EMC filter dealer

Netfilters | Storingsfilters kopen

EMC-filters staan ook bekend als netfilters en filters ter onderdrukking van radiostoringen. Kort gezegd is het elektromagnetische compatibiliteitsfilter een elektronisch component of circuit. Het circuit wordt gebruikt om elektromagnetische interferentie (EMI) te onderdrukken en zo de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) van apparaten te verbeteren. Deze netfilters zorgen ervoor dat elektrische en elektronische apparaten minder gevoelig zijn voor storingen uit de omgeving. EMC-filters zorgen er ook voor dat elektrische apparaten zelf minder interferentie genereren die andere apparaten zou kunnen beïnvloeden.

Geschiedenis van het EMC-filter

De ontwikkeling van EMC-filters begon in de begindagen van de elektronica en elektrotechniek toen de noodzaak om elektromagnetische interferentie (EMI) te minimaliseren werd erkend. Toen elektrische en elektronische apparaten in de 20e eeuw steeds algemener werden, nam ook de hoeveelheid ongewenste elektromagnetische emissies toe die door deze apparaten werden gegenereerd.

EMC-filters in de jaren 1960 en 1970

In de jaren 1960 en 1970 werden de eerste systematische benaderingen ontwikkeld om dergelijke interferentie te onderdrukken. Dit leidde tot de integratie van filtercircuits in elektrische apparaten om de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) te verbeteren.

De eerste EMC-filters

De eerste EMC filters waren gebaseerd op eenvoudige combinaties van inductanties en capaciteiten. Naarmate de technologie voortschreed en de EMC-eisen toenamen, ontstonden complexere en efficiëntere filterontwerpen. Internationale normen en voorschriften, zoals de EMC-richtlijn van de Europese Unie, droegen ook bij aan de verdere ontwikkeling door strikte limieten te stellen aan elektromagnetische emissies en immuniteit.

EMC-filters vandaag de dag

Tegenwoordig zijn EMC-filters een essentieel onderdeel van moderne elektronica en zorgen ze voor de betrouwbaarheid en veiligheid van apparaten in een steeds meer verbonden en geëlektrificeerde wereld.

Een EMC-filter werkt als een storingsonderdrukkingsfilter door ongewenste hoogfrequente stoorsignalen te verzwakken of te blokkeren, terwijl de gewenste laagfrequente signalen ongehinderd kunnen passeren. Dit wordt bereikt door passieve elektronische componenten te combineren.

1. Inductoren (spoelen):

   Deze componenten werken als weerstanden voor hoogfrequente signalen. Als een hoogfrequente storing een spoel raakt, wordt de storing verzwakt en kan deze niet worden doorgegeven.

2. Condensatoren (condensatoren):

   Condensatoren leiden hoogfrequente signalen om naar aarde of blokkeren ze door als kortsluiting voor deze frequenties te fungeren. Dit voorkomt dat de storing het te beschermen apparaat binnendringt of door het apparaat wordt uitgezonden.

3. Weerstanden:

   In sommige EMC-filters worden ook weerstanden gebruikt om bepaalde frequenties te verzwakken en het filtereffect te verbeteren.

Normaal gesproken bestaat het EMC filter uit een combinatie van deze componenten, gerangschikt in verschillende configuraties om zowel common mode interferentie (dezelfde fase op alle lijnen) als differential mode interferentie (verschillende fasen op verschillende lijnen) te onderdrukken.

Er zijn verschillende soorten EMC filters die gebruikt worden afhankelijk van de toepassing en het type interferentie dat onderdrukt moet worden. Hier zijn de belangrijkste soorten EMC-filters:

1. Netfilter (EMI-filter voor het lichtnet)

   Gebruikt om interferentie te onderdrukken die via het elektriciteitsnet wordt verzonden. Vaak te vinden in huishoudelijke apparaten, industriële systemen en consumentenelektronica.

2. Common mode filters (common mode smoorspoelen)

   Onderdrukken common mode interferentie die in fase optreedt op alle lijnen. Gebruikt in voedingseenheden, datalijnen en communicatiesystemen.

3. Differentiële filters (differentiële smoorspoelen)

   Onderdrukken differentiële interferentie die optreedt tussen twee lijnen. Vaak gebruikt in audio- en videoapparatuur en in communicatiesystemen.

4. Capacitieve filters (condensatorfilters)

   Gebruiken condensatoren om hoogfrequente interferentie te blokkeren en laagfrequente signalen door te laten. Geschikt voor gebruik in elektronische circuits en voedingseenheden.

5. Inductieve filters (spoelfilters)

   Gebruiken spoelen om interferentie met hoge frequenties te dempen. Worden vaak gebruikt in combinatie met condensatoren om LC filters te vormen.

6. LC-filters (inductor-condensatorfilters)

   Combinatie van spoelen en condensatoren voor effectieve demping van interferentie. Vaak te vinden in voedingen, schakelende voedingen en frequentieomzetters.

