Durch die äußerst kompakte Bauform und den patentierten Einschub mit integriertem Schalter und Sicherungshaltern eignen sich diese EMV-Filtermodule mit IEC-Gerätestecker Typ C14 für ein sehr breites Anwendungsspektrum, von tragbaren elektronischen Geräten, Büromaschinen, Netzgeräten sowie Test- und Messinstrumenten bis hin zu medizinischen Geräten und In-Vitro-Diagnostik-Systemen.

Das nur 46 mm hohe Rundum-Metallgehäuse der IEC-Stecker-Filter mit der flächigen Verbindung zur Gehäusewand schafft eine klare Trennstelle zwischen dem nicht entstörten oder teilentstörten Innenbereich des Gerätes und der äußeren Umgebung. Selbst bei sehr engem Bauraum im Inneren des Gerätes mit Baugruppen oder Kabeln in unmittelbarer Nähe des Filters kommt es zu keinem Übersprechen.

Auf einen Blick

EMV-Filter spielen für den zuverlässigen Betrieb von elektronischen Geräten eine wichtige Rolle. In Kombination mit einem IEC-Stecker wird nicht nur Platz gespart, sondern es ist auch oft die wirtschaftlichste Lösung. Schaffner bietet mit seinen neuen ein- und zweistufigen Filter-Baureihen FN 9280 und FN 9290 eine Vielzahl von Eigenschaften, die nicht nur die einschlägigen Sicherheitsstandards erfüllen, sondern auch Vorteile beim Gerätedesign, bei der Montage und beim Betrieb störungsempfindlicher Geräte mit sich bringen.

Die Baureihe FN 9280 ist mit leistungsstarken, einstufigen EMV-Filtern aufgebaut. Bei gleichem Gehäuseausschnitt verfügt die Baureihe FN 9290 über ein zweistufiges Filter mit höherer Dämpfung für Anwendungsbereiche mit erhöhten Störpegeln. Für den Einsatz in medizinisch-elektrischen Geräten eignen sich die B-Versionen beider Baureihen mit minimalem Ableitstrom von maximal 5 µA. Optional ist die einstufige EMV-Filter-Serie mit zusätzlicher Erdleiterdrossel zur Unterdrückung von Masseschleifen als Standardausführung Typ E oder für die Medizintechnik Typ EB lieferbar.

Netzschalter und Sicherungshalter im Einschub

Schaffner hat sein Produktprogramm von IEC-Steckfilter um eine einstufige und eine zweistufige Version erweitert.

Schaffner hat sein Produktprogramm von IEC-Steckfilter um eine einstufige und eine zweistufige Version erweitert.Schaffner

Ein besonderes Merkmal der neuen Filterfamilien ist ein Einschub, der den Netzschalter und die Sicherungen aufnimmt. Dabei wurde ein zweipoliger Netzschalter mit zwei Sicherungshaltern für 5 × 20-mm-Sicherungen in einer herausnehmbaren Einheit integriert. Auf der Unterseite bietet ein zusätzlicher Aufnahmeclip Platz für eine Ersatzsicherung. Der zweipolige Netzschalter ist für Einschaltströme bis 82 A ausgelegt. Da in vielen Applikationen getaktete Netzteile ohne Einschaltstrombegrenzung zum Einsatz kommen, ist dies ein wichtiges Kriterium für die Lebensdauer des Geräteschalters. Mit einfachem Werkzeug kann der Einschub aus dem Filtermodul zum Sicherungswechsel entfernt werden. Um ein versehentliches Einschalten des Gerätes während Wartungs-, Reparatur- oder Servicearbeiten zu verhindern, kann die Einheit gezielt entnommen werden. Die aktiven Anschlüsse sind gegen Berührung geschützt, sodass die Sicherungshalter der EMV-Filtermodule die Schutz-Kategorie PC3 erfüllen.

Dank der Metalleinlage des Flansches ist dieser sehr stabil und sitzt fest am Filter, nachdem er aufgeschnappt wurde.

Dank der Metalleinlage des Flansches ist dieser sehr stabil und sitzt fest am Filter, nachdem er aufgeschnappt wurde.Schaffner

Neben den bei IEC-Stecker-Filtern seit Jahren bewährten Faston-Steckzungen sind die neuen Filterfamilien alternativ mit Federkraftklemmen erhältlich, die sich besonders für eine rüttelsichere Verdrahtung mit verbesserter Haltekraft eignen. Sie können Starr- und Flex-Drähte von 0,2 bis 1,5 mm2 Querschnitt aufnehmen.

Bei Applikationen mit erhöhtem Vibrationsrisiko sorgt die Federkraftklemme mit ihrer Kombination aus Kupfer und Stahl dafür, dass die Kabel auch bei starker Vibration fest im Terminal sitzen und der Kontaktwiderstand minimal bleibt. Die anwendungsorientierte Materialauswahl und der intelligente Systemaufbau reduzieren daher Kabelbrüche auch im schwierigen Umfeld auf ein Minimum.

Vier auf einen Streich – das neue Flanschmontage-System

Das völlig neu entwickelte Flanschmontagesystem ist wahlweise mit horizontal oder vertikal angeordneten Befestigungslöchern ausgestattet. Mit den beim Distributionsartikel mitgelieferten Flanschrahmen und den Schrauben für den rückseitigen Filtereinbau werden alle Bauteile für den vorder- und rückseitigen Geräteeinbau geliefert. Der gewünschte Rahmen wird je nach Montageart von vorne oder von hinten auf den Filter geschnappt. Dank der Metalleinlage des in Kunststoff-Metall-Verbundtechnologie hergestellten Flansches ist dieser sehr stabil und sitzt nach dem Aufschnappen fest am Filter.

Für rückwärtigen Einbau erleichtern die Schraubaufnahmen die Montage, da keine zusätzliche Scheiben oder Muttern zur Montage erforderlich sind. Die Metalleinlage im Rahmen stellt außerdem eine flächige Verbindung zwischen der Frontplatte und dem Filtergehäuse her. Damit wird eine bestmögliche Abschirmung erreicht und eine klare Trennung zwischen dem ungestörten Außenbereich und dem Geräteinneren hergestellt. So werden die Filtermodule allen in der Praxis vorkommenden geschraubten Montagearten gerecht. Für die Produktion sind die Filter auch mit fertig vormontiertem Flansch lieferbar.

Snap-in für schnelle Schnappmontage

Einschub mit Netzschalter und einem Sicherungshalter für zwei Sicherungen.

Einschub mit Netzschalter und einem Sicherungshalter für zwei Sicherungen.Schaffner

Alternativ zur Flanschmontage sind alle Filter als sogenannte Snap-in-Ausführung für die schnelle und zuverlässige Schnappmontage für den Einbau von vorne lieferbar. Mittels der Standard-Schnappbefestigung lassen sich die Filter in Frontplatten mit Blechstärken zwischen 1 und 2,5 mm problemlos ohne Werkzeug befestigen. Bei 2,5 mm Blechstärke liegt die Haltekraft bei über 200 N, bei geringeren Blechstärken noch höher. Optional zum Standard ist die Snap-in-Ausführung auch als Option für Frontplatten mit einer Blechstärke von über 2,5 bis 3,5 mm erhältlich.

Saubere Netztrennung dank 2-poligem Schalter

Sowohl beim Standardfilter FN 9280 als auch beim Filter mit Erdleiterdrossel FN 9280E sitzt der Schalter auf der Netzseite vor den Sicherungen und trennt den Filter vom Netz. Somit können im ausgeschalteten Zustand keine Ströme in den EMV-Filter oder zu den nachfolgenden Baugruppen der Applikation fließen. Auch Blind- und Ableitströme, wie diese in den Kondensatoren Cx und Cy durch die Netzfrequenz entstehen würden, werden damit unterbunden. Um die seit Januar 2013 auf 0,5 W gesenkten Grenzwerte der EU-Verordnung zum Energieverbrauch für alle Geräte mit internem Netzteil zu erfüllen, ist eine allpolige Trennung vom Netz während der Aus-Phase ein guter Lösungsansatz. Die Dämpfungseigenschaften der Filterserie FN 9280 mit dem einstufigen EMV-Filter konnten trotz der kompakten Bauform gegenüber herkömmlichen Lösungen verbessert werden.

Aufnahmeclip für eine Ersatzsicherung.

Aufnahmeclip für eine Ersatzsicherung.Schaffner

Wenn der Erdleiter zum Störer wird

Die Version FN 9280E besitzt neben der stromkompensierten Drossel L1 des Standardfilters noch zusätzlich die Erdleiterdrossel L2 im netzseitigen Erdanschluss. Hochfrequente, von der Applikation verursachte asymmetrische Gleichtaktstörungen werden somit weiterhin gefiltert, da die Störströme über die Y-Kondensatoren der Gerätemasse kurzgeschlossen werden. Die Drossel L1 in den Aktivleitern verhindert, dass sich asymmetrische Störungen über das Netz ausbreiten. Die Erdleiterdrossel L2 unterdrückt die Ausbreitung von Störungen via Masseschleifen über den Schutzleiteranschluss des Netzes. Mit den E-Typen können somit Erdschleifen und asymmetrische Störungen zusammen wirksam unterdrückt werden.

Die Weiterentwicklung der Gehäusetechnik hat es ermöglicht, ein Stahlblechgehäuse mit 75 mm Tiefe bei einer Breite von nur 28 mm tiefzuziehen. Gegenüber Tiefziehgehäusen aus Aluminium haben die Stahlgehäuse eine etwa um den Faktor zehn höhere Schirmungsleistung. Vor allem bei niederfrequenten Magnetfeldern mit überlagerten Störungen, wie diese oft von Trafos und magnetischen Bauteilen im Gerät erzeugt werden, unterbindet das Stahlgehäuse bei korrekter Montage sicher jegliche Verkopplung mit den Filterdrosseln und stellt so die Wirksamkeit des Filters sicher. Dies ist besonders bei den zweistufigen Filtern mit ihren hohen Dämpfungswerten wichtig.

Die Kombination mit einem verriegelten Netzteil vereinfacht den konstruktiven Aufwand.

Die Kombination mit einem verriegelten Netzteil vereinfacht den konstruktiven Aufwand.Schaffner

Zweistufiges Filter FN 9290 mit bis zu 80 dBuV Dämpfung

Die Außenmaße der zweistufigen Version FN 9290 sind baugleich mit der einstufigen Version mit Erdleiterdrossel. Für die neue zweistufige Familie wurde ein Filter entwickelt, das die gleichen Ableitströme wie die FN 9280 hat und trotzdem in der Gleichtaktunterdrückung mit bis zu 80 dBuV eine verbesserte Dämpfung aufweist.

Bei medizintechnischen Geräten mit Patientenkontakt ist der Ableitstrom am meisten beschränkt. Hier kommen die B-Varianten der Filtermodule zum Einsatz. Durch das Fehlen der Y-Kondensatoren wurden äußerst niedrige Werte für den Ableitstrom erreicht, aber auch die Gleichtaktunterdrückung im oberen Frequenzbereich reduziert. Die zweistufige Version FN 9290B erzielt für Frequenzen >1 MHz eine um zirka 10 dB höhere Gleichtaktunterdrückung als das einstufige Filter FN 9280B. Bei der Gegentaktunterdrückung verhalten sich die B-Typen fast identisch wie die Standardausführungen.

Neue Anwendungsfelder dank hoher Flexibilität

Die Kombination des IEC-Steckers mit dem Filtermodul ist aus EMV-Gesichtspunkten ideal, weil hier kein Risiko der Einkopplung in die entstörten Netzleitungen nach dem Filter möglich ist. Vor allem die zweistufige Ausführung der IEC-Steckerfilter-Module erschließt Anwendungsfelder, die bisher nur mit Chassis-Einbaufiltern gelöst werden konnten. Damit FN 9280E und FN 9290 als Upgrade von FN 9280 bei Anwendungen mit höheren Emissionen problemlos eingesetzt werden können, empfiehlt es sich, ihre längere Einbautiefe von Beginn an vorzusehen. Das ermöglicht Geräte-Designern die volle Flexibilität bei der EMV-Filterauswahl und senkt das Risiko bei der EMV-Prüfung von Gerätefamilien mit verschieden Varianten in Bezug auf Leistung und Ausstattung.

Bei medizinischen Geräten mit Patientenkopplung ist der Ableitstrom am meisten beschränkt. Hier kommen die B-Varianten der Filtermodule zum Einsatz.

Bei medizinischen Geräten mit Patientenkopplung ist der Ableitstrom am meisten beschränkt. Hier kommen die B-Varianten der Filtermodule zum Einsatz.Schaffner

Die neuen Baureihen sind für Ströme von 1 bis 10 A und Einphasennetze bis 250 VAC ausgelegt und sind für den weltweiten Einsatz nach UL, CSA, ENEC und CQC geprüft sowie RoHS- und Reach-konform. Sie erfüllen die Sicherheitsstandards für die meisten Anwendungen für elektronische Geräte wie Netzteile, EDV-Systeme, Büroeinrichtungen oder Test- und Messgeräte. Die IEC/EN 61010, der Sicherheitsstandard für Mess- und Prüfgeräte, elektrische Steuer- und Regelgeräte, elektrische Laborgeräte sowie In-vitro-Diagnostik-Geräte, fordert in den meisten Fällen einen zweipoligen Netzschalter. Der zweipolige Sicherungshalter stellt hundertprozentig sicher, dass beim Auftreten eines Einzelfehlers keine berührbaren Teile gefährlich aktiv werden können und erfüllt mit PC3 die höchste Kategorie des Berührschutzes.

Obwohl in der IEC 60320, dem Standard für IEC-Stecker, keine Verriegelung vorgesehen ist, bietet Schaffner passend zu allen Filtern und Filtermodulen mit standardisierten C14-Steckern die Netzkabelserie IL13 als Anschlusslösung mit Verriegelung an. Werden IEC-Steckerfilter in Kombination mit den verriegelbaren Kabelfamilien IL anstelle Festverdrahtung mit gesonderter Zugentlastung eingesetzt, vereinfacht das den Aufwand für Konstruktion, Montage und Zulassung in vielen Fällen. Anwendungsbeispiele sind vibrationsstarke Anwendungen oder Produkte, bei denen die Produktnorm bei der Sicherheitsprüfung der Netzleitung eine Zugprüfung vorschreibt, beispielsweise bei Haushaltsgeräten wie Geschirrspülern oder Klimageräten, die nach IEC/EN 60335-1 geprüft werden.

Die Verwendung der Netzkabelfamilie IL13 in Kombination mit den neuen IEC-Steckerfilter-Modulen erfordert weder Modifikationen am Filter, noch zeitaufwändige Montagearbeiten für Verriegelungsvorrichtungen und kann jederzeit einfach nachgerüstet werden, da die Verriegelung mit jedem handelsüblichen Standard-IEC-Stecker funktioniert.