DE2446624C3 - Anordnung zur Funkentstörung von elektronischen Geräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf e.ne Anordnung zur Funkentstörung von hochfrequente Storspannungen erzeugenden elektronischen Geraten ohne eingangsseitige Netztrennung insbesondere Umr.chterschaltungen, mit durch Übertrager galvanisch getrenntem Ein- und Ausgang unter Verwendung von eingangs- und ausgangsse.tig angeordneten Siebschaltungen.

Elektronische Schaltungen mit als Schalter arbeitenden Halbleitern stellen oft Hochfrequenzstorquellen mit ausgedehntem Frequenzspektrum dar. Um Funkstörungen zu vermeiden, müssen die Hochfrequenzspannungen auf den Ein- und Ausgangsleitungen solcher Geräte durch besondere Maßnahmen, ζ. B. durch Siebschaltungen, unterdrückt werden.

Die Funkentstö-ung von netzgespeisten elektronisehen Geräten der eingangs genannten Art bereitet unter Umständen sehr große Schwierigkeiten, wenn unter Beachtung besonderer Vorschriften für die Schutzisolierung der Geräte deren Bezugspotential an keinen Schutzleiter angeschlossen werden darf. Die Maßnahmen für eine ausreichende Funkentstörung werden dadurch weiter erschwert, daß elekironische Schaltungen ohne galvanische Trennung am Netz betrieben werden. Die Verwendung von Siebschahungen mit großen Kapazitäten im Stromkreis der Netzleitungen kann oine ausreichende Unterdrückung der Funkstörspannungen nicht sichcistcllen, da hochfrequente Störspannungen über Wicklungskapazitäten des Übertragers und andere Schaltungskapazitäten unvermeidlich erdunsymmetnsch von Netzleitungen fortgeleitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von Schaltungen eier eingangs genannten Art erzeugten Hochfrequenzstörspannungen bei fehlender Erdung des netzseitigen Schaltungsteils auf zulässig kleine Werte zu reduzieren.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der netzseitige und de ausgangsseitige Schaltungsteil der zu entstörenden Schaltung einschließlich der zugehörigen Übertragerwii.klungen je für sich jeweils mit der zugeordneten Siebschaltung vollständig mit einer Abschirmung versehen sind, daß Ableitkondensatoren der Siebschaltungen auf die Abschirmung geschaltet sind und daß die Abschirmung des netzseitigen Schaltungsteils gegen Erde isoliert ist. Mit einer solchen Anordnung zur Funkentstörung wird nicht nur erreicht, daß durch die Abschirmung die Störkapazität zwischen dem netzseitigen Schaltungsteil und Erde (Bezugspotential) vernachlässigbar klein und damit ein kapazitiver Verschiebungsstrom zum Bezugspotential unterbunden ist. Gleichzeitig wird auch die nachteilige Wirkung einer zweiten Störkapazität zwischen der Abschirmung des netzseitigen Schaltungsteils und der Ausgangswicklung des Übertragers vermierlen.

Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Abschirmung ist so getroffen, daß der als Ringkern ausgebildete magnetische Ktrn des Übertragers konzentrisch umgeben ist von zwei voneinander isolierten hohlringförmigen, entlang einer Mantellinie aufgeschlitzten Abschirmschalen, die über je ein von zwei konzentrischen, um Umfang der Abschirmschalen radial angesetzten rohrförmii;en metallischen Ansatzstücken mit je einem weiteren Abschirmgehäuse leitend verbunden zwei ge- ίο trennte Abschirmräume bilden, und daß im abgeschirmten Raum zwischen dem Ringkern und der inneren Abschirmschale die Piimärwicklung des Übertragers angeordnet ist, deren Anschlußdrähte durch den inneren rohrförmigen Ansatz an den im zi'sehörigen gegen Erde isolierten Abschirmgehäuse befindlichen netzseitigen Schaltungsteil geführt sind, und daß ferner das zweile mi! der äußeren Ahschirmschale verbundene Abschirmgehäusc geerdet und so ausgebildet ist, daß es eine über die äußere Abschirmschale gewickelte Sekundärwicklung des Übertragers und den ausgangsseitigen Schaltungsteil umschließt.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Unterteilung der Abschirmschalen entlang einer Mantellinie in einer Symmetrieebene und sind die rohrförmigen Ansatzstücke konzentrisch zueinander und symmetrisch zur Mantellinic angeordnet, so daß die von de:. Abschirmteilen gebildeten Kapazitäten eine abgeglichene Brückenschaltung bilden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt ein Ersützschaltbild einer hochfrequente Störspannungen erzeugenden Schaltung In F i c 2 sind die erforderlichen Maßnahmen für die Entstörung des Ein- und Ausgangs einer Schaltung nach Fig. 1 dargestellt. Fig. 3 gibt ein Ausführungsbeispiel für die praktische Durchführung der Abschirmung einer Schaltung an.

