1 Lehrstuhl für Elektromagnetische Felder Gliederung Messverfahren Problemstellung &...

1

Lehrstuhl für Elektromagnetische Felderwww.emf.eei.uni-erlangen.de

Gliederung

Messverfahren

Problemstellung & Vorgehensweise

DUTs

Messplatz-Verifikation

Modifikationen

2


Gliederung

Messverfahren


DUTs


Modifikationen

3


Störaussendung SteckernetzteileAusbreitungsweg

■ Ausbreitungsweg abhängig von der Frequenz der Störquelle

Stör-quelle

L

Netz

Stör >> längste Systemabmessung leitungsgeführt

idm icm/2

Stör << längste Geräteabmessung abgestrahlt

Geräteabmessung < Stör < Kabelabmessung abgestrahlt

N

4


Störaussendung SteckernetzteileAntennenwirkung

■ i. a. R. Fehlanpassung zwischen Störquelle und Netz

■ Dilemma: Auf welchem Weg ist die maximale Funkstörleistung ermittelbar?

Stör-quelle N

L

Netz

icm/2

ZN(f)

l

5


Störaussendung SteckernetzteileAufbau Messwandlerzange

Quelle: DIN EN 55016-2-2

6


Störaussendung SteckernetzteileAufbau Messwandlerzange (1)


7


Störaussendung SteckernetzteileAufbau Messwandlerzange


8


Störaussendung SteckernetzteileKalibrierdaten Messwandlerzange

Quelle: Zangenhersteller

9


Störaussendung SteckernetzteileDurchführung Messung


10


Gliederung

Messverfahren


DUTs


Modifikationen

11


Störaussendung SteckernetzteileAusgangspunkt & Problemstellung

■ Zwei Steckernetzteile mit sehr ähnlichem Schaltungsaufbau aber gravierend unterschiedlichen EMV-Störaussendungen.

■ Im Zusammenhang mit DIN EN 55014-1 höhere Pegel mit erhöhtem Entstöraufwand.

■ Diverse Effekte bei der Beurteilung der Störaussendung seitens des Herstellers ergaben ein sehr uneinheitliches Bild.

■ Zusätzliche Diskrepanzen beim Vergleich mit Messungen anderer Prüflabore (TÜV bzw. Kunde).

12


Störaussendung Böse & GutZielsetzung

■ Evalution der bisher erfolgten Entstörmaßnahmen.

■ Identifikation kritischer Störquellen.

■ Auffinden kritischer Ausbreitungspfade.

■ Erarbeiten von Alternativvorschlägen, v. a. unter Einbeziehung von Kostenaspekten.

■ Dabei vor allem Alternativen mit möglichst unaufwändigen Änderungen wünschenswert (nur kleine Änderungen der bisherigen Designs).

13


Messverfahren


DUTs


Modifikationen

Gliederung

14


Störaussendung Böse & Gut - DUTsSchaltbild Böse

EMV-Kompo-nenten

Gemeinsam-keiten

Unterschiede

15


Störaussendung Böse & Gut - DUTsSchaltbild Gut

EMV-Kompo-nenten

Gemeinsam-keiten

Unterschiede

?

16


Störaussendung Böse & Gut - DUTsTrafo Böse

■ nNenn = 105/16 = = 6,6

■ LH,Nenn = 1,31 mH

■ LS,Nenn < 7 %

17


Störaussendung Böse & Gut - DUTsTrafo PANASONIC

■ nNenn = 135/8 = = 16,9

■ LH,Nenn = 1,31 mH

■ LS,Nenn < 7 %

18


Messverfahren


DUTs


Modifikationen

Gliederung

19


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzNormanforderungen

■ Messung per Wandlerzange für kleine Geräte-Abmessungen zulässig.

■ Vorgeschriebene Mindestabstände.

■ Anforderungen an Messgeräte (Dämpfung, Übertragungsmaß Wandlerzange etc.).

■ Einstellung des Messempfängers.

■ Vorgabe der Verfahrwiderstände entlang des Netzkabels.

■ Messung unter ungünstigsten Betriebsbedingungen

20


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzEinfluss Messumgebung

■ fs 30 kHz (Böse) bzw. fs 50 kHz (Gut) Þ Kontinuierliches

Spektrum bei vorgeschriebener ZF-Bandbreite von 120 kHz!

■ Diskrete Spektral-linien aufgrund externer Störquellen

■ Störaussendung bis fmax 100 MHz

21


Störaussendung Böse & Gut - Messplatzgeschirmte Messumgebung

■ Messaufbau in geschirmter EMV-Kabine.

■ Unterschreitung der Mindestabstände am entfernten Netz-kabelende des DUTs.

■ Ferritkacheln wirken u. a. als Dämpfung und verändern die Antennenimpedanz des Netzkabels.

22


Störaussendung Böse & Gut - Messplatzgeschirmte Messumgebung

■ Deutliche Reduktion der externen Störpegel.

■ Verbleibende diskrete Störungen.

■ Eintrag durch Stromzuleitung.

■ Eintrag durch Messempfänger.

23


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzMessergebnisse Hersteller

■ In Abhängigkeit des DUTs mehr oder wenige starke Differenzen.

■ Höchste Pegel bei ca. 30 MHz und zw. 60 MHz – 70 MHz.

■ Im worst-case Differenz ca. 3 dB.

■ Messdaten bis 90 MHz.

24


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzVergleich der Messumgebungen

■ In Abhängigkeit des Aufbaus mehr oder wenige große Differenzen.

■ Aufbau innerhalb der geschirmten Kabine bringt tendentiell niedrigere Pegel.

Vergleich ver-schiedener Mess-ergebnisse nur unter Vorbehalt!

Herst.

25


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzReproduzierbarkeit LEMF

Im Rahmen des Messverfahrens gute Reproduzierbarkeit!

26


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzEinfluss Arbeitspunkt

Normphilosophie: Für Störaussendung ungünstigster Arbeitspunkt zu wählen!

Hersteller

LEMF

Nennbed.

Hersteller

LEMF

Nennbed.

Böse Gut

27


Störaussendung Böse & Gut - MessplatzEinfluss Arbeitspunkt - Gut

■ In Abhängigkeit des Arbeitspunktes nur geringe Pegel-änderungen.

■ Kaum merkliche Frequenzver-schiebung.

■ Im worst-case Differenz nur 0,3 dB Unterschied.

28


Messverfahren


DUTs


Modifikationen

Gliederung

29


Störaussendung Böse & Gut - ModifikationenEntfernen der Ferritperle beim “bösen” Gerät

■ Im kritischen Frequenzbereich zw. 60 und 70 MHz nachweisbare Wirksamkeit der Ferritperle.

■ Erhöhter Abstand zum erlaubten Grenzwert Exemplarstreuung.

30


Störaussendung Böse & Gut - ModifikationenEntfernen der Ferritperle beim “guten” Gerät

■ Insgesamt sehr niedriger Pegel nahe dem Rauschniveau des Messaufbaus.

■ Kritischster Frequenzbereich bei ca. 80 MHz.

■ Reduktion des Pegels?

■ Notwendigkeit der Entstörmaßnahme?

31


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

1 Lehrstuhl für Elektromagnetische Felder Gliederung Messverfahren Problemstellung &...

Documents

Transcript of 1 Lehrstuhl für Elektromagnetische Felder Gliederung Messverfahren Problemstellung &...