April 2013

3-Leiter-Filter zur EMI-Unterdrückung in Stromleitungen

Überragende EMV mit nur einem Bauelement

LCDs und Plasma-Bildschirme für Fernsehgeräte und Computer verlangen eine hohe Spannungsstabilität. Das erfordert die EMI-Unterdrückung in Versorgungsleitungen, um Interferenzen mit HF-Signalen zu unterbinden. Ein einziger TDK 3-Leiter-Durchführungsfilter ersetzt jetzt mehrere Bauelemente in herkömmlichen LC-Filterkreisen.

In Signalleitungen können hochfrequente elektromagnetische Störungen (EMI) mit Hilfe eines kapazitiven oder induktiven Tiefpass-Filters (LPF) entkoppelt werden. In Stromleitungen sind LC-Filter, die Kondensatoren und Induktivitäten kombinieren, für die Rauschunterdrückung jedoch effektiver als die relativ einfachen LPFs. Deshalb hat TDK ein 3-Leiter-Durchführungsfilter der Baureihe YFF-HC entwickelt, das einen Kondensator und zwei Induktivitäten in einem kompakten Bauelement vereint und so Montagefläche spart. Das so realisierte LC-Filter unterdrückt und entkoppelt hochfrequente Störungen sowohl in Signal- als auch Stromleitungen (Abbildung 1).

Abbildung 1: Dämpfungscharakteristik des TDK YFF-HC 3-Leiter-Durchführungsfilters


Dank der internen Vielschichtstruktur konnte das kombinierte Bauelement für Stromstärken bis zu 10 A ausgelegt werden und ist damit für Anwendungen in Stromleitungen geeignet. Zudem sind seine Dämpfungskennwerte besser als die von diskreten Multilayer-Chip-Power-Beads mit einem viel niedrigeren Nennstrom von 6 A. Daher bieten sich die 3-Leiter-Durchführungsfilter der Baureihe YFF-HC insbesondere als Ausgangsfilter in Schaltnetzteilen an, um so eine hohe Spannungsstabilität für die Versorgung von Displays und Monitoren zu sichern, ohne von hochfrequenten Signalen gestört zu werden.

Herausragende Antiresonanz-Eigenschaften
Die Antiresonanz ist eine weitere Herausforderung beim Design von Netzteilen für Displays und Monitore. Häufig sind mehrere Kondensatoren mit unterschiedlichen Eigenresonanzfrequenzen parallel zur Stromversorgungsleitung eines IC geschaltet, um das HF-Rauschen über einen breiten Frequenzbereich zu entkoppeln. Jeder Kondensator generiert jedoch eine hohe Impedanz mit unerwünschten Nebenwirkungen. Die Impedanz erreicht ihren Maximalwert an den Punkten zwischen zwei Eigenresonanzfrequenzen (Abbildung 2). Demgegenüber weisen die 3-Leiter-Durchführungsfilter der Baureihe YFF-HC über einen breiten Frequenzbereich, der vom MHz- bis in den GHz-Bereich reicht, herausragende Dämpfungskennwerte auf (grüne Kurve). Die damit erreichte Entstörung ist wesentlich besser als die von diskreten LC-Filtern und von Konfigurationen mit mehreren Entkopplungskondensatoren.

Abbildung 2: Überlegene EMI-Unterdrückung mit der TDK Baureihe YFF-HC


Die 3-Leiter-Durchführungsfilter der TDK Baureihe YFF-HC sorgen für die effektive Unterdrückung von Impedanzspitzen, die zwischen den Eigenresonanzfrequenzen mehrerer Entkopplungskondensatoren auftreten.


Weniger Bauelemente und kleinere Grundfläche

Da die 3-Leiter-Durchführungsfilter der Baureihe YFF-HC einen Kondensator und zwei Induktivitäten in einem kompakten Bauelement vereinen, werden weniger Komponenten für die EMI-Unterdrückung benötigt. Das vereinfacht nicht nur das Layout der Leiterplatte und die Montage, sondern erhöht auch die Zuverlässigkeit und spart Platz.

Kenndaten: 3-Leiter-Durchführungsfilter der TDK Baureihe YFF-HC

Typ

Nennkapazität
[µF]

Nennspannung
[V DC]

Nennstrom
[A]
YFF31HC2A105MT000N1,00 ±20%1006
YFF31HC2A104MT000N 0,10 ±20%10010

YFF31HC2A103MT000N

0,01 ±20%10010
YFF31HC1A153MT000N0,015 ±20%5010

Die wichtigsten Leistungsmerkmale und Vorteile

  • Kleine und leistungsstarke EMV-Bauelemente
  • Herausragende Dämpfungskennwerte über einen breiten Frequenzbereich
  • Hohe Stromtragfähigkeit (6 A bis 10 A)
  • Verringerte Anzahl der Bauelemente sowie kleinere Grundfläche und vereinfachtes Layout auf der Leiterplatte

Hauptanwendungsgebiete

  • Stromversorgungsleitungen von LCDs und Plasma-Bildschirmen für Fernsehgeräte und Computer
  • EMI-Unterdrückung für die Stromversorgung von Kommunikationsinfrastruktur

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