In Fig. 1 ist eine zu entstörende Schaltung mit einem Hochfrequenz-Störgi nerator G dargestellt, deren netzseitiger Teil mit dem Eingang 21. 22 durch einen Übertrager Ü vom Ausgang 23. 24 galvanisch getrennt ist. Zwischen dem Störgenerator (7 und den Netzeingangsklemmen sowit zwischen der Sekundärwicklung des Übertragers Ü und den Ausgangsklemmen ist je eine Z.C-Sicbschaltung eingeschaltet.

Während der netzseitige Schaltungsteil mit der Primärwicklung des Übertragers voraussetzungsgemäß nicht mit dem Netz-Schutzleiter verbunden sein darf, ist der ausgangsseitige Teil der Schaltung an ein Bezugspotential gelegt Der gestrichelt eingezeichnete Kondensator Cv stellt eine unvermeidliche Störkapazität dar, die aus Schaltungs- und Wicklungskapazitäten im Übertrager Ü gebildet wird Über die Widerstände Z, die eine Nachbildung des Netzwiderstands darstellen, und den Kondensator Cv schließt sich ein Stromkreis mit dem Störcencrator G. so daß Hochfrequenzstörspannungen troi/ einer LC-Sicbschaltung sehr großer Dämpfung ins Netz gelan- 6.-> gen. Im Resonanzgebiet von Induktivität /. und Kapazität Cx geht der Scheinwiderstand dieser Reihenschaltung gegen Null. Die gesamte Störspannung fällt daiin am Netzwiderstand ab. Um die erforderliche Dämpfung der Störspannungen von z. B fi'l dB zu erreichen, müßte die Störkapazilät Cv einen sehr geringen Wert aufweisen, der oei normalem Schaltungsaufbau praktisch nicht realisierbar ist In F i g. 2 ist schematisch dargestellt, wie durch Verwendung von zwei getrennten Abschirmräumen 9, 10 der eingangs- und ausgangsseitige Teil der Schaltung einschließlich der Übertragerwicklungen eingeschlossen sind.

Diebeiden Störkapazitäten Cv 1 und Cv 2 schließen nun Stromkreise innerhalb der jeweiligen Schirmzonen An den Widerständen Z fällt keine hochfrequente Störspannung mehr ab. Bei der Ausgestaltung der Abschirmungen ist zu beachten, daß sie keine Kurzschlußwindung im Transformator bilden. Die Abschirmungen müssen daher an geeigneter Stelle unterbrochen sein. Es muß ferner berücksichtigt werden, daß die Abschirmungen mit den Übertragern jeweils eine Windung darstellen, in der entsprechende Hochfrequenzspannungen transformatorisch induziert werden In den Abschirmungen sind damit zwangläiifig .Störspannungen eingeprägt, die im Netzkreis wirksam sein können. Die Abschirmungen müssen daher so ausgebildet sein, daß ihre eingeprägten Störspannungen und ihre «egenseiiigen Kapazitäten eine Brückenschaltung bilden, deren Nullzwei': von Funkstörspannungen frei ist

In Fig 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Funkentstörung eines Geräts im Prinzip wiedergegeben, bei dem sich Siebschaltungen und Maßnahmen zur Abschirmung gegenseitig ergänzen.

Bei dem /u entstörenden Gerät, das nur durch den Störgenerator if und einer, zugehörigen Übertrager V dargestellt ist. kann es sich um Stromversorgungsgeräte mit schaltenden Halbleitern, z. R. Umrichter verschiedener Ausführung. Pliaseneinschnittsschaltungen od. dgl. handeln. Der übertrager I. der den netzseitigen und ausgangsseitigen Schaltungsteil galvanisch trennt, kann gleichzeitig als Schwingiiheriragcr der Schaltung arbeiten Die beiden Schaltungsteile, von denen der netzseitige nicht mit dem Netz-Schutzleiter verbunden ist. sind in getrennten Schirmräumen 11, 12 untergebracht. Die Spannungsanteiie. die vom Störgenerator direkt über die Klemmen 21. 22 ins Netz bzw. über die Klemmen 23.24 an einen ausgangsseitig angeschlossenen Verbraucher gelangen können, werden durch entsprechend bemessene /CSiebschaltungcn ausreichend gedämpft.

