EMV-Filter EPCOS hat den Siemens-Filfer (SI-FI) grundlegend überarbeitet

Autor / Redakteur: Ingo Otten* / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die 2-Leiter-Filter unterdrücken elektromagnetische Störungen und sorgen für eine hohe Systemverfügbarkeit. Der Trend geht zu einer umfassenderen EMV-Filterung, die möglichst weltweit einsetzbar ist und die strengsten EMV-Bestimmungen berücksichtigt. Ein neues Verfahren garantiert, dass die Filter stets über die gleichen Eigenschaften trotz unterschiedlicher Spezifikation verfügen.

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Bild 3: EMV-Filter für allgemeine Anwendungen
Bild 3: EMV-Filter für allgemeine Anwendungen
( Archiv: Vogel Business Media )

Unternehmen, die für den Weltmarkt produzieren, werden in den jeweiligen Ländern mit unterschiedlichen gesetzlichen Regelungen hinsichtlich der Entstörung von elektrischen Geräten konfrontiert. Gleichzeitig gelten jedoch weltweit dieselben Gesetze der Physik. Um EMV-Probleme in der Nähe anderer Elektrogeräte zu vermeiden, orientieren sich die Gerätehersteller deshalb immer öfter an den strengsten Gesetzesvorgaben beziehungsweise an den rauesten Umgebungsbedingungen.

Die so festgelegten EMV-Grenzwerte halten die Hersteller dann bei weltweit ausgelieferten Geräten ein – selbst wenn damit die jeweiligen Gesetzesvorgaben in einzelnen Regionen bei weitem übertroffen werden. Neben zufriedenen Kunden ergibt sich auch eine vereinfachte Logistik, weil für den gesamten Weltmarkt nur eine Entstörvariante zum Einsatz gelangt. Außerdem kommt es immer öfter vor, dass Maschinen und Geräte schon nach kurzer Zeit in eine andere Region verlagert werden, in der strengere EMV-Bestimmungen gelten. Aus diesem Grund geht der Trend immer mehr dahin, eine möglichst umfassende Filterung einzubauen, um so vor eventuell erst später auftretenden unliebsamen Überraschungen geschützt zu sein.

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Maßgeschneiderte Problemlösungen für Entwickler

Ein Entwickler aus der Industrie-Elektronik suchte beispielsweise eine Entstörlösung für ein Schaltnetzteil, das die Anforderungen gemäß EN 55011 Klasse B nicht erfüllte. Der Platz für ein Netzteil, das einen Maximalstrom von 3 A aufnimmt, war sehr beschränkt. Das Unternehmen entschied sich für eine externe Lösung. Die Wahl fiel auf einen 2-Leiter-Filter des Typs SIFI-G B84112-G-B30. Die Messkurven im Bild 2 zeigen, in welchem Umfang der Filter aus der Baureihe SIFI-G die Störspannungen eliminiert.

Alle Filter der Baureihen A bis E sowie G und H sind für Wechsel- und Gleichspannungen bis 250 V zugelassen. Selbst bei Strömen von 36 A beträgt der Ableitstrom bei den SIFI-G-Typen maximal 0,5 mA, ein Wert, der bis 16 A auch für SIFI-H gilt. Mit maximalen Ableitströmen von nur 3,5 mA bei Nennströmen von 20, 25 oder 36 A weisen die SIFI-H-Module echte Spitzenwerte auf. Die neuen Typen sind bei spezifizierten Nennströmen von 3 bis 16 A jeweils mit 6,3-mm-Flachsteckern und bei Nennströmen von 20 bis 36 A mit M5-Schraubanschlüssen ausgestattet (Bild 3).

Für neue Designs kommen primär die neuen SIFI-Filter der Baureihen G und H zum Einsatz, aber auch die alten Baureihen werden weiterhin gefertigt. Vom Dämpfungsverhalten her entspricht SIFI-G etwa SIFI-B, und SIFI-H weist in etwa die Filtercharakteristik von SIFI-C auf. Alle SIFI-Modelle sind gemäß UL, CSA bzw. cUL und ENEC zugelassen.

Ohne Leiterplatte gleiche HF-Eigenschaften garantieren

Bei den neuen SIFI-Modulen setzt EPCOS anstelle des Wellenlötverfahrens ein neues selektives Lötverfahren in Kombination mit einem proprietären Fixier- bzw. Montageverfahren ein. Die Anordnung der Bauelemente hat auch Auswirkungen auf die Dämpfungscharakteristik. Aus diesem Grund müssen die einzelnen Elemente exakt im Modulgehäuse positioniert, fixiert sowie gelötet werden. Anschließend werden die Filter mit einer gemäß UL 94 V-0 zertifizierten Polyurethan-Masse vergossen.

Für die Filter wurde eine spezielle Konstruktions- und Fertigungstechnik entwickelt die sicherstellt, dass trotz Verzicht auf die Leiterplatte die HF-Eigenschaften der neuen Filter stets gleich und spezifikationsgerecht sind. Diesen Kostenvorteil bei gleichzeitig uneingeschränkter Produktqualität im Rahmen eines permanent reproduzierbaren Fertigungsprozesses können nur wenige Hersteller anbieten. Diese gelungene Kombination macht die deutlich preisgünstigeren Module mit zudem kleineren Abmessungen zu Blue-Chips auf dem Filtermarkt.

Darüber hinaus arbeiten die neuen Module jetzt bei Betriebstemperaturen bis 100 °C (bisher bis 85 °C) in der Klimakategorie 25/100/21 gemäß IEC 60068-1. Dies wurde möglich, weil zum einen keine Platine mehr in den Modulen vorhanden ist. Ein weiterer Grund ist das bleifreie Lötverfahren, bei dem ein Lötzinn zum Einsatz kommt, das für höhere Temperaturen geeignet ist, Die neuen Typen sind von Anfang an RoHS-kompatibel konzipiert.

Besonderen Wert legt man auf die Miniaturisierung und daher noch kleinere Produkte. Auch kompaktere Bauformen mit eingeschränktem Spannungsbereich beispielsweise für Gleichspannungen von 24, 48 oder 150 V sowie für Ströme von weniger als 3 A sind geplant. Andererseits sollen aber auch höher belastbare Filter angeboten werden, die für Ströme bis 100 A ausgelegt sind.

SI-FI grundlegend überarbeitet

Die erfolgreiche Filter-Produktpalette hat EPCOS jetzt um die Typen SIFI-G und SIFI-H erweitert. Man setzt dabei neue Bauelemente ein und der innere Aufbau wurde grundlegend modifiziert. Das Ergebnis spricht für sich: So sind jetzt Module für Ströme von bis zu 36 A erhältlich. Gleichzeitig sind die neuen Filter in einem breiteren Temperaturbereich bis 100 °C gemäß IEC 60068-1 einsetzbar. Ohne Eingeständnisse an die Performance zu machen, gelang es EPCOS, die neuen Filter mit geringeren Gesamtabmessungen zu realisieren.

Außerdem sind die Typen G und H im Vergleich zu den Typen B und C preisgünstiger. Typische Applikationen sind unter anderem Schaltnetzteile in Schaltschränken, professionelle Datentechnik wie Server, Hubs oder Router, Industrie-Elektronik (z.B. Impulsschweißgeräte), Wechselrichter im Bereich der Solartechnik, aber auch anspruchsvolle Haushaltsgeräte.

EPCOS, Tel. +49(0)89 63609

*Ingo Otten ist Product Marketing Director, EMC filters bei EPCOS in München.

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