Filterung von Common Mode Störern

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​​​​​​​Hans-Peter Kaiser, Würth Elektronik Österreich GmbH

Abstract

Die elektromagnetischen Störungen, die wir in unseren Elektronikdesigns zu bekämpfen haben, lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Common-Mode Störungen und Differential-Mode Störungen. Während CM-Störungen auf beiden Leitern eines Systems mit gleicher Polarität auftreten und gegen Masse oder Erde gerichtet sind, fließen DM-Störungen zwischen zwei Leitern mit entgegengesetzter Polarität. Diese Unterscheidung ist essenziell für die Auswahl geeigneter Filtermaßnahmen.

Common-Mode-Störungen entstehen typischerweise durch kapazitive Kopplung von hochfrequenten Signalen, ungleichmäßige Masseführungen oder elektromagnetische Einstrahlung. Differential-Mode-Störungen hingegen resultieren oft aus schnellen Schaltvorgängen in leistungselektronischen Schaltungen oder Signalübertragungen mit hohen Frequenzen.

Bekommt man Differential Mode Störer typischerweise durch Tiefpassfilter in den Griff, hat man bei Common Mode Störern auch die Möglichkeit einer gezielten Common Mode Filterung, bei der das differentielle Signal kaum beeinflusst wird.

In dem Vortrag wird die theoretische Funktionsweise von Common Mode Filtern betrachtet und auch praktische parasitäre Effekte dargestellt und besprochen.

Des Weiteren wird darauf eingegangen wie ein Common Mode Filter dimensioniert wird. Ein entscheidender Faktor ist dabei die Systemimpedanz, da sie die Filterwirkung maßgeblich beeinflusst.

Zur Identifikation der Störungsart kann im EMV-Labor ein praktischer Ansatz mit Kabelferriten verwendet werden. Durch selektives Anbringen von Ferriten an entsprechenden Leitungen kann beobachtet werden, ob und in welchem Maße die Störpegel reduziert werden, wodurch sich Rückschlüsse auf die vorliegende Störungsart aber auch die Systemimpedanz ziehen lassen.