Was ist ein Rauschunterdrückungs-Transformator?
Ein Rauschunterdrückungs-Transformator (englisch: noise cut transformer, special isolation transformer) ist ein Element zur Lärmvermeidung, das zur Verhinderung von Lärmbelästigungen dient.
Er ist eine 1960 von DENKEN SEIKI K.K. entwickelte Marke und wird auch als Rauschunterdrückungs-Transformator bezeichnet, obwohl seine gebräuchlichen Bezeichnungen Fehlerwellen-Isolationstransformator und Rauschunterdrückungs-Transformator lauten. Der Rauschunterdrückungs-Transformator ist eine praktische Anwendung eines transformatorischen Rauschverhinderungselements.
Sie zeichnen sich durch eine hohe Schutzwirkung aus, da sie die Geräuschquelle und den Stromkreis auf der Seite, die durch das Geräusch gestört wird, trennen und isolieren. Da es sich um eine getrennte Isolierung handelt, kann sie auch in ungünstigen elektromagnetischen Umgebungen funktionieren.
Anwendungen für Rauschunterdrückungs-Transformatoren
Viele moderne Geräte sind schnell und multifunktional, was unser Leben bequemer macht. Da diese Geräte mit Kleinstspannungen betrieben werden, können sie aufgrund von Störungen, die von außen eindringen, ausfallen.
Blitze, Amateurfunk, Autos, Entladungsgeräte, Haushaltsgeräte und medizinische Geräte sind alle von externen Störungen betroffen. Der Einsatz eines Rauschunterdrückungs-Transformators verhindert, dass diese Geräusche und das von ihm selbst emittierte Rauschen in externe Schaltkreise gelangen.
Das Prinzip von Rauschunterdrückungs-Transformatoren
Rauschunterdrückungs-Transformatoren verhindern, dass Rauschen auf die Sekundärseite gelangt. Es gibt zwei Arten von Rauschen: Gleichtakt und Normalmodus.
1. Gleichtakt
Beim Gleichtaktrauschen kann niederfrequentes Rauschen (um einige 10 kHz) durch Trenntransformatoren etwas abgeschwächt werden. Mit steigender Frequenz des Rauschens nimmt jedoch das Eindringen des Rauschens in die Sekundärseite aufgrund der Kapazität zwischen der Primär- und der Sekundärseite des Transformators zu.
In diesem Fall kann das Eindringen von Rauschen verhindert werden, indem eine elektrostatische Abschirmung zwischen der Primär- und der Sekundärspule angebracht und im Rauschunterdrückungs-Transformatoren geerdet wird.
2. Normalbetrieb
Im Normalbetrieb wird das Rauschen ohnehin auf der Sekundärseite ausgegeben, so dass der Transformator selbst keine inhärente Unterdrückungswirkung hat. Die Frequenz des durch Blitzschlag verursachten Rauschens ist zum Beispiel sehr hoch im Vergleich zur Frequenz der Stromversorgung für allgemeine Geräte (50/60 Hz).
Daher kann das Rauschen im Normalbetrieb durch einen Filter unterdrückt werden, der die niedrigen Frequenzen der Stromversorgung durchlässt und die hohen Frequenzen abschwächt.
Aufbau eines Rauschunterdrückungs-Transformators
Zusätzlich zum Aufbau eines herkömmlichen Trenntransformators besteht der Aufbau eines Rauschunterdrückungs-Transformators aus mehreren umlaufenden elektromagnetischen Abschirmplatten um den Umfang des Spulentransformators. Darüber hinaus sind die Spulenanordnung, das Kernmaterial und die Form so gestaltet, dass sich der magnetische Fluss des hochfrequenten Rauschens nicht ineinander verhakt. Dadurch wird die Übertragung von Geräuschen durch kapazitive Kopplung und elektromagnetische Induktion verhindert, so dass diese Transformatoren sehr gut zur Geräuschabschirmung geeignet sind.
Wenn das Rauschen unterdrückt werden soll, besteht die Maßnahme im Allgemeinen darin, die Rauschquelle zu isolieren. Die eigentliche Isolationsmaßnahme ist fast immer ein Optokoppler in der Schaltung. Wenn kein Optokoppler verwendet wird, ist die entsprechende Methode ein Trenntransformator.
Aus Kosten- und Platzgründen wird ein Optokoppler auf der Platine bevorzugt, aber wenn eine Platine nicht zur Verfügung steht, wird ein Trenntransformator verwendet. Allerdings sind Trenntransformatoren kein Allheilmittel, und die Sekundärwicklung wird ebenfalls durch das Rauschen der Primärwicklung beeinflusst. Durch den Einsatz von Rauschunterdrückungs-Transformatoren kann dieses Problem gelöst werden.
Weitere Informationen über Rauschunterdrückungs-Transformatoren
Erdung von Rauschunterdrückungs-Transformatoren
Es gibt Maßnahmen zur Vermeidung von Rauschen zwischen der Erde und der Erde eines Stromkreises, auch wenn die Potenziale unterschiedlich sind oder die Erde nicht erdbar ist. Der erste Schritt ist die Installation eines Rauschunterdrückungs-Transformators.
Ist dies immer noch unwirksam, sollte der Bereich, in dem der Rauschunterdrückungs-Transformator installiert ist, so großflächig wie möglich mit der Erde in Kontakt gebracht werden. Eine weitere wirksame Methode besteht darin, die Eingangs- und Ausgangskabel mit abgeschirmten Kabeln zu versehen, die das Rauschen abschirmen können, und diese abgeschirmten Kabel und das Gehäuse des Rauschunterdrückungs-Transformators großflächig zu installieren. Dies führt zu einer verbesserten Rauschunterdrückung.