7. RC-filter (weerstand-condensatorfilter)

   Combinatie van weerstanden en condensatoren om interferentie met hoge frequenties te onderdrukken. Vaak gebruikt in elektronische schakelingen en audiotoepassingen.

8. PI-filter

   Bestaat uit twee condensatoren en een spoel, gerangschikt als de letter "π". Effectief in het onderdrukken van hoogfrequente interferentie in voedingssystemen.

9. EMC-filter (elektromagnetisch compatibiliteitsfilter)

   Speciaal ontwikkeld om de elektromagnetische compatibiliteit van apparaten te verbeteren. Gebruikt in communicatiesystemen, automobieltoepassingen en industriële besturingssystemen.

10. Ferrietfilters (ferrietkernen en ferrietparels)

    Gebruiken ferrietmaterialen om hoogfrequente interferentie op lijnen te onderdrukken. Vaak te vinden in datakabels, USB-kabels en netwerkkabels.

Deze typen filters zijn essentieel voor een groot aantal toepassingen, van huishoudelijke apparaten en industriële apparatuur tot gevoelige communicatiesystemen, om elektromagnetische compatibiliteit en storingsvrije werking te garanderen.

Er zijn verschillende soorten EMC-filters die gebruikt kunnen worden, afhankelijk van de toepassing en het type interferentie. Enkele van de meest voorkomende typen EMC-filters zijn:

1. differentiële filters: deze filters worden meestal gebruikt om interferentie te onderdrukken die optreedt in differentiële modus, d.w.z. tussen de fasen of geleiders van een circuit. Ze kunnen zowel aan de netzijde als aan de belastingzijde worden geïnstalleerd.

2. common mode filters: Deze filters worden gebruikt om interferentie te onderdrukken die optreedt in common mode, d.w.z. op alle geleiders van een circuit tegelijkertijd. Ze worden vaak geïnstalleerd aan de netzijde.

3. LCL filters: Deze filters bestaan uit een combinatie van inductoren (L), condensatoren (C) en smoorspoelen (L). Ze worden gebruikt om zowel de differentiële mode als de common mode te onderdrukken en bieden een grotere bandbreedte voor ruisonderdrukking.

4. LC filters: Deze filters bestaan uit een combinatie van spoelen (L) en condensatoren (C). Ze worden vooral gebruikt om de differentiële modus te onderdrukken en bieden een beperkte bandbreedte voor ruisonderdrukking.

De verschillen tussen deze filters zitten voornamelijk in hun configuratie, het type storing dat ze kunnen onderdrukken, de bandbreedte van de storingsonderdrukking en de kosten. Sommige filters kunnen zowel de differentiële modus als de common mode onderdrukken, terwijl andere filters zich specialiseren in slechts één van deze modi. Het kiezen van het juiste filter hangt af van de specifieke eisen van de toepassing en de aanwezige interferentie.

EMC-filters verschillen voornamelijk in hun ontwerp, hun functionele principes en hun specifieke toepassingen. Hier volgt een gedetailleerd overzicht van de verschillen tussen de verschillende typen EMC-filters:

1. Netfilters (EMI-filters voor het lichtnet):

   Een netfilter bestaat uit spoelen, condensatoren en soms weerstanden. Het filtert hoogfrequente interferentie die afkomstig is van of wordt uitgezonden naar het elektriciteitsnet. Netfilters worden gebruikt in huishoudelijke apparaten, industriële systemen en consumentenelektronica om elektromagnetische compatibiliteit en storingsvrije werking te garanderen.

2. Common mode filters (common mode smoorspoelen):

   Een common mode filter bestaat uit inductoren die beide lijnen van een paar gelijktijdig beïnvloeden. Het onderdrukt common mode interferentie op alle lijnen. Common mode filters worden gebruikt in voedingseenheden, datalijnen en communicatiesystemen om elektromagnetische compatibiliteit en storingsvrije werking te garanderen.

3. Differentiële filters (differentiële smoorspoelen):

   Een differentieel filter bestaat uit inductoren die tussen twee lijnen werken. Het onderdrukt differentiële interferentie die optreedt tussen de lijnen. Deze filters worden gebruikt in audio- en videoapparatuur en communicatiesystemen om de signaalkwaliteit en elektromagnetische compatibiliteit te verbeteren.

4. Capacitieve filters (condensatorfilters):

   Een capacitief filter bestaat uit condensatoren. Het blokkeert hoogfrequente interferentie en laat laagfrequente signalen door. Capacitieve filters worden gebruikt in elektronische schakelingen en voedingseenheden om de elektromagnetische compatibiliteit te verbeteren en ervoor te zorgen dat de apparaten storingsvrij werken.

5. Inductieve filters (spoelfilters):

   Een inductief filter (spoelfilter) bestaat uit spoelen die hoogfrequente interferentie dempen. Het wordt vaak gebruikt in combinatie met condensatoren om LC-filters te vormen. Toepassingsgebieden zijn elektronische schakelingen en voedingseenheden, waar het zorgt voor effectieve ontstoring.