Für den Übertrager Ü wird ein Ringkern 1 verwendet, der unmittelbar die Primärwicklung 4 und gegebenenfalls weitere Wicklungen, z. B. Rückkopplungswicklungen, deren Anschlüsse an den Schaltungsteil im Schirmraum 11 führen, trägt. Über diese Wicklung 4 schließt sich eine aufgeschnittene Abschirmschale 2 aus Metall als innere Abschirmung. Um eine Kurzschlußwirkung zu vermeiden, müssen die beiden Schalenhälften innen eine schlitzförmige Ausnehmung 13 aufweisen, über die innere Abschirmschale 2 sind zwei weitere entsprechend ausgebildete Schalenhälften 3 als weitere Abschirmung angeordnet. Zwischen äußerer und innerer Schirmschale ist die notwendige Isolation eingefügt, die konstruktiv zugleich die gegenseitige Lage der Abschirmschalen fixiert. Über die äußere Abschirmsehale 3 sind eine oder mehrere Ausgang·^·, icklungen 5 gewickelt. An ihrer äußeren Mantelfläche sind beide \bschirmschaleii 2. 3 kreisförmig durchbrochen Λ11 diese Bohrungen sind racli;>l gerichtet Rohrslücke 7. 8 aus Metall konzentrisch und gegeneinander isoliert angesetzt. Das innere Robrstück 7 mit kleinerem Durchmesser verbindet so die innere Abschirmschale 2 mit einem weiteren Abschirm-

raum It und das Rührstück 8 die äußere Abschirmschale 3 mit dem Abschirmraum 12. Die AnschluK-drähtc der Primärwicklung können so durch das Rohrstück 7 abgeschirmt an den zugehörigen netzseiligen Schaltungsteil geführt werden. Durch diese konstruktive Ausgestaltung der Abschirmungen l· auch der kapazitive Verschiebungsstrom von Sekundärwicklung 5 zur Abschirmschale 3 den schirniraum 11 weder induktiv noch kapazitiv Störpolential anheben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Funkentstörung von hochfrequente Störspannungen erzeugenden elektronischen Geräten ohne eingangsseitige Netztrennung, insbesondere Umrichterschaltupgen, mit durch Übertrager galvanisch getrenntem Ein- und Ausgang unter Verwendung von eingangs- und ausganssseitig angeordneten Siebschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß der netzseitige und der ausgangsseitige Schaltungsteil der zu entstörenden Schaltung einschließlich der zugehörigen Übertragerwicklungen, je für sich jeweils mit der zugeordneten Siebschaltung, vollständig mit einer Abschirmung versehen sind, daß Ableitkondensatoren der Siebschaltungen auf die Abschirmung geschaltet sind und daß die Abschirmung des netzseitieen Schaltungsteils gegen Erde isoliert ist. "

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Ringkern (1) ausgebildete magnetische Kern des Übertragers konzentrisch umgeben ist von zwei voneinander isolierten hohlringförmigen, entlang einer Mantellinie aufgeschlitzten Abschirmschalen (2. 3). die über je eines von zwei konzentrischen, am Umfang der Abs-hirmschalen (2, 3) radial angesetzten rohrförmigen metallischen Ansatzstürken (7, 8) mit je einem weiteren Abschirmgehäuse (9, 10) leitend verbunden zwei getrennte Abschirmräume (It, 12) bilden, und daß im abgeschirmten Raum zwischen dem Ringkern (I) uiid der inneren Abschirmschale (2) die Primärwicklung(4) des Übertragers angeordnet ist, deren Anschlußdrahte durch den inneren rohrförmigen Ansatz (7) an den im zugehörigen gegen Erde isolierten Abschirmgehäuse (9) befindlichen netzseitigen Schaltungsteil geführt sind, und daß ferner das zweite mit der äußeren Abschirmschale (3) verbundene Abschi· mgehäuse (10) geerdet und so ausgebildet ist, daß es eine über die äußere Abschirmschale (3) gewickelte Sekundärwicklung (5) des Übertragers und den ausgangsseitigen Schaltungsteil umschließt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung der Abschirmschalen (2,3) entlang einer Mantellinie in einer Symmetrieebene erfolgt, und daß die rohrförmigen Ansatzstücke (7,8) konzentrisch zueinander und symmetrisch zur Mantellinie angeordnet sind so daß die von den Abschirmteilen gebildeten Kapazitäten eine abgeglichene Brückenschaltung bilden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenabgleich durch Verfcrmen von Teilen der Abschirmung erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager innerhalb der inneren Abschirmschale (2) und/oder auf der äußeren Abschirmschale (3) mehrere Übertragerwicklungen aufweist.

6 Anordnung nach Anspruch I, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Rückkopplungswicklungen des netzseitigen Schaltungsteiis innerhalb der inneren Abschirmschale (2) angeordnet sind.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der inneren und der äußeren Abschirmschale durch isolierende Distanzstücke (6) festgelegt ist.