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Top-Fokus|EMV ESD 40 www markttechnik de Nr 8 2021 Stromleitungen gewickelt und mit einem produktionsfreundlichen Schrumpfschlauch oder unter dem Außenmantel befestigt werden kann Das Anbringen von NSS an Problemstellen als taktische Reaktion beim Auftreten von Störungen ist jedoch nur eine der vielen Möglichkeiten wie diese Materialien eingesetzt werden können NSS kann auch ein strategisches Allheilmittel sein wenn es bereits in einem frühen Stadium in das Produkt integriert wird Neben der Sicherstellung der EMV-Konformität lassen sich mit NSS auch verschiedene Aspekte der Systemleistung verbessern wie z Bdie Energieeffizienz und die Widerstandsfähigkeit gegen elektrostatische Entladungen Zusammensetzung und Eigenschaften von NSS NSS ist ein magnetischer Verbundwerkstoff der durch Mischen mikroskopisch kleiner magnetischer Materialpulver in einer Polymerbasis hergestellt wird Das Material hat eine komplexe Permeabilität µ die sich aus zwei Komponenten µ und µ zusammensetzt µ bestimmt wie gut das Material den Magnetfluss unterstützen kann während µ die Wirksamkeit der Störungsunterdrückung wiedergibt Mathematisch wird dies wie folgt ausgedrückt μ = μ j μ µ und µ entsprechen den induktiven bzw ohmschen Eigenschaften Wenn die Signalfrequenz steigt erreicht µ einen Schwellenwert und beginnt schnell zu fallen während µ ansteigt Durch sorgfältige Kontrolle dieser Eigenschaften hat Kemet die NSS-Familie Flex Suppressor geschaffen die viele Eigenschaften zur Dämpfung von Störsignalen und zur Aufrechterhaltung des Magnetflusses in verschiedenen Frequenzbändern von 1 MHz bis 40 GHz bietet Einsatz findet sie in Anwendungen von der Unterhaltungselektronik und dem Automobil-Infotainment bis hin zu Super-Hochfrequenz-SHF Geräten wie der 5G-Infrastruktur NSS für die Störunterdrückung Weil EMVgerechtes Design bereits zu Beginn jedes Elektronikentwicklungsprojekts berücksichtigt werden sollte kann NSS von Anfang an Teil der Lösung sein Zudem ist es nicht nur wichtig unerwünschte Wechselwirkungen mit benachbarten Geräten zu verhindern sondern auch dass das System sich nicht selbst stört Denn jedes System kann zahlreiche Störquellen enthalten z Bdie Reflektion von Signalen an der Innenseite des Gehäuses oder an Öffnungen wie einem Bildschirm oder Lautsprecher sowie Störsignale die von ICs oder Kabeln abgestrahlt werden In einer Baugruppe mit mehreren Platinen ist es zudem wichtig das Übersprechen zwischen den Substraten zu verhindern Die Platzierung von mehreren Filtern in der Schaltung und von Abschirmungen um verschiedene Störsignale zu unterdrücken kann das Design verkomplizieren und die Materialkosten in die Höhe treiben Das Anbringen eines oder mehrerer einzelner NSS-Teile hingegen kann schneller einfacher und intelligenter sein Es ist kein Platz auf der Leiterplatte nötig keine Erdung und auch keine eingelöteten Komponenten wie L-C-Filter Bild 1 zeigt ein NSS-Material das für Desensing-Empfängerschaltungen in drahtlosen Geräten wie Mobiltelefonen IoT-Knoten und -Gateways sowie Fernbedienungen verwendet wird um eine zuverlässige Kommunikation und optimale Reichweite zu gewährleisten Auf diese Weise kann der Einsatz von NSS den Leistungsbedarf von HF-Sendern senken und das Empfängerdesign vereinfachen was zu niedrigem Gesamtstromverbrauch langer Batterielebensdauer und geringen Abmessungen führt Zudem eignet sich NSS zum Schutz von Schaltungen gegen elektrostatische Entladungen ESD die zur Fehlfunktion von Systemkomponenten wie Reglern und Leitungstreibern führen können Flux Shaping NSS-Rezepturen wie die Flex-SuppressorEFW-Serie wurden optimiert um die elektromagnetische Kopplung zwischen Sendern und Empfängern zu verstärken Entwickler können so die Leistung von Systemen zur drahtlosen Energieübertragung WPT verbessern um ein schnelleres Laden und eine höhere Energieeffizienz zu gewährleisten was zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten führt Darüber hinaus ist Flex Suppressor effektiv in RFID-Systemen einsetzbar um zur Aktivierung nahegelegener Transponder die Einkopplung der elektromagnetischen Energie des Lesegeräts zu verbessern Bild 2 zeigt wie eine Platzierung des NSS direkt hinter der Antenne des Lesegeräts die abgestrahlte Energie die sonst verloren ginge zur Verstärkung des Feldes vor der Antenne abschwächt Als Beispiel für den erzielten Effekt kann bei Verwendung von NSS-Material das auf die in der RFID-Spezifikation ISO1444 1443 genormte Frequenz von 13 56 MHz optimiert ist der Abstand von dem aus das Lesegerät den Transponder aktivieren kann um 85 mm bzw fast 300 % von 45 mm auf 130 mm erhöht werden Fazit NSS-Materialien wie die Flex-Suppressor-Familie können auf vielfältige Weise eingesetzt werden um eine Geräteintegration zu realisieren Dabei sind sie weit mehr als nur ein Notfall-Zusatz im Falle eines EMV-Ausfalls sie können Best Practices beim Design für EMV sowie verschiedene Signalintegritätsfunktionen zur Verbesserung der Systemleistung effektiv unterstützen das trifft besonders auf stromsparende Drahtlosgeräte zu Indem sie die Vorteile der Flux-Shaping-Eigenschaften nutzen können Entwickler NSS auch einsetzen um die Effizienz der drahtlosen Energieübertragung zu steigern und die Leistung von RFID-Lesegeräten zu maximieren nw ■ Bild 2 Ein auf 13 56 MHz abgestimmtes NSS kann die Leistung des RFID-Lesegeräts optimieren