Frank Puhane
Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Der am häufigsten eingesetzte Filter in der Elektronik ist die Kombination aus einem induktiven und einem kapazitiven Bauteil, der LC-Filter. Da dieser ein Filter zweiter Ordnung ist, besitzt er an seinem Grenzpunkt einen Abfall von -6dB und eine Steilheit von 40dB/Dekade.

Der Aufbau eines LC-Filters wurde früher oftmals durch die Verwendung von Aluminium Elektrolytkondensatoren realisiert, da bei diesen ein sehr breites Spektrum an Kapazitätswerten zur Verfügung steht. Dieser Vorteil wird aber zunehmend geringer, da es die fortschreitende Technologie im Bereich der Keramikkondensator ermöglicht, hochkapazitive SMD-Keramikkondensatoren herzustellen. Dies hat jedoch auch seinen Preis.

Ein sehr großer Einfluss auf die Kapazität besitzt der so genannte DC-Bias Effekt, d.h. die Spannungsabhängigkeit der Kapazität. Bei einer Klasse 2-Keramik bewirkt die angelegte Spannung einen Abfall der Kapazität. Dies ist auf die innere Struktur des verwendeten Basismaterial Bariumtitanat zurückzuführen.

Bei der Verwendung von SMD-Ferriten als induktives Element sind mögliche (zu)hohe Einschaltströme zu beachten da kontinuierliche Einschaltströme die um ein vielfaches Größer als der Nennstrom des SMD-Ferrits sind, können diesen über die Dauer der Anwendung zerstören.

Ein weiterer Punkt ist die Abhängigkeit der Impedanz von dem Strom, der durch das Bauteil fließt. Je nachdem wie hoch dieser Strom ist, wird die Impedanz durch eine Sättigung des Ferritmaterials verändert, da einen Ferrit normalerweise kein Luftspalt besitzt. Dadurch ändern sich ebenso die Filtereigenschaften.

Bei einem Filter, der z.B. für die Schaltfrequenz eines Abwärtswandlers ausgelegt ist, muss die Spezifikation des Wandlers und damit die anliegende Spannung und der fließende Strom am Filter betrachtet werden. Sonst kommt es zu einer Schwankung der Grenzfrequenz des Filters, wodurch auch die Funktion des Filters nachteilig beeinträchtigt wird und somit ggf. die leitungsgebundene Störung zu einem nicht bestehen des EMV-Test führt.