Netzfilter und Netznachbildung für EMV Messungen

    Hallo,


    ich habe ein wenig im Netz nach einer Netznachbildung gesucht und bin dann auf einen Beitag im FA 8/2011 gestoßen.
    Daraus habe ich diese Art Netzfilter und eine 150 Ohm Netznachbildung für EMV Messungen abgezeichnet.


    Das Netzfilter ist dem Schaffner FN2080-10 nachempfunden und mit den mir vorliegen Bauteile konstruiert.


    Gibt es heute neuere Erkenntnisse für die Signalauskopplung von 240V~ Netzleitungen ?


    Die 60µH Drossel habe ich mit zwei gestockten TN23/14/7-4C65 Kernen mit N=20Wdg.; L=68µH aufgebaut.


    Anbei noch eine S21 Messung (Durchgangsmessung/ Drosselwirkung) mit dem FA-NWT.


    P.S. ich muss die Netznachbildung am Montag aufbauen, dann am Dienstag wollen wir uns ein Netzteil näher ansehen.

    Hallo Uwe,
    die Netzauskopplung, die Du da konstruiert hast, entspricht bis auf den Trenntrafo zeimlich genau der, die auch Thilo Kootz (DL9KCE) bei seinen Untersuchungen im EMV-Referat verwendet. Allerdings benutzt er das Originalfilter. Wir haben das Gerät beim Amateurfunk-Treffen Erzgebirge am Samstag in Aktion erleben können.

    73. Bernd, DB1BKA
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    "Das Denken gehört zu den größten Vergnügungen der menschlichen Rasse."     Bert Brecht

    Hallo Bernd,


    wie ich schon schrieb, ist das "Gebilde" nicht von mir.

    Zitat

    ich habe ein wenig im Netz nach einer Netznachbildung gesucht und bin dann auf einen Beitag im FA 8/2011 gestoßen.


    Ich habe nur die Bauteile geändert, so dass ich es real bauen kann.
    Eine kleine Änderung habe ich dann doch noch gemacht und im Netzfilter die beiden 1µF gegen je 2x 0,68µV/X2/275V ausgetauscht.


    Bei Aufbau ist mir dann noch der Platz ausgegangen und ich muss nun doch auf eine Europakarte mit 160mm Länge zurückgreifen.
    Also alles auf Anfang.

    Hallo Uwe,


    die 150Ohm Nachbildung entspricht einer recht alten Norm. Aktuelle V-Netznachbildungen bilden, getrennt für L und N, eine Impedanz von 50Ohm || (50µH + 5Ohm) nach. Impedanz- und Phasenverlauf sind normiert. Für bessere Filterwirkung kommt eine Vordrossel von 250µH und noch ein Kondensator hinzu.



    Der Schutzleiter des Prüflings (DUT) bekommt eine (schaltbare) Nachbildung von 50Ohm || 50µH. Ausgekoppelt (L oder N) wird über einen Hochpass (typ. 9kHz). Die jeweils andere DUT-Netzleitung ist für HF mit 50Ohm abzuschließen. Zusätzlich ist, zum Schutz des Messempfängers/Spektrumanalysators, manchmal ein 10dB Diodenlimiter notwendig. Die Spulen in der Nachbildung sollten, um Intermodulationsprodukte zu vermeiden, Luftspulen sein. Da die Schutzerde auf der Netzseite auch strahlen kann ist diese für HF über eine Drossel breitbandig hochgelegt.


    AN-014 Stromversorgungs-Netznachbildung (LISN)
    EMV Praktikum

    vy 72/73, Reinhold.

    Danke Reinhold,


    Danke für deinen Beitrag.


    Ich habe mal gerechnet und die Drahtlängen für eine 250µH Luftspule auf einem 80mm Durchmesser, l =72mm gesehen.
    Das schaffe ich bis morgen nicht.


    Also habe ich Testweise 50µH auf je einen Kern T39/23/15-250 gewickelt, der Drahtdurchmesser beträgt 1,5mm und die Windungsanzahlen betragen N1=15Wdg, N2=17Wdg.


    Auf diesen Kern würde ich auch Spulen mit 250µH wickeln können, es ist nur die Frage, ob das Material generell für eine Netznachbildung nach dem obigen Schema geeignet wäre.

