Leistungsfilter sind wesentliche Komponenten in elektronischen Geräten, deren Hauptfunktion darin besteht, das Eingangssignal der Stromversorgung zu filtern, um Störungen und andere Interferenzen zu entfernen und eine stabile und glatte Gleich- oder Wechselspannung bereitzustellen, um den normalen Betrieb elektronischer Geräte zu gewährleisten. Leistungsfilter werden häufig in elektronischen Produkten eingesetzt, insbesondere in High-End-Elektronikprodukten, die Signalstabilität, Zuverlässigkeit und Sicherheit erfordern.

Zusätzlich zu den oben genannten Hauptfunktionen und -rollen können Leistungsfilter auch folgenden Zwecken dienen:

• Herausfiltern von hochfrequentem Rauschen in der Eingangsleistung, Reduzierung von Interferenzen im System und Minimierung elektromagnetischer Strahlung.
• Verhindern von transienten Änderungen im Stromversorgungskreis, um Auswirkungen auf das System zu vermeiden.
• Vermeiden von plötzlichen Überspannungen in der Stromleitung zur Erhöhung der Systemzuverlässigkeit und -stabilität.

Wie kann also die Leistung von Leistungsfiltern getestet werden?

1. Ableitstrom

Der Ableitstrom bezieht sich auf den Strom, der zwischen der Phasenleitung, der Neutralleitung und dem Filtergehäuse (Erdungsleitung) bei einer Spannung von 250 VAC fließt. Er hängt hauptsächlich vom Wert des Erdungskondensators (Gleichtaktkondensator) ab. Ein größerer Gleichtaktkondensator CY kann die Einfügedämpfung verbessern, aber zu einem höheren Ableitstrom führen.

2. Spannungsfestigkeit

Um die Leistung des Leistungsfilters sowie die Sicherheit von Geräten und Personal zu gewährleisten, muss eine Spannungsfestigkeitsprüfung durchgeführt werden. Die Spannungsfestigkeitsprüfung wird unter extremen Betriebsbedingungen durchgeführt. Wenn die Spannungsfestigkeit des CX-Kondensators schlecht ist, kann er bei Auftreten von Überspannungsspitzen durchbrechen. Während sein Durchbruch die persönliche Sicherheit möglicherweise nicht gefährdet, kann er dazu führen, dass der Filter seine Funktionalität oder Leistung verliert.

3. Leistungsbewertung

Bei der Verwendung von EMI-Leistungsfiltern sind die wichtigsten Überlegungen die Nennspannungs- und -stromwerte, die Spannungsfestigkeit und der Ableitstrom. Die primäre Leistungsbewertung eines Filters ist seine Einfügedämpfungsleistung.

Die Fähigkeit eines EMI-Leistungsfilters, Störgeräusche zu unterdrücken, wird anhand der Einfügedämpfung (I.L.) gemessen. Die Einfügedämpfung ist definiert als das Verhältnis der Leistung P1, die von der Rauschquelle zur Last übertragen wird, ohne dass der Filter angeschlossen ist, zur Leistung P2, die von der Rauschquelle zur Last übertragen wird, wenn der Filter angeschlossen ist, ausgedrückt in Dezibel (dB).

• Standard-Einfügedämpfungsprüfung
• Last-Einfügedämpfungsprüfung
• Zeitbereichsprüfung für EMI-Filter
• Entwurf eines automatischen Einfügedämpfungs-Testsystems für EMI-Filter

Da die EMV-Prüfung komplexer wird und der Arbeitsaufwand zunimmt, steigen auch die Anforderungen an die Prüfgeräte in Bezug auf Funktionalität, Leistung, Prüfgeschwindigkeit und Genauigkeit. Traditionelle manuelle Prüfungen können diesen Anforderungen zunehmend nicht mehr gerecht werden. Nationale Normen (GB) und militärische Normen (GJB) fordern beide eine Automatisierung der EMV-Prüfung mit strengen Anforderungen an die Datennachbearbeitung. Daher ist die Entwicklung der automatischen EMV-Prüfung unerlässlich geworden. Das in diesem Artikel etablierte automatische Testsystem verwendet die Virtual-Instrument-Technologie und basiert auf einer Signalquelle und einem Spektrumanalysator, um die Einfügedämpfung von EMI-Leistungsfiltern zu testen.