Was ist eine Gleichtaktdrossel?

Zu den wichtigsten Funktionen von a Gleichtaktdrossel ist die Unterdrückung elektromagnetischer Störungen (EMI) und Hochfrequenzstörungen. Diese Störungen stellen schwerwiegende Probleme in Kommunikationssystemen und elektronischen Geräten über Stromleitungen dar. Eine gute Gleichtaktdrossel blockiert den Durchgang dieser Signale durch den Stromkreis und verhindert, dass das elektronische Gerät beschädigt wird.

Eine Gleichtaktdrossel ist ein Spulentyp, der mithilfe eines Kerns ein Magnetfeld erzeugt. Es besteht normalerweise aus einem Ferrit. Dieses Keramikmaterial hat eine geringe Anfangsdurchlässigkeit und kann bei Raumtemperatur 90 Grad erreichen. Anschließend wird es mit Drähten umwickelt. Es wird in einer Vielzahl von Anwendungen in industriellen Umgebungen eingesetzt. Diese Geräte werden auch in CAN-Bussen von Automobilen eingesetzt.

Es stehen verschiedene Arten von Gleichtaktdrosseln zur Verfügung. Eine einfache Gleichtaktdrossel enthält zwei Wicklungen auf einem einzigen Kern. Die ringförmigen und U-förmigen Versionen erfordern einen manuellen Aufzug. Diese eignen sich für kostengünstige Projekte. Eine Gleichtaktdrossel mit kristallinem Kern ist kompakter, hat einen größeren Frequenzbereich und ist acht- bis zehnmal effektiver als ein ferromagnetischer Kern.

Eine Gleichtaktdrossel wird zwischen einem Transceiver und einem Stromleitungskabel eingefügt. Es werden Gleichtaktströme durch den Stromkreis geleitet, aber es entsteht auch ein gewisser Streufluss zwischen den Wicklungen. Dieser Fluss kann zu einer unvollständigen Aufhebung des Gleichtaktsignals führen. Darüber hinaus kann es zu einer Rückkopplung mit der Erde kommen, was zu unerwünschten elektrischen Störungen führt. Ein richtig dimensionierter Choke reduziert diese unerwünschten Geräusche jedoch.

Eine Gleichtaktdrossel wird typischerweise verwendet, um Gleichtaktrauschen herauszufiltern, das auftritt, wenn beide Eingänge einer Schaltung gleichzeitig Rauschen erzeugen. Es kann bei EMI bis zu 30 MHz nützlich sein. Zusätzlich kann eine Drossel eingesetzt werden, um niederfrequente Signale herauszufiltern. Einige Drosseln haben bei unerwünschten Frequenzen eine höhere Impedanz, wodurch das Rauschen reduziert wird.

Eine Gleichtaktdrossel geht bei sehr großen DM-Strömen nicht in die Sättigung. Dies liegt daran, dass sich die durch die Gleichtaktströme erzeugten Magnetfelder im Kern gegenseitig aufheben. Dies führt zu keinem Verlust der Signalqualität im Differenzmodus. Der maximale Nennstrom einer Gleichtaktdrossel hängt von der Heizwirkung des Wicklungswiderstands ab. Es ist darauf zu achten, dass der Wicklungswiderstand nicht zu hoch ist, um Schäden an der elektronischen Ausrüstung zu vermeiden. Eine Gleichtaktdrossel wird üblicherweise zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen in Hochgeschwindigkeitsstromleitungen und anderen elektronischen Geräten verwendet. Besonders kritisch ist der Einsatz im Kontrollbereich eines Netzwerks.

Trotz ihrer Vorteile kann eine Gleichtaktdrossel ein Problem für CAN-Bus-Systeme darstellen. Da es Gleichtaktstörungen auffängt, kann es Signalströme außerhalb der Leitung und des Neutralleiters als Wärme verbrennen. Dadurch können extrem hohe Übergangsspannungen entstehen. Es empfiehlt sich, an den Transceiver-Bus-Pins Schutzdioden zu installieren, um diese Transienten zu begrenzen. Dies kann erreicht werden, indem die Protektoren auf die Transceiver-Seite des Chokes verschoben werden.

Bei der Auswahl einer Gleichtaktdrossel für Ihre Anwendung ist es wichtig, die Anzahl der Windungen und das Frequenzband zu berücksichtigen. Diese Faktoren bestimmen die Induktivität oder den magnetischen Fluss, der durch die Ströme erzeugt wird. Je mehr Windungen die Spule hat, desto mehr magnetischen Fluss erzeugt sie. Die Windungszahl bestimmt auch die magnetische Flussdichte. Je niedriger die Dichte, desto geringer ist die Dämpfung, die die Drossel erzeugt.

Ringkern-Gleichtaktdrossel mit Ferritkern