    Hallo Forum,


    als Abschluss meines Berichts folgen noch drei Bilder vom Schaffner FN2080-10 Netzfilternachbau.


    Das ganze ist als Prototype zu sehen und die Platine wird noch in ein Schubert Weißblechgehäuse gelötet.
    Edit: Jetzt passte es nur in ein Bobla Kunststuffschalengehäuse, das Weißblechgehäuse war nach der Montage aller Bauteile um 5mm (Luft) zu niedrig.


    Auf der Unterseite wurde Schutzlack Plastik 70 aufgebracht und um die spannungsführende (240V) Punkte von ihren Lötpunkten befreit.

    Zitat von DC5PI


    Also mal ich Testweise 50µH auf je einen Kern T39/23/15-250 gewickelt, der Drahtdurchmesser beträgt 1,5,mm und die Windungsanzahlen betragen N1=15Wdg, N2=17Wdg.
    Auf diesen Kern würde ich auch Spulen mit 250µH wickeln können, es ist nur die Frage, ob das Material generell für eine Netznachbildung nach dem obigen Schema geeignet wäre.


    Als Drossel in der Netznachbildung ist nur die 50µH Spule relevant, die Vordrossel ist als zusätzliche Filterstufe gegen mögliche Störprodukte aus dem Netz (sowie Richtung Netz) gedacht. Die 50µ Spule würde ich als Luftspule wickeln, weniger aufgrund von möglichen Intermodulationen sondern wegen dem notwendigen Arbeitsfrequenzbereich von 9kHz (150kHz) - 30MHz. Ist die Nachbildungsdrossel auf einen Ringkern gewickelt, müsste man wahrscheinlich zeitaufwendige Untersuchungen des Impedanz- und Phasenverlaufes bis 30MHz mit einem VNA durchführen und gegebenenfalls, bei Nichteinhaltung der Toleranzen, auf anderes Kernmaterial ausweichen. Für die Vordrossel reicht, je nach Strombedarf des Prüflings, ein etwas größerer Eisenpulver- oder Ferritringkern, z.B. ab T 200-18 / 26 o.ä. Material.


    V-Netznachbildungen lassen sich übrigens nicht an einem mit FI-Schalter geschützten Netzanschluß betreiben. Die Ableitströme über die 8µF (bzw. 2µF) Kondensatoren Richtung Schutzleiter PE sind viel zu groß. Abhilfe bringt ein Trenntrafo oder die Überbrückung des FI-Schutzschalters.
    Die PE-Ableitkondensatoren im Schaffner Netzfilternachbau sind mit 2 x 4,7nF sehr klein, wohl um Probleme mit dem FI-Schalter zu vermeiden. Die Induktivität der Ausgangsdrosseln ist auch relativ klein. Damit scheint das Filter, als Netznachbildung nach der alten Norm, nur eingeschränkt geeignet zu sein (?). Der Prüfling sieht nämlich erst bei höheren Frequenzen halbwegs reelle 150Ohm Abschlüsse auf seinem L bzw. N Leiter gegen Schaltungsmasse (=PE).

    vy 72/73, Reinhold.

    Hallo Reinhold,


    ich arbeite noch deine Beiträge ab, danke dafür.


    Einen einfachen HF 10dB Diodenlimiter werde ich noch vor mein SDR Empfänger schalten, damit sollter er geschützt sein.


    Mir ist das Problem der nichtlinearen Verzerrungen der begrenzenden Dioden nach der Durchsicht einige Veröffentlichungen nun bewusst.
    Hier werden ja keine absoluten Messungen gemacht, sondern nur beobachtet.

    Hallo,


    der HF 10dB Diodenlimiter ist nun mit zwei 1N4148 in einem Schubert-Filtergehäuse (FG2) aufgebaut und mit dem FA-NWT vermessen, S11 und S21.


    Anm. zu den Bezeichnungen in den PDF.
    Port 1 ist der Eingang und Port 2 ist der Ausgang mit den beiden Dioden.


    Der FA-NWT liefert ~4,5dBm Leistung am Generatorausgang, die dann nochmals um die Auskoppeldämpfung des Richtkopplers reduziert wird. Somit sind die Dioden "nicht" leitet und nur ihre Kapazität haben bei den Messungen Auswirkungen.