6. LC filter (inductor-condensatorfilter):

   Een LC filter bestaat uit spoelen en condensatoren. Het dempt effectief interferentie die wordt veroorzaakt door resonantie tussen deze componenten. LC-filters worden gebruikt in voedingen, schakelende voedingen en frequentieomzetters om een storingsvrije werking en een betere elektromagnetische compatibiliteit te garanderen.

7. RC-filter (weerstand-condensatorfilter):

   Een RC-filter bestaat uit weerstanden en condensatoren. Het dempt hoogfrequente interferentie door middel van weerstand en capaciteit. RC filters worden gebruikt in elektronische schakelingen en audiotoepassingen om de signaalkwaliteit te verbeteren en ongewenste frequenties te onderdrukken, wat resulteert in stabielere en betrouwbaardere prestaties.

8. PI-filter:

   Een PI filter bestaat uit twee condensatoren en een spoel in een π opstelling. Het dempt hoogfrequente interferentie in voedingssystemen. PI-filters worden gebruikt in voedingssystemen en DC-DC converters om de elektromagnetische compatibiliteit te verbeteren en een stabiele voeding te garanderen.

9. Ferrietfilters (ferrietkernen en ferrietparels):

   Ferrietfilters bestaan uit ferrietmaterialen die rond kabels of draden gewikkeld zijn. Ze onderdrukken hoogfrequente interferentie door het magnetische materiaal van het ferriet. Ferrietfilters worden gebruikt in dataleidingen, USB-kabels en netwerkkabels om een storingsvrije gegevensoverdracht en een betere elektromagnetische compatibiliteit te garanderen.

Deze verschillen in ontwerp en functie maken het mogelijk om EMC-filters gericht te gebruiken, afhankelijk van de eisen en toepassing, om elektromagnetische compatibiliteit en het storingsvrij functioneren van apparaten te garanderen.

Een netfilter voor thyristorregelaars is ontworpen om de steile stroomstijgingen veroorzaakt door faseregeling en de daaruit voortvloeiende geleide stooremissies te dempen. Het niet-lineaire schakelen van de thyristoren veroorzaakt harmonischen en hoogfrequente transiënten die zonder filtering de EMC-grenswaarden volgens EN 61800-3 zouden overschrijden. Het filter werkt als een laagdoorlaatfilter dat de laagfrequente netspanning doorlaat, terwijl het een hoge seriële impedantie en een laagimpedantietraject naar aarde biedt voor hoogfrequente stoorstromen.

In het technische ontwerp moeten ingenieurs rekening houden met de verzadigingsweerstand van de smoorspoelen tegen de hoge RMS-waarde van de belastingsstroom en de lekstromen van de Y-condensatoren. Aangezien een thyristorregelaar van een lijnfilter vaak samenwerkt met inductieve belastingen, is een nauwkeurige afstemming van de filterimpedantie vereist om resonantiepieken in het voedingsnetwerk te vermijden. De keuze voor een meertraps filterontwerp verbetert het invoegverlies in het kritische bereik van 150 kHz tot 30 MHz en waarborgt de functionele integriteit van naburige sensoren en regelcomponenten.

De EMC netfilterfunctie is gebaseerd op gerichte impedantie mismatching. Een LC laagdoorlaatnetwerk reflecteert hoogfrequente interferentie terug naar de bron of leidt deze af naar aarde, terwijl de 50 Hz voedingsspanning vrijwel ongefilterd wordt doorgelaten.

Technisch gezien wordt push-pull interferentie geminimaliseerd door X condensatoren en common-mode interferentie door stroomgecompenseerde smoorspoelen en Y condensatoren. Hierdoor wordt voldaan aan relevante normen zoals IEC 60939 of EN 55032.

De EMI-filterfunctie is onlosmakelijk verbonden met een laagimpedante hoogfrequente massa-aansluiting. Zonder een vlak, ongeaard contact met de behuizing kunnen de Y-condensatoren common-mode interferentie niet effectief afvoeren, wat resulteert in een enorme daling van de dempingseigenschappen.

Ingenieurs moeten parasitaire inducties, veroorzaakt door lange aardingsdraden, vermijden. Omdat de inductieve weerstand toeneemt met de frequentie(X L = 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L), maakt zelfs een korte voedingslijn het filter transparant voor HF-interferentie en dus ineffectief.

De netfilterfunctie combineert common mode en differentiële modus verzwakking met LC-filtercircuits: Stroomgecompenseerde smoorspoelen onderdrukken symmetrische interferentie tussen de geleiders, terwijl Y-condensatoren asymmetrische interferentie naar aarde afleiden.

X-condensatoren tussen de fasen verzwakken differentiële interferentiemodi, meestal in het bereik van 100 nF tot 1 µF. De insertion loss wordt gespecificeerd in dB over het frequentiebereik van 150 kHz tot 30 MHz en moet voldoen aan EMC-normen zoals EN 55011 of CISPR 11. Meertrapsfilters bereiken verzwakkingen van meer dan 60 dB - essentieel voor schakelende voedingen, frequentieomzetters en medische apparatuur om geleide emissies te voorkomen.