Raum anpassbar ist.Of the The invention is therefore based on the object of specifying a line filter, which has a high degree of protection and in an existing space is customizable.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.These The object is achieved with the characterizing features of claim 1 according to the invention.

Dadurch, dass die Vergussmasse der Tiefpassschaltung des Netzfilters mit einer elektrisch leitenden Schicht überzogen ist, die ihrerseits mit einer Versiegelung überzogen ist, wird für die Tiefpassschaltung kein Metallgehäuse mehr benötigt. Das heißt, die Vergussmasse kann jede beliebige dreidimensionale Form annehmen. Dadurch kann jedes gewünschte De sign für das Filter preiswert umgesetzt werden. Außerdem weist das erfindungsgemäße Netzfilter einen hohen Schutzgrad auf, da die Tiefpassschaltung derart mit einer Vergussmasse umgeben ist, dass nur die netz- und stromrichterseitigen Anschlüsse aus dieser herausragen. Die Außenfläche dieser Vergussmasse ist mit einer elektrisch leitenden Schicht überzogen. Dazu kann ein EMV-Spray oder ein EMV-Lack verwendet werden. Nachdem diese EMV-Schicht getrocknet ist, wird zum Schutz gegen mechanischer Beanspruchung diese EMV-Schicht versiegelt. Zur Versiegelung wird beispielsweise Harz verwendet, wobei die Schichtdicke nicht festgelegt ist. Um der Vergussmasse ein vorbestimmtes Design zu geben, wird eine Form, insbesondere eine Silikonform, mit dem gewünschten Design erstellt, in der die Tiefpassschaltung vergossen wird. Nachdem die Vergussmasse ausgehärtet ist, kann die Silikonform einfach abgezogen werden.The fact that the potting compound of the low-pass filter of the line filter is coated with an electrically conductive layer, which in turn is coated with a seal, no metal housing is needed for the low-pass circuit. That is, the potting compound can take any three-dimensional shape. As a result, any desired sign for the filter can be implemented inexpensively. In addition, the line filter according to the invention has a high degree of protection, since the low-pass circuit is surrounded with a potting compound in such a way that only the mains and converter side connections protrude from this. The outer surface of this potting compound is coated with an electrically conductive layer. For this purpose, an EMC spray or an EMC varnish can be used. After this EMV layer has dried, this EMV layer is sealed to protect against mechanical stress. To seal, for example, resin is used, wherein the layer thickness is not fixed. In order to give the potting compound a predetermined design, a mold, in particular a silicone mold, with the desired design is created, in which the low-pass circuit is cast. After the potting compound has hardened is, the silicone mold can be easily peeled off.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erhält man ein Netzfilter bzw. ein EMV-Filter, das einen hohen Schutzgrad und ein beliebig gewähltes Design aufweist. Dadurch kann man ein derartiges Netzfilter ohne großen Aufwand an ein Geräte-Design eines Umrichtergerätes anpassen. Außerdem besteht die Möglichkeit, einen verbleibenden Raum innerhalb eines Schaltschrankes dadurch nutzen zu können. Durch Weglassen des Metallgehäuses verringert sich auch das Gewicht dieses Netzfilters. Da die Stückzahlen eines Netzfilters eher klein sind, verringert sich der Preis eines erfindungsgemäßen Netzfilters gegenüber ein im Handel erhältlichen Netzfilter, wobei sich der Schutzgrad aber wesentlich erhöht hat.By the inventive design is obtained Line filter or an EMC filter that has a high degree of protection and a arbitrarily chosen design having. As a result, you can such a network filter without much effort adapt to a device design of a converter. There is also the possibility, a remaining space within a control cabinet thereby to be able to use. By omitting the metal housing also reduces the weight of this network filter. Because the numbers of a network filter are rather small, the price of one decreases inventive network filter across from a commercially available line filter, However, the degree of protection has increased significantly.

Claims

Line filter with X and Y capacitors, rod core chokes and a current-compensated choke, these filter elements are connected as a low-pass filter, and wherein this low-pass circuit is surrounded with a potting compound such that their connections protrude, characterized in that this potting compound with an electrically conductive layer coated, which in turn is coated with a seal.

Line filter according to Claim 1, characterized that the potting compound is arbitrarily shaped.

Line filter according to Claim 1, characterized that the electrical layer is created by means of an EMC spray.

Line filter according to Claim 1 or 2, characterized that the electrical layer is created by means of an EMC varnish.

Line filter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that is provided as a sealing resin.