    Ich habe am Ein- und Ausgang keine Kompensationskondensatoren verbaut.

    Zitat von DC5PI


    Hier werden ja keine absoluten Messungen gemacht, sondern nur beobachtet.


    OK, dachte du möchtest unbedingt reproduzierbare Messergebnisse. Damit wäre dein Netzfilternachbau völlig ausreichend, zumal hier nicht die Gefahr besteht, dass du für immer "geerdet" wirst.


    Zitat von DC5PI

    Der HF 10dB Diodenlimiter ist nun mit zwei 1N4148 in einem Schubert-Filtergehäuse (FG2) aufgebaut und mit dem FA-NWT vermessen, S11 und S21.


    Sieht gut aus, als obere Frequenzgrenze reicht ja schon 30MHz. Darüber sind Störaussendungen eher feld- und nicht leitungsgebunden und werden mit Antennen erfasst.
    Der 10dB Diodenlimiter versteht sich zusätzlich zum vorhandenen 20dB Dämpfungsglied in der Netznachbildung?


    Zitat von DC5PI

    Mir ist das Problem der nichtlinearen Verzerrungen der begrenzenden Dioden nach der Durchsicht einige Veröffentlichungen nun bewusst.


    Ja, man muss da etwas aufpassen. Der Limiter wird hauptsächlich beim Ein-/Austecken bzw. Ein-/Ausschalten des Prüflings benötigt weil dann auch mal Transienten bis 100V oder mehr entstehen können. Das macht kaum ein Empfängerfrontend lange mit.

    vy 72/73, Reinhold.

    Hallo,


    da Günter, DL4ZAO gerade im Artikel

    DC-DC Converter

    selbst gebaute Netznachbildung hingewiesen hatte, möchte ich mal auf diesen Thread verweisen.


    Aktuelle ist die gesamte Aufbau wie folgt verschaltet:

    230V Kaltgerätebuchse mit Netzfilter -> Sicherung -> 60W Trenntrafo -> Nachbau eines "Schaffner FN2080-10 Netzfilter" -> 1,6m Kabel -> 230V Schaltersteckdose.


    Ich finde gerade die Baugruppe um die -20dB Auskopplung für den Spektrumanalyser und das 10dB Dioden-Dämpfungsglied nicht, da ich gerade alte Projekte in Katons auslagere.


    Vorstellen könnte ich mir diese drei Baugruppe über einen begrenzten Zeitraum zu verleihen.

    Nur als Zusatzinformation für diejenigen, die mit dem Begriff Netznachbildung noch nicht so viel anfangen können.


    Eine Netznachbildung (LISN Line Impedanz Stabilization Network) ist vereinfacht gesagt ein genormtes Interface zwischen dem Power-Anschluss Prüfling und einem Pegelmessempfänger/Spektrumanalyzer mit 50 Ohm Eingangsimpedanz. Sie stellt eine definierte Verbindung zwischen Prüfling, Versorgungsnetz und dem HF-Störspannungs-Messgerät her. Damit sollen zur EMV Messungen der leitungsgebundenen Störemissionen reproduzierbare Verhältnisse hergestellt werden.


    Man unterscheidet Netznachbildungen für die Messung an 230V Stromnetzen und Netznachbildungen für DC-Leitungen, wie sie für EMV Messungen im Automotive Bereich eingesetzt werden. Beide sind genormt und unterscheidlich in ihrer Komplexität


    Eine einfache Auskoppelung für das 230V Hausnetz, wie sie UWE oben beschreibt, erfüllt den Zweck, dass man gefahrlos einen Messempfänger an die Netzzuleitung eines Prüflings anschließen kann. Es ist jedoch keine normgerechte LISN. Das Blockschaltbild einer "richtige" AC-Netznachbildung siehe nachfolgend im Bild.


    Viel einfacher aufzubauen ist eine genormte DC-Netznachbildung wie z.B. für die Bewertung von Emissionen von DC-DC Wandlern oder DC-Verbrauchern. Dazu braucht man nur eine 5µH Induktivität, zwei Kondensatoren und einen Widerstand. Bild:


    73

    Günter