Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 3 Jahren

10-2016

  • Text
  • Komponenten
  • Technik
  • Radio
  • Filter
  • Oszillatoren
  • Quarze
  • Emv
  • Messtechnik
  • Bauelemente
  • Software
  • Frequency
  • Wireless
  • Antenna
  • Anwendungen
  • Antenne
  • Frequenzbereich
  • Circuit
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

EMV stellt das

EMV stellt das Batteriemanagementsystem eines Elektrofahrzeugs eine emissions- als auch immunitätskritische Baugruppe dar. Batteriemanagementsysteme sind über den CAN-Bus mit anderen elektronischen Baugruppen verbunden, um beispielsweise den Ladevorgang zu steuern. Die dafür notwendige hohe Rechenleistung wird mittels FPGAs oder ASICs realisiert. Da diese Schaltkreise mit hohen Taktfrequenzen arbeiten, stellen sie eine potenzielle Störquelle dar. Das Batteriemanagementsystem enthält ebenso Leistungselektronikkomponenten, welche die hohen Ströme beim Aufladevorgang und Entladen steuern [3]. Aus diesen Gründen wird ersichtlich, dass ein Stromsensor in einem Elektrofahrzeug in ein leistungselektronisches Umfeld eingebunden und somit elektromagnetischen Störeinflüssen ausgesetzt ist. Um Vorhersagen über einen geeigneten Einbauort treffen zu können, wurde mit dem Simulationsprogramm MEFiSTo-2D Classic ein Modell eines existierenden Elektrofahrzeugs erstellt und der Einfluss eines elektrischen Feldes auf den Stromsensor an unterschiedlichen Positionen mit verschiedenen Gehäuseformen und verschiedenen Leitungslängen simuliert. Die Simulation elektromagnetischer Felder als Hilfsmittel zur Vorhersage und Vermeidung von EMV-Problemen Bei der computerunterstützten Entwicklung neuer technischer Produkte ist eine Simulation von mechanischen, thermischen, strömungsmechanischen und elektromagnetischen Erscheinungen zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden. Der Simulation geht dabei die möglichst wirklichkeitsnahe Abbildung des zu simulierenden Systems, der Baugruppe oder des Bauelements, voraus. Für eine EMV-Simulation bedeutet das, dass die Eigenschaften und die Anordnung von Störquellen, Übertragungsstrecken und Störsenken durch das Modell so genau wie möglich erfasst werden müssen [4]. Mit Hilfe von entwicklungsbegleitenden EMV-Simulationen ab der ersten Entwicklungsphase ist es möglich, frühzeitig EMV-Probleme aufzudecken und Konzepte zur Vermeidung dieser in die Entwicklungsarbeit einzubinden. Dadurch wird ein aufwendiges und mitunter teures Beheben von EMV-Problemen am fertigen Produkt vermieden [5]. Ein weiterer Vorteil von EMV-Simulationen ist die Möglichkeit, Aussagen über elektromagnetische Feldgrößen zu machen, die sonst für Messungen nicht oder nur schwer zugänglich sind. Auch werden durch eine Simulation die Systemeigenschaften nicht verändert. Die Simulation von EMV-Problemen weist einige Unterschiede im Vergleich zur Simulation von herkömmlichen Hochfrequenzthemen auf. Während bei Simulationen in der Hochfrequenztechnik der betrachtete Frequenzbereich dem des Nutzsignals entspricht, ist bei typischen EMV-Problemen der betrachtete Frequenzbereich weit größer als der des Nutzsignals. Sind die Abmessungen der betrachteten Strukturen kleiner als die Wellenlänge, können die Koppelmechanismen, bestehend aus galvanischer-, kapazitiverund induktiver- Kopplung, durch Ersatzschaltbilder mit konzentrierten Bauelementen modelliert werden. Bei höheren Frequenzen, wenn also die Wellenlänge kleiner als die Abmessungen der betrachteten Strukturen ist, muss das elektromagnetische Feld betrachtet werden. Das Verhalten von elektromagnetischen Feldern wird vollständig durch die Maxwellschen- Gleichungen beschrieben. Um das Verhalten von elektromagnetischen Feldern simulieren zu können, müssen die Maxwellschen-Gleichungen gelöst werden [6]. Dabei haben sich numerische Feldberechnungsverfahren bewährt. Zu diesen numerischen Feldberechnungsverfahren zählen die Bild 2: Pulsweitenmoduliertes Signal mit überlagertem CAN-Bus Signal Finite-Elemente-Methode, die Finite-Differenzen Methode, die Randelementmethode sowie die Transmission-Line-