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Lehrstuhl für Elektromagnetische Felderwww.emf.eei.uni-erlangen.de
Gliederung
Messverfahren
Problemstellung & Vorgehensweise
DUTs
Messplatz-Verifikation
Modifikationen
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Gliederung
Messverfahren
Problemstellung & Vorgehensweise
DUTs
Messplatz-Verifikation
Modifikationen
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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
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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
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Störaussendung SteckernetzteileAufbau Messwandlerzange
Quelle: DIN EN 55016-2-2
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Störaussendung SteckernetzteileAufbau Messwandlerzange (1)
Quelle: DIN EN 55016-1-3
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Störaussendung SteckernetzteileAufbau Messwandlerzange
Quelle: DIN EN 55016-1-3
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Störaussendung SteckernetzteileKalibrierdaten Messwandlerzange
Quelle: Zangenhersteller
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Störaussendung SteckernetzteileDurchführung Messung
Quelle: DIN EN 55016-2-2
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Messplatz-Verifikation
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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).
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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).
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Problemstellung & Vorgehensweise
DUTs
Messplatz-Verifikation
Modifikationen
Gliederung
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Störaussendung Böse & Gut - DUTsSchaltbild Böse
EMV-Kompo-nenten
Gemeinsam-keiten
Unterschiede
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Störaussendung Böse & Gut - DUTsSchaltbild Gut
EMV-Kompo-nenten
Gemeinsam-keiten
Unterschiede
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Störaussendung Böse & Gut - DUTsTrafo Böse
■ nNenn = 105/16 = = 6,6
■ LH,Nenn = 1,31 mH
■ LS,Nenn < 7 %
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Störaussendung Böse & Gut - DUTsTrafo PANASONIC
■ nNenn = 135/8 = = 16,9
■ LH,Nenn = 1,31 mH
■ LS,Nenn < 7 %
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Problemstellung & Vorgehensweise
DUTs
Messplatz-Verifikation
Modifikationen
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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
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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
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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.
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Störaussendung Böse & Gut - Messplatzgeschirmte Messumgebung
■ Deutliche Reduktion der externen Störpegel.
■ Verbleibende diskrete Störungen.
■ Eintrag durch Stromzuleitung.
■ Eintrag durch Messempfänger.
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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.
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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.
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Störaussendung Böse & Gut - MessplatzReproduzierbarkeit LEMF
Im Rahmen des Messverfahrens gute Reproduzierbarkeit!
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Störaussendung Böse & Gut - MessplatzEinfluss Arbeitspunkt
Normphilosophie: Für Störaussendung ungünstigster Arbeitspunkt zu wählen!
Hersteller
LEMF
Nennbed.
Hersteller
LEMF
Nennbed.
Böse Gut
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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.
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Problemstellung & Vorgehensweise
DUTs
Messplatz-Verifikation
Modifikationen
Gliederung
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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.
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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?
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit