DE19713449A1 - Noise suppression filter for electromagnetic interference - Google Patents

Noise suppression filter for electromagnetic interference

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Abstract

The filter includes a control circuit with an interference signal detector (1), generating a reference signal corresponding to a HF interference signal (3). A processor (4) amplifies, and filters, the reference signal for a following push-pull unit (5). An equalising signal can be coupled to a supply potential conductor for interference signal attenuation by the push-pull unit. Preferably, the sensitivity of the interference detector can be adjusted to interference signals above a certain limit value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung bzw. Unterdrückung von Störgrößen, insbesondere Funkstörungen, die die Funktion von elektrischen Einrichtungen und deren elektromagnetische Umgebung in unbeabsichtigter Weise belasten, und insbesondere ein aktives Leistungsfilter zur Entstörung von elektrischen Leitungen, auf denen hochfrequente Störungen vorliegen.The invention relates to a device for damping or suppressing Interference, in particular radio interference that affects the function of electrical Devices and their electromagnetic environment in an unintentional manner burden, and in particular an active power filter for interference suppression of electrical Lines on which there are high-frequency interference.

Die Einhaltung der EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) wird bei modernen elektrischen Geräten durch die ständig wachsende Anwendung von elektrischen und elektronischen Elementen bei immer kleinerer Dimensionierung ein zunehmend kritisches Problem. Ist die EMV z. B. in einer Automationsanlage nicht gewährleistet, so kann sich das insbesondere im zufälligen Auftreten vorübergehender Funktionsstörungen mit den damit verbundenen ökonomischen und sicherheitstechnischen Konsequenzen, in der unmittelbaren elektrischen Zerstörung von Bauelementen und Geräten, und nicht zuletzt in einer Gefährdung des Anlagepersonals äußern.Compliance with EMC (electromagnetic compatibility) is modern electrical devices through the ever increasing use of electrical and electronic elements with an ever smaller dimension critical problem. Is the EMC z. B. not guaranteed in an automation system, so this can be temporary, especially in the case of accidental occurrence Malfunctions with the associated economic and safety-related consequences, in the immediate electrical destruction of components and devices, and not least in a risk to the Express investment personnel.

Zur Entstörung von elektrischen Leitungen, auf denen hochfrequente Störungen im Bereich von 9 kHz bis zu einigen hundert MHz vorliegen, sind passive Funkentstörfilter bekannt, die eine definierte Dämpfung in einem bestimmten Frequenzbereich erzielen. Der Dämpfungserfolg hängt dabei in starkem Maße von dem richtigen Zusammenwirken mit dem Gerät ab, dessen leitungsgebundene Störspannungen gedämpft werden sollen. Für jeden speziellen Anwendungsfall mußte bisher ein in der Einfügungsbedämpfung passendes Filter ausgesucht werden. For interference suppression of electrical lines on which high-frequency interference in the Range from 9 kHz to a few hundred MHz are passive Radio interference filters are known, which have a defined attenuation in a particular Achieve frequency range. The damping success depends to a large extent on the correct interaction with the device, its wired Interference voltages should be damped. For every special application Previously, a filter that was suitable for insertion loss had to be selected.  

Die bekannten, nach obigen Prinzipien konstruierten Entstörfilter, bestehen im allgemeinen aus passiven Schaltungskomponenten mit R, L und C-Gliedern, die als Filter zwischen Störquelle und -senke eingebracht sind. Üblicherweise werden an den Ausgängen der Störquelle die aktiven Leiter mit Kondensatoren und Drosseln, die einzeln oder kombiniert als Filter wirken, beschaltet.The known interference filters constructed according to the above principles consist in general from passive circuit components with R, L and C elements, which as Filters are inserted between the interference source and sink. Usually the Outputs of the interference source the active conductors with capacitors and chokes act individually or in combination as a filter, wired.

Die filterspezifische Übertragungsfunktion erlaubt jedoch immer nur eine optimale Dämpfung in begrenzten Frequenzbändern. Bislang war es jedoch nicht möglich, eine gleichmäßige Dämpfung in einem Frequenzbereich von etwa 9 kHz bis zu einigen zehn MHz zu erreichen.However, the filter-specific transfer function always only allows an optimal one Attenuation in limited frequency bands. So far it has not been possible a uniform attenuation in a frequency range from about 9 kHz up to to reach some ten MHz.

Zusätzlich wird der Einsatz von bekannten Funkentstörfiltern aufgrund schneller transienter Schaltvorgänge der elektrischen Einrichtung erschwert, welche im Mikrosekundenbereich liegen können, wobei sich die Geräte-Impedanzen in Abhängigkeit vom Betriebszustand verändern. Die bekannten Entstörfilter mit ihrer spektral begrenzten Dämpfung sind für diese schwierigen Bedingungen nicht geeignet.In addition, the use of known radio interference filters is faster due to transient switching operations of the electrical device, which in Microsecond range can be, with the device impedances in Change depending on the operating status. The known interference filters with their spectrally limited attenuation is not for these difficult conditions suitable.

Darüber hinaus sind insbesondere im Bereich der Funkentstörmeßtechnik, die Frequenzen von etwa 10 kHz bis hinauf zu einigen hundert MHz erfaßt, strenge Normen und Gesetzesauflagen einzuhalten, die die Maximalwerte der Störspannungen bzw. des Rauschens in verschiedenen Klassen und bestimmten Frequenzbereichen festlegen. Elektrische Geräte, die elektromagnetische Störfelder aussenden, müssen u. a. den Normen EN 55 011 und EN 55 022 genügen.In addition, especially in the field of radio interference suppression technology Frequencies from about 10 kHz up to a few hundred MHz, strict Comply with norms and legal requirements that limit the maximum values of the Interference voltages or noise in different classes and certain Define frequency ranges. Electrical devices, the electromagnetic interference fields send out, u. a. meet the standards EN 55 011 and EN 55 022.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Funkentstörfilter zu schaffen, das im wesentlichen den gesamten Störphasengang der Störsignale einer elektrischen Einrichtung dämpfen kann. The object of the invention is therefore to create a radio interference filter, that essentially the entire interference phase response of the interference signals of an electrical Device can dampen.  

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 specified features. Appropriate configurations of the Invention result from the subclaims.

Die Filterwirkung des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters beruht auf der Dämpfung der leitungsgeführten Störgrößen mittels eines Regelkreises mit aktiven Elementen zur Erzeugung eines den Störgrößen phasenverkehrten Entstörsignals, welches den Störgrößen gegengekoppelt wird und diese wenigstens größtenteils kompensiert.The filter effect of the radio interference filter according to the invention is based on the attenuation the conducted disturbance variables by means of a control loop with active elements Generation of an interference suppression signal which is phase-inverted, which the Disturbance variables are fed back and at least largely compensated for them.

Vorzugsweise enthält der Regelkreis eine Störsignal-Erfassungseinheit, die in der Arbeitsbandbreite des Filters, z. B. zwischen 9 und 30 kHz, kontinuierlich Störspannungspegel erfaßt, die oberhalb eines bestimmten oberen Grenzwertes liegen. Mit der erfindungsgemäßen Störsignal-Erfassungseinheit können bestimmte, der Netzspannung überlagerte hochfrequente Störpegel ausgesiebt bzw. zur weiteren Verarbeitung abgezweigt werden. Treten solche Störpegel auf, dann wird ein den Störsignalen vorzugsweise in Größe und Bandbreite entsprechendes Referenzsignal von der leistungsführenden Hauptleitung abgezweigt und einer Verarbeitungseinheit zugeführt. Die Empfindlichkeit des Regelkreises ist dabei vorzugsweise, wie oben erwähnt, an der Störsignal-Erfassungseinheit oder an einer anderen Funktionseinheit, wie z. B. der Verarbeitungseinheit einstellbar. Die erfindungsgemäße Störsignal-Er­ fassungseinheit kann z. B. in ihrer Empfindlichkeit auf verschiedene Dämpfungsklassen entsprechend der geltenden Vorschriften eingestellt, und die Dämpfung auch neuen strengeren Anforderungen angepaßt werden. Die Störsignal-Er­ fassungseinrichtung umfaßt vorzugsweise einen Stromdifferenztransformator, wobei die Einstellung der Empfindlichkeit z. B. an regelbaren Schaltreiselementen (Drehkondensator, regelbarer Transformator Potentiometer . . .) vorgenommen werden kann.The control circuit preferably contains an interference signal detection unit, which in the Working bandwidth of the filter, e.g. B. between 9 and 30 kHz, continuously Interference voltage level detected above a certain upper limit lie. With the interference signal detection unit according to the invention, certain high-frequency interference levels superimposed on the mains voltage or for further Processing can be branched off. If such interference levels occur, then a Interference signals preferably in size and bandwidth corresponding reference signal branched off from the main line carrying power and a processing unit fed. The sensitivity of the control loop is preferably as above mentioned, on the interference signal detection unit or on another functional unit, such as B. the processing unit adjustable. The interference signal Er according to the invention socket unit can e.g. B. in their sensitivity to different Damping classes set according to the applicable regulations, and the Damping can also be adapted to new, stricter requirements. The interference signal Er Detection device preferably comprises a current difference transformer, wherein setting the sensitivity z. B. on controllable circuit elements (Variable capacitor, adjustable transformer potentiometer...) can.

Die Ausgangssignale der Störsignal-Erfassungseinheit werden dann in der nachfolgenden Verarbeitungseinheit vorzugsweise gefiltert und verstärkt, um damit ein deutliches, dem Störsignal entsprechendes Referenzsignal zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit umfaßt z. B. aktive Schaltelemente (Operationsverstärker) und geeignete Filter (Hochpaß).The output signals of the interference signal detection unit are then in the subsequent processing unit preferably filtered and amplified in order  generate a clear reference signal corresponding to the interference signal. The Processing unit includes e.g. B. active switching elements (operational amplifier) and suitable filters (high pass).

Das von der Verarbeitungseinheit stammende Signal dient schließlich als Eingangssignal einer Gegenkopplungseinheit zur Erzeugung eines Entstörsignals (Entstörspannung) auf dem betreffenden leistungsführenden Leiter. Die Gegenkopplungseinheit umfaßt vorzugsweise einen Stromausgangstransformator. Das Entstörsignal entspricht im günstigsten Fall im Pegel und in der Bandbreite dem zu bedämpfenden Störsignal, mit dem Unterschied, daß dessen Phasenlage um eine halbe Wellenlänge verschoben ist. Die gegengekoppelte Überlagerung bzw. die vektorielle Addition beider Signale ergibt dann idealerweise "0", wodurch die aufgetretene Störspannung kompensiert wird.The signal originating from the processing unit ultimately serves as Input signal of a negative feedback unit for generating an interference suppression signal (Interference suppression voltage) on the relevant power conductor. The The negative feedback unit preferably comprises a current output transformer. In the best case, the interference signal corresponds to that in level and in bandwidth Interference signal to be damped, with the difference that its phase position is one half the wavelength is shifted. The negative feedback overlay or the Vectorial addition of the two signals then ideally results in "0", as a result of which the occurring interference voltage is compensated.

Vorzugsweise ist die Regelschaltung auf Echtzeitverarbeitung ausgelegt, so daß in "Echtzeit" Störsignale erfaßt, verarbeitet und entsprechende Entstörsignale erzeugt werden können und zu keinem Zeitpunkt bestehende EMV-Grenzwerte überschritten werden. Die Dämpfung bzw. Unterdrückung der elektromagnetischen Störgrößen ist dabei vorzugsweise über einen Frequenzbereich von 9 bis 30 MHz möglich.The control circuit is preferably designed for real-time processing, so that in "Real time" interference signals are recorded, processed and corresponding interference signals are generated existing EMC limits can never be exceeded will. The damping or suppression of the electromagnetic interference is preferably possible over a frequency range of 9 to 30 MHz.

Eine ständige Überwachung der Funkstörgrößen ist nicht erforderlich, wenn das Funkemissionsspektrum der elektrischen Einrichtung bei verschiedenen Betriebszuständen bekannt ist. Diese Daten könnten z. B. in einem Speicher der Verarbeitungseinheit gespeichert sein und automatisch abgerufen werden, wenn ein bestimmter Betriebszustand der elektrischen Einrichtung eingestellt ist oder geändert wird. Die entsprechenden Entstörsignale können z. B. mit herkömmlichen Störspannungsgeneratoren erzeugt werden. Auf diese Weise kann das Eigen- bzw. Grundrauschen der elektrischen Einrichtung ständig gedämpft werden. Constant monitoring of radio interference is not necessary if that Radio emission spectrum of the electrical device at various Operating states is known. This data could e.g. B. in a memory of Processing unit can be stored and automatically retrieved when a certain operating state of the electrical device is set or changed becomes. The corresponding interference signals can, for. B. with conventional Interference voltage generators are generated. In this way, the own or Background noise of the electrical device are constantly dampened.  

Die Filterwirkung, insbesondere zur Funkentstörung, ist für einen EMV-Leistungsbereich für bis zu 1000 Ampere bei bis zu 380/440 Volt ausgelegt. Das erfindungsgemäße Funkentstörfilter hat den Vorteil, daß es universell für verschiedenste elektrische Einrichtungen einsetzbar ist. Die Filter werden daher nur noch nach dem EMV-Leistungsbereich, also nach Nennstrom und Nennspannung unterschieden und ausgewählt.The filter effect, especially for radio interference suppression, is for one EMC power range designed for up to 1000 amps at up to 380/440 volts. The Radio interference suppression filter according to the invention has the advantage that it is universal for various electrical devices can be used. The filters are therefore only still according to the EMC performance range, i.e. according to nominal current and nominal voltage distinguished and selected.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 beispielhaft erläutert. Es zeigen:The invention is explained below by way of example with reference to FIGS. 1 to 5. Show it:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Regelschaltung des Funkentstörfilters in schematischer Darstellung. Fig. 1 shows the control circuit of the radio interference filter according to the invention in a schematic representation.

Fig. 2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters Fig. 2 shows a first embodiment of the radio interference filter according to the invention

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters Fig. 3 shows a second embodiment of the radio interference filter according to the invention

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters Fig. 4 shows a third embodiment of the radio interference filter according to the invention

Fig. 5 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters. Fig. 5 shows a fourth embodiment of the radio interference filter according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Störsignal-Erfassungseinheit 1 als Funktionsblock dargestellt, die auf dem leistungsführenden elektrischen Leiter 2 auftretende Störsignalpegel 3 kontinuierlich erfaßt. Die Störsignal-Erfassungseinheit reagiert in Abhängigkeit von deren Auslegung bzw. Einstellung nur auf Pegel oberhalb eines bestimmten Grenzwerts. Treten solche Pegel auf, dann wird das entsprechende Störsignal von der leistungsführenden Hauptleitung (Leiter L2) abgezweigt und einer Verarbeitungseinheit 4 zugeführt, in der das Referenzsignal IS verstärkt wird. Daraufhin wird von der Gegenkopplungseinheit 5 auf dem Leiter 2 ein Entstörsignal (Entstörspannung) gegengekoppelt, das im Pegel und in der Bandbreite dem zu bedämpfenden Störsignal entspricht, jedoch dem Störsignal entgegengesetzt gerichtet ist und letzteres wenigstens teilweise kompensiert. Die entgegengekoppelte Überlagerung bzw. die vektorielle Addition beider Signale ergibt dann idealerweise "0" und die auftretende Störgröße ist kompensiert.In Fig. 1, an interference signal detection unit 1 is shown as a function block, which continuously detects interference signal levels 3 occurring on the power-carrying electrical conductor 2 . Depending on its design or setting, the interference signal detection unit only reacts to levels above a certain limit value. If such levels occur, the corresponding interference signal is branched off from the power-carrying main line (conductor L2) and fed to a processing unit 4 , in which the reference signal I S is amplified. Then, a Entstörsignal (Entstörspannung), is of the feedback unit 5 on the conductor 2 fed back equivalent to that in level and in the range to be damped noise signal, however, the interference signal is opposite and the latter at least partially compensated. The opposite superimposition or the vectorial addition of the two signals then ideally results in "0" and the disturbance that occurs is compensated.

In einer ersten konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters nach Fig. 2 entsteht bei Betrieb einer Last L ein niederfrequenter NF-Netzlaststrom (IR ± jIX) und ein hochfrequenter Störstrom IHF. Das Ersatzschaltbild der zwischen die Versorgungspotentialleiter geschalteten Last zeigt eine Reallast R und eine Scheinlast iX. Die HF-Störungsquelle ist durch die Stromquelle IHF dargestellt. Der Störstrom IHF teilt sich in Abhängigkeit von den parallel zum Netzeingang geschalteten Kondensatoren C1 und C2 in zwei ungleiche Ströme IHF1 und IHF2 auf. Diese ungleichen HF-Ströme fließen durch die symmetrischen Primärwicklungen N1a und N1b eines Stromdifferenztransformators TRFI und induzieren den HF-Sekundärstrom (Referenzstrom) IS. Der Stromdifferenz­ transformator TRFI entspricht in seiner Funktion der oben genannten Störsignal-Er­ fassungseinheit SE. Durch die Symmetrie der Wicklungen N1a und N1b wird die Induktion eines HF-Sekundärstroms IS aufgrund des N F-Netzlaststroms (IR ± jIX) ausgeglichen, so daß der HF-Sekundärstrom IS lediglich proportional zum HF-Störstrom IHF ist. Der so induzierte Referenzstrom IS dient als Eingangssignal der nachfolgenden Verarbeitungseinheit VE, bestehend aus einem Widerstand RS, einem Hochpaß und einem invertierenden Operationsverstärker mit Verstärkungsfaktor -G. Der Strom IS wird über den Widerstand RS in eine Steuerspannung umgewandelt, deren niederfrequente Anteile mittels eines Hochpasses ausgefiltert werden. Die gefilterte Steuerspannung wird schließlich durch den Operationsverstärker V auf einen Ausgangsstrom IG verstärkt. Der Ausgangsstrom IG steuert die Wicklung N3 eines Stromausgangstransformators TRFA, dessen Sekundärwicklungen N4a und N4b symmetrisch aufgebaut und in Gegenreihe geschaltet sind, um den Rückeinfluß der Netzfrequenz auf die Ausgangsstufe des Verstärkers V zu vermeiden. Die oben genannte Gegenkopplungseinheit wird hier durch den Stromausgangstransformator TRFA dargestellt, wobei der in der Wicklung N4a induzierte Kompensationsstrom I3 den Störstrom IHF größtenteils kompensiert. Der Kompensationsstrom I3 fließt in einer Masche über die Last C3, C4 und Masse ab. Der aufgrund der Wicklungssymmetrie gleich große Strom I4 schließt sich über C4 ab. Der Siebfaktor k ist umgekehrt proportional zur Verstärkung G. Vorzugsweise ist die Verstärkung G möglichst hoch - etwa bei 100 - so daß ein Siebfaktor k von ca. 0,01 erreicht wird. Die Versorgungspotentialleiter L1, L2 der Wechselspannungsquelle (Netz) führen schließlich nur noch einen Bruchteil, nämlich das k-fache des ursprünglichen Störstroms IHF.In a first specific embodiment of the radio interference suppression filter according to the invention according to FIG. 2, when a load L is operated, a low-frequency NF network load current (I R ± jI X ) and a high-frequency interference current I HF are produced . The equivalent circuit diagram of the load connected between the supply potential conductors shows a real load R and an apparent load iX. The RF interference source is represented by the current source I HF . The interference current I HF is divided into two unequal currents I HF1 and I HF2 depending on the capacitors C1 and C2 connected in parallel to the mains input. These unequal HF currents flow through the symmetrical primary windings N 1a and N 1b of a current difference transformer TRF I and induce the HF secondary current (reference current) I S. The current difference transformer TRF I corresponds in its function to the above-mentioned interference signal detection unit SE. Due to the symmetry of the windings N 1a and N 1b , the induction of an RF secondary current I S due to the N F network load current (I R ± jI X ) is compensated, so that the RF secondary current I S is only proportional to the RF interference current I HF is. The reference current I S thus induced serves as an input signal to the subsequent processing unit VE, consisting of a resistor R S , a high-pass filter and an inverting operational amplifier with a gain factor -G. The current I S is converted via the resistor R S into a control voltage, the low-frequency components of which are filtered out using a high-pass filter. The filtered control voltage is finally amplified by the operational amplifier V to an output current I G. The output current I G controls the winding N 3 of a current output transformer TRF A , the secondary windings N 4a and N 4b of which are constructed symmetrically and connected in series in order to avoid the influence of the mains frequency on the output stage of the amplifier V. The above-mentioned negative feedback unit is represented here by the current output transformer TRF A , the compensation current I 3 induced in the winding N 4a largely compensating for the interference current I HF . The compensation current I 3 flows in a mesh over the load C3, C4 and mass. The current I 4 , which is of equal size due to the winding symmetry, is terminated via C4. The sieve factor k is inversely proportional to the gain G. The gain G is preferably as high as possible - around 100 - so that a sieve factor k of approximately 0.01 is achieved. Finally, the supply potential conductors L1, L2 of the AC voltage source (network) only carry a fraction, namely k times the original interference current I HF .

Die Funktion eines zweiten Ausführungsbeispiels in Fig. 3 ist ähnlich der des Ausführungsbeispiels in Fig. 2. Ein Anteil IHF1 des HF-Störstroms IHF wird über die zum Eingang parallel geschaltete Kapazität C1 abgeleitet und schließt sich über die Primärwicklung N1 des Stromdifferenztransformators TRFI, C1 und die Last ab. Die Sekundärwicklungen N2a und N2b des Stromdifferenztransformators TRFI sind in Gleichrichtung geschaltet und mit Widerständen R1a und R1b beschaltet, um die NF-Netzfrequenzinduktion zu unterdrücken, wobei das Mittenpotential auf Masse gelegt ist. Bei gleich großen Widerständen R1a, R1b wird die Induktion durch den Netzstrom (IR ± jIX) unterdrückt. Die gleich großen induzierten Sekundärströme ISa und ISb fließen durch unterschiedliche HF-Schleifen in Richtung der in Fig. 3 angegebenen Pfeile. Der HF-Stromunterschied wird mittels eines invertierenden Addier-Verstärkers mit Verstärkungsfaktor G auf eine Ausgangsspannung verstärkt, wobei G » 1 ist. Der hierfür maßgebliche Gegenkopplungswiderstand R2 beträgt ein G-faches von R1a und R1b, also ein G-faches von 50 Ω. Der Strom IG am Verstärkerausgang steuert die Wicklung N3 eines Stromausgangstransformators TRFA. Der Kondensator C4 bildet für den induzierten Sekundärstrom I4 einen Hochpaß. Der induzierte Sekundärstrom I4 schließt sich über die Wicklung N4b und über den Kondensator C4 ab, und der induzierte Sekundärstrom I3 schließt sich über die Wicklung N4a den Kondensator C3 und die Last ab. Als Gegenkopplungseinheit ist wiederum der aus Fig. 1 bekannte Stromausgangstransformator TRFA eingesetzt, der sekundärseitig eine der hochfrequenten Störspannung entsprechende, invertierte Entstörspannung bzw. den Entstörstrom induziert und gegenkoppelt.The function of a second exemplary embodiment in FIG. 3 is similar to that of the exemplary embodiment in FIG. 2. A component I HF1 of the HF interference current I HF is derived via the capacitance C1 connected in parallel with the input and closes via the primary winding N1 of the current difference transformer TRF I , C1 and the load. The secondary windings N 2a and N 2b of the current difference transformer TRF I are connected in the rectification and connected to resistors R1a and R1b to suppress the NF mains frequency induction, the center potential being connected to ground. If resistors R1a, R1b are of the same size, the induction is suppressed by the mains current (I R ± jI X ). The equally large induced secondary currents I Sa and I Sb flow through different RF loops in the direction of the arrows shown in FIG. 3. The HF current difference is amplified to an output voltage by means of an inverting adder amplifier with a gain factor G, where G »1. The relevant negative feedback resistance R2 is a G-fold of R1a and R1b, i.e. a G-fold of 50 Ω. The current I G at the amplifier output controls the winding N3 of a current output transformer TRF A. The capacitor C4 forms a high pass for the induced secondary current I 4 . The induced secondary current I 4 is terminated via the winding N 4b and via the capacitor C4, and the induced secondary current I 3 is terminated via the winding N 4a, the capacitor C3 and the load. The current output transformer TRF A known from FIG. 1 is again used as the negative feedback unit, which on the secondary side induces an inverted interference suppression voltage or the interference suppression current corresponding to the high-frequency interference voltage.

Die Schaltung einer dritten Ausführungsform (Fig. 4) des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters entspricht etwa der in Fig. 2, mit einem Stromdifferenztransformator TRFI als Stromerfassungseinheit, mit dem ein HF-Sekundärstrom IS als Referenzstrom zum Störstrom IHF erzeugt wird, um nach weiterer Verarbeitung auf den Versorgungspotentialleiter (L1, L2) gegengekoppelt zu werden. Der Störstrom IHF teilt sich an den beiden parallel zum Eingang geschalteten Kapazitäten C1 und C2 in zwei ungleiche HF-Ströme IHF1 und IHF2 auf. Diese ungleichen HF-Ströme fließen durch die symmetrischen Primärwicklungen N1 und N1b des Stromdifferenztransformators TRFI und induzieren den HF-Sekundärstrom IS. Eine Induktion des NF-Netzlaststroms (IR ± jIX) wird durch die Symmetrie der in Gegenreihe geschalteten Wicklungen N1a und N1b ausgeglichen. Der Strom IS wird, wie oben bezüglich der Fig. 2 beschrieben ist, mittels der Verarbeitungseinheit, bestehend aus einem Widerstand RS einem Hochpaß (HI. Pass) und einem invertierenden Operationsverstärker auf einen Ausgangsstrom IG verstärkt. Der Verstärkungsfaktor ist dabei als -G gegeben. Der Verstärkerausgangsstrom IG steuert die symmetrischen Primärwicklungen N3a und N3b eines Stromausgangstransformators TRFA. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Stromausgangstransformator TRFA zwei Primärwicklungen N3a und N3b und eine Sekundärwicklung N4 auf. Den Primärwicklungen N3a und N3b sind gleiche Widerstände RT vorgeschaltet. Durch diese Auslegung und Beschaltung wird sichergestellt, daß keine Induktionseinflüsse des NF-Netzlaststroms (IR ± jIX) auf den Verstärkerausgang rückwirken. Der auf dem Versorgungspotentialleiter induzierte Kompensationsstrom I3 (Entstörstrom) schließt sich über die Kapazität C3, die Last und die Sekundärwicklung N4 ab. Aufgrund der Gegenkopplung führen die Versorgungspotentialleiter L1 und L2 nur noch das k-fache des ursprünglichen HF-Störstroms IHF. The circuit of a third embodiment ( FIG. 4) of the radio interference suppression filter according to the invention corresponds approximately to that in FIG. 2, with a current difference transformer TRF I as a current detection unit, with which an HF secondary current I S is generated as a reference current to the interference current I HF , after further processing to be fed back to the supply potential conductor (L1, L2). The interference current I HF is divided into two unequal HF currents I HF1 and I HF2 at the two capacitors C1 and C2 connected in parallel to the input. These unequal HF currents flow through the symmetrical primary windings N 1 and N 1b of the current difference transformer TRF I and induce the HF secondary current I S. An induction of the NF network load current (I R ± jI X ) is compensated for by the symmetry of the windings N 1a and N 1b connected in opposite series. The current I S is, as described above with reference to FIG. 2, amplified to an output current I G by means of the processing unit, consisting of a resistor R S, a high pass (HI. Pass) and an inverting operational amplifier. The gain factor is given as -G. The amplifier output current I G controls the symmetrical primary windings N 3a and N 3b of a current output transformer TRF A. In this exemplary embodiment, the current output transformer TRF A has two primary windings N 3a and N 3b and a secondary winding N 4 . The same resistors R T are connected upstream of the primary windings N 3a and N 3b . This design and wiring ensures that no induction influences of the NF network load current (I R ± jI X ) affect the amplifier output. The compensation current I 3 (interference current) induced on the supply potential conductor is terminated via the capacitance C3, the load and the secondary winding N 4 . Because of the negative feedback, the supply potential conductors L1 and L2 only carry k times the original HF interference current I HF .

Die Schaltung des erfindungsgemäßen Funkentstörfilters nach einem vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 5) entspricht der Schaltung in Fig. 3, wobei der Stromausgangstransformator TRFA der Fig. 4 Verwendung findet. Auf dem mit einem Störsignal belasteten Versorgungspotentialleiter L2 wird in bekannter Weise ein hochfrequenter Störstromanteil IHF erfaßt und hochfrequente Sekundärströme Isa und Isb zur weiteren Verarbeitung und Gegenkopplung abgezweigt. Diese HF-Sekundärströme werden wiederum mittels einem invertierenden Addierverstärker mit Verstärkungsfaktor -G auf einen Ausgangsstrom IG verstärkt. Dieser Verstärkerausgangsstrom IG steuert dann die Primärwicklungen N3a und N3b des Stromausgangstransformators TRFA, wie in Fig. 4. In der Sekundärwicklung N4 wird schließlich wieder der Kompensationsstrom I3 induziert und auf den Versorgungspotentialleiter L1 gegengekoppelt. Dadurch tritt auf den Versorgungspotentialleitern L1, L2 lediglich ein um den Siebfaktor k, mit k « 1, verkleinerter Störstrom IHF auf, so daß bestehende EMV-Richtlinien eingehalten werden können.The circuit of the radio interference filter according to the invention according to a fourth embodiment ( FIG. 5) corresponds to the circuit in FIG. 3, the current output transformer TRF A of FIG. 4 being used. A high-frequency interference current component I HF is detected in a known manner on the supply potential conductor L2 loaded with an interference signal, and high-frequency secondary currents I sa and I sb are branched off for further processing and negative feedback. These HF secondary currents are in turn amplified to an output current I G by means of an inverting adder amplifier with a gain factor -G. This amplifier output current I G then controls the primary windings N 3a and N 3b of the current output transformer TRF A , as in FIG. 4. Finally, the compensation current I 3 is induced again in the secondary winding N 4 and is fed back to the supply potential conductor L1. As a result, an interference current I HF reduced by the sieve factor k, with k «1, occurs on the supply potential conductors L1, L2, so that existing EMC guidelines can be complied with.

Claims (19)

1. Funkentstörfilter zur Dämpfung der elektromagnetischen Störgrößen einer elektrischen Einrichtung auf Versorgungspotentialleitern (2; L1, L2) in einem Wechselstromnetzwerk dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelschaltkreis vorgesehen ist, mit einer Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) zur Erzeugung eines dem HF-Störsignal (3; IHF) entsprechenden Referenzsignals (IS), einer Verarbeitungseinheit (4; VE) zur Aufbereitung (Verstärkung, Filterung) des Referenzsignals IS für eine nachgeordnete Gegenkopplungseinheit (5; GE), mittels der ein Entstörsignal (I3) auf einen Versorgungspotentialleiter (2; L1, L2) eingekoppelt werden kann, um das Störsignal (3; IHF) zu dämpfen.1. radio interference filter for damping the electromagnetic interference of an electrical device on supply potential conductors ( 2 ; L1, L2) in an AC network, characterized in that a control circuit is provided with an interference signal detection unit ( 1 ; SE) for generating an RF interference signal ( 3 ; I HF ) corresponding reference signal (I S ), a processing unit ( 4 ; VE) for processing (amplification, filtering) of the reference signal I S for a downstream negative feedback unit ( 5 ; GE), by means of which an interference signal (I 3 ) on a Supply potential conductor ( 2 ; L1, L2) can be coupled in to dampen the interference signal ( 3 ; I HF ). 2. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) vorgesehen ist, deren Empfindlichkeit auf Störsignale (3; IHF) oberhalb eines bestimmten Grenzwertes einstellbar ist.2. radio interference filter according to claim 1, characterized in that an interference signal detection unit ( 1 ; SE) is provided, the sensitivity to interference signals ( 3 ; I HF ) above a certain limit value is adjustable. 3. Funkentstörfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) regelbare Schaltkreiselemente zur Einstellung der Empfindlichkeit aufweist.3. radio interference filter according to claim 2, characterized in that the interference signal detection unit ( 1 ; SE) has adjustable circuit elements for adjusting the sensitivity. 4. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) induktive Elemente aufweist.4. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the interference signal detection unit ( 1 ; SE) has inductive elements. 5. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) einen Stromdifferenztransformator (TRFI) umfaßt, der ein dem HF-Störsignal (3; IHF) entsprechendes Referenzsignal unabhängig vom niederfrequenten Netzsignal (IR ± jIX) erzeugt.5. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the interference signal detection unit ( 1 ; SE) comprises a current difference transformer (TRF I ) which a reference signal corresponding to the RF interference signal ( 3 ; I HF ) independent of the low-frequency network signal (I R ± jI X ) generated. 6. Funkentstörfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdifferenztransformator (TRFI) aus zwei symmetrischen, in Gegenreihe geschalteten Primärwicklungen (N1a, N1b) und einer Sekundärwicklung (N2) besteht.6. radio interference filter according to claim 4, characterized in that the current differential transformer (TRF I ) consists of two symmetrical, in opposite series primary windings (N1a, N1b) and a secondary winding (N2). 7. Funkentstörfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdifferenztransformator (TRFI) aus zwei symmetrischen, in Gleichrichtung geschalteten Sekundärwicklungen (N2a, N2b) und einer Primärwicklung (N1) besteht.7. radio interference filter according to claim 4, characterized in that the current difference transformer (TRF I ) consists of two symmetrical, rectified secondary windings (N2a, N2b) and a primary winding (N1). 8. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (4; VE) einen Hochpaß (HI Pass) zur Filterung niederfrequenter Anteile des Referenzsignals (IS) aufweist.8. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the processing unit ( 4 ; VE) has a high-pass filter (HI pass) for filtering low-frequency components of the reference signal (I S ). 9. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (4; VE) einen invertierenden Verstärker (V) aufweist.9. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the processing unit ( 4 ; VE) has an inverting amplifier (V). 10. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungseinheit (5; GE) einen Stromausgangstransformator (TRFI) umfaßt, mittels dem ein Entstörsignal (I3) auf einen Versorgungspotentialleiter (2; L1, L2) eingekoppelt werden kann, wobei eine Rückwirkung des niederfrequenten Netzsignals (IR ± jIX) auf die Primärseite (N3) kompensiert wird. 10. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the negative feedback unit ( 5 ; GE) comprises a current output transformer (TRF I ), by means of which an interference signal (I 3 ) can be coupled to a supply potential conductor ( 2 ; L1, L2), one Reaction of the low-frequency network signal (I R ± jI X ) on the primary side (N3) is compensated. 11. Funkentstörfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdifferenztransformator (TRFI) aus zwei symmetrischen, in Gleichrichtung geschalteten Primärwicklungen (N3a, N3b) und einer Sekundärwicklung (N4) besteht.11. radio interference filter according to claim 9, characterized in that the current difference transformer (TRF I ) consists of two symmetrical, rectified primary windings (N3a, N3b) and a secondary winding (N4). 12. Funkentstörfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdifferenztransformator (TRFI) aus zwei symmetrischen, in Gegenreihe geschalteten Sekundärwicklungen (N4a, N4b) und einer Primärwicklung (N3) besteht.12. Radio interference filter according to claim 9, characterized in that the current difference transformer (TRF I ) consists of two symmetrical secondary windings (N4a, N4b) and a primary winding (N3) connected in series. 12. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kondensator parallel zum Netz geschaltet ist, der einen Teil des HF-Störsignals (3; IHF) leitet.12. Radio interference filter according to claim 1, characterized in that at least one capacitor is connected in parallel to the network, which conducts part of the RF interference signal ( 3 ; I HF ). 13. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbandbreite des Filters zwischen 9 und 30 MHz liegt.13. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the working bandwidth of the filter is between 9 and 30 MHz. 14. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelschaltkreis auf Echtzeitverarbeitung ausgelegt ist.14. radio interference filter according to claim 1, characterized in that the control circuit is designed for real-time processing. 15. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es für einen EMV-Leistungsbereich bis zu 1000 Ampere bei bis zu 440 Volt geeignet ist.15. radio interference filter according to claim 1, characterized in that It is suitable for an EMC performance range up to 1000 amps at up to 440 volts is. 16. Funkentstörfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Störspektrum gleichmäßig gedämpft wird.16. radio interference filter according to claim 1, characterized in that  the entire interference spectrum is attenuated evenly. 17. Verfahren zur Dämpfung bzw. Unterdrückung hochfrequenter leitungsgebundener elektromagnetischer Störgrößen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Versorgungspotentialleiter (L1, L2) ein HF-Störsignal (3; IHF) von der Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) des Filters erfaßt, ein Referenzsignal (IS) erzeugt und einer Verarbeitungseinheit (3; VE) zugeführt wird, die ein Schaltsignal für einen invertierenden Verstärker (V) bereitstellt; dessen Ausgangssignal (IG) einer Gegenkopplungseinheit (5; GE) zugeführt wird, die daraufhin auf einem Leiter (L1, L2) ein Entstörsignal (Entstörspannung) gegenkoppelt, das in Pegel und Bandbreite dem zu bedämpfenden Störsignal (3; IHF) im Idealfall entspricht, jedoch letzterem entgegengesetzt gerichtet ist, so daß die Überlagerung der beiden Signale das Störsignal wenigstens dämpft.17. A method for damping or suppressing high-frequency line-bound electromagnetic interference, characterized in that an RF interference signal ( 3 ; I HF ) from the interference signal detection unit ( 1 ; SE) of the filter is detected on a supply potential conductor (L1, L2) Generated reference signal (I S ) and fed to a processing unit ( 3 ; VE), which provides a switching signal for an inverting amplifier (V); whose output signal (I G ) is fed to a negative feedback unit ( 5 ; GE), which then feeds back on a conductor (L1, L2) an interference suppression signal (interference suppression voltage) which, in level and bandwidth, ideally matches the interference signal to be damped ( 3 ; I HF ) corresponds, but the latter is directed opposite, so that the superimposition of the two signals at least dampens the interference signal. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Störsignal-Erfassungseinheit (1; SE) des Filters HF-Störsignale (3; IHF) nur oberhalb eines bestimmten Pegels erfaßt.18. The method according to claim 17, characterized in that the interference signal detection unit ( 1 ; SE) of the filter RF interference signals ( 3 ; I HF ) detects only above a certain level.
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