Hallo alle! Ich versuche gerade, ein EMI-Filter zu simulieren, möglichst mit realen Ergebnissen. Als Spule dient eine selbstgewickelte CM-Induktivität. Das ganze soll am Ende möglichst breitbandig dämpfen. Nach viel Googlen konnte ich aber grundsätzliche Fragen noch nicht klären: Die Werte für die Modelle der Spule bzw der Kondensatoren messe ich mit einem LCR Messgerät. Dort kann ich die Mess-Frequenz einstellen. Aber bei welcher Frequenz muss ich die Werte denn messen? 1kHz oder 100kHz? Ich bin bisher von 100kHz ausgegangen. Beim Modell der Spule will LTspice den Serienwiderstand wissen. Ist dies einfach der DC-Widerstand (frequenzunabhängig) oder der bei z.B. 100kHz? (Beim Kondensator-Modell wird an dieser Stelle nach dem ESR gefragt und somit frequenzabhängig.) Genau bei diesem Punkt gibt es dann natürlich große Unterschiede in der Simulation, ob ich 0.05 Ohm oder 100 Ohm eintrage. Kann mir jemand mit einem kurzen Tipp weiterhelfen? Danke schon mal und beste Grüße! Nik
Nimm der Einfacheit halber den DC-Widerstand. Außerdem solltest du die Streuinduktivität und die Common-Mode-Serienresonanzfrequenz messen und damit aus der Resonanzfrequenz die Parallel-Kapazität und aus der maximalen Dämpfung den Parallelwiderstand berechnen.
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Bei halbwegs vernünftigen Herstellern und qualitativ hochwertigen Spulen, geben die Hersteller recht detaillierte Datenblätter raus. Zugegeben alle mit der Butterseite nach oben, aber normalerweise keine Fahrkarten. Hier eine Faustformel anzugeben wäre nicht richtig. In der Praxis wirst Du ja auch die Spule genau nach dem Anwendungsfall aussuchen und nicht ausknobeln.
Sebastian S. schrieb: > Bei halbwegs vernünftigen Herstellern und qualitativ hochwertigen > Spulen, geben die Hersteller recht detaillierte Datenblätter raus. > Zugegeben alle mit der Butterseite nach oben, aber normalerweise keine > Fahrkarten. > Hier eine Faustformel anzugeben wäre nicht richtig. > In der Praxis wirst Du ja auch die Spule genau nach dem Anwendungsfall > aussuchen und nicht ausknobeln. Die Induktivität einer CM-Drossel nimmt üblicherweise mit der Frequenz ab. Von daher kommt eine Messfrequenz von 100kHz der Praxis näher als die Messung mit 1kHz. Aussagekräftiger als die Induktivität bei irgendeiner Feswtfrequenz ist die die Angabe des Impedanzverlaufes über der Frequenz, oder auch die Einfügungsdämpfung.
ich danke Euch :) @Mark S.: ist das nicht genau das, was ich mit LTspice simuliere, die Dämpfung über einen Frequenzbereich? @Helmut S.: die Werte werden meiner Meinung nach schon vom LCR-Meter angezeigt. Zumindest kann ich Lp, Ls, Rs, Rp usw für die Messung einstellen. Im Anhang mal 2 Beispiel-Simulationen. EMI1: DC-R der Induktivität 0.05 Ohm EMI2: "DC-R" / ESR der Induktivität 98 Ohm (bei 100kHz) Mit dem DC-R bekommt man also eher die schlechtere Dämpfung, was auch Helmut's Empfehlung entspricht.
Sebastian S. schrieb: > Bei halbwegs vernünftigen Herstellern und qualitativ hochwertigen > Spulen, geben die Hersteller recht detaillierte Datenblätter raus. Nicht nur Datenblätter. Würth stellt auch Modelle für LTspice zur Verfügung. mfg Klaus
Nik A. schrieb: > EMI1: DC-R der Induktivität 0.05 Ohm > EMI2: "DC-R" / ESR der Induktivität 98 Ohm (bei 100kHz) Wie groß ist die Induktivität? Vielleicht sind die gemessenen Werte die Impedanz (realer + imaginärer Wert) das wären bei 100kHz ca. 0,156mH
> EMI2: "DC-R" / ESR der Induktivität 98 Ohm (bei 100kHz)
Es ist natürlich Unsinn die ganzen Verluste dem Rs zuzuschlagen. So groß
ist der Skineffekt niemals.
Mach aus den 98Ohm einen äquivalenten Rpar und lass den ESR bei dem
DC-Widerstand 0,05Ohm für die Simualation.
Nik A. schrieb: > @Mark S.: ist das nicht genau das, was ich mit LTspice simuliere, die > Dämpfung über einen Frequenzbereich? Theoretisch ja, praktisch setzt das voraus, dass das frequenzabhänge Verhalten des kernmaterials mit modelliert wird. Das dürfte aber eher in Ausnahmefällen der Fall sein.
Helmut S. schrieb: > Mach aus den 98Ohm einen äquivalenten Rpar Ist der Parallelwiderstand nicht sehr niederohmig?
GEKU schrieb: > Helmut S. schrieb: >> Mach aus den 98Ohm einen äquivalenten Rpar > > Ist der Parallelwiderstand nicht sehr niederohmig? w=2*pi*fmess Rp = Rs + w^2*Ls^2/Rs Lp = Ls + Rs^2/(w^2*Ls)
Was ich kürzlich feststellen musste: Die Simulation stimmt eh nicht, selbst mit den genaueren Modellen von Würth, Murata etc. Allein im Layout der Platine kann man so viel der Filterwirkung wieder zu nichte machen, da lohnt sich die Simulation nur, wenns wirklich sein muss. Ein falsch gesetzter und angeschlossener Kondensator kann die Filterwirkung einer kompletten Spule unwirksam machen
Helmut S. schrieb: > GEKU schrieb: > Helmut S. schrieb: > Mach aus den 98Ohm einen äquivalenten Rpar > > Ist der Parallelwiderstand nicht sehr niederohmig? > > w=2*pi*fmess > > Rp = Rs + w^2*Ls^2/Rs > > Lp = Ls + Rs^2/(w^2*Ls) War mir schon klar, dass man für eine bestimmt Frequenz zwischen Parallel und Serienschaltung umrechnen kann, aber ohne die Induktivität zu kennen, bringt's nichts.
Christian W. schrieb: > Allein im Layout der Platine kann man so viel der Filterwirkung wieder > zu nichte machen Welches Frequenzen sind da im Spiel? Layoutfehler? Eine Simulation kann nur so gut wie die verwendeten Modelle sein und man muss wissen was wichtig ist und was vernachlässigt werden kann. Ich habe immer gute Erfahrungen mit LSPICE Simulationen gemacht. Vor allem erkennt man sofort grobe Fehler. Bei Filter kann man gut erkennen welchen Einfluss Toleranzen der Bauelemente auf die Funktion haben. Und es besser und billiger Fehler in der Simulation als auf der Leiterplatte zu erkennen.
Deine gesamte Fragestellung läuft darauf hinaus, daß Du keinen blassen Dunst vom Frequenzverhalten realer Bauteile hast. Lerne Grundlagen, beübe Dich und erst wenn das nicht ausreicht, stelle Fragen in einem Forum.
Das hört sich recht hart an, aber ich dachte dasselbe.
CMCs wickelt man auch normalerweise nicht selbst, man
verwendet fertige BE. Oft sogar fertige Komplett-Filter.
Man kann so ein Filter selbst zusammenstellen, und
das kann auch sinnvoll sein (je nach Anwendung, die
Du nicht nanntest - geschweige denn genau beschriebst).
Aber nicht ohne Wissen (Bauteile grundlegend, EMV-
Filter im besonderen, und Kenntnis der Stör-Parameter
und auch Ursachen, also wirklich einiges an Stoff).
Mit Simulationen ist es auch wie mit der Praxis:
Man muß das Ziel einer Simulation kennen, und auch
wissen, wie man es erreichen kann. Anders geht nichts.
Nichts davon scheint grundlegend vorhanden. Daher bin
ich Jürgens Meinung, daß Du Dich erst dazu bilden mußt.
Heißt erst mal viel lesen ("lernen" wie in der Schule).
Schon. Jürgen war natürlich von allen hier der Hilfreichste. Not. Hätte ich eine Professur zum Thema, würde ich allerdings nicht so von ganz oben herab. Danke nochmal an alle! Es ging grundsätzlich erst mal darum, welcher Wert LTspice da genau wissen wollte, denn ohne Grund hat man nicht die Möglichkeit, dort Werte einzutragen. Allerdings hat das wohl eher alles Einfluss auf die Phase, bis auf den angesprochenen DC-R, welcher wohl den Tiefpass beeinflusst. Hauptsächlich geht es bei meiner Sim darum, eine DC-Leitung eines Gerätes zu entstören, die HF-Anteile hat. EMV-Labor meinte, ein 100n C direkt dort, wo die Leitung in's Gerät geht und Masse-Leitung gleich auf's Gehäuse reicht im allgemeinen, um alles rauszufiltern. Meinen Experimenten nach (z.B. mit LISN, Stabantenne, Spectrum Analyzer und alles nicht auf EMV-Labor-Niveau) brachte das aber nicht sehr viel. Auch fertige EMI-Filter / Netzfilter etc. brachten nicht den gewünschten Erfolg. Mein selbstgewickelter "Freiluftaufbau" brachte da sehr viel bessere Ergebnisse. Nun bin ich dran, das ganze 2-stufig zu versuchen und bin dort auf das Problem mit dem DC-R gestoßen, deshalb die Nachfrage :) Soweit mir bekannt ist, filtert man so eigentlich bis 30 MHz, aber es klappt messbar auch mit deutlich höheren Frequenzanteilen. Da das am Ende etwas preislich in der gleichen Region liegt, wäre das zumindest die gefühlt bessere Lösung und wird auch noch im EMV-Labor getestet. Die Induktivitäten haben etwa 810µH @100kHz (hier: 36mm-T38-Ringkern mit 8 Windungen mit 2.5-Quadrat-Leitung H0 7 V-K oder sowas)
Nik A. schrieb: > Im Anhang mal 2 Beispiel-Simulationen Ist das Kernmaterial überhaupt bis 1GHz geeignet? Ist das Filter mit Gleichstrom beaufschlagt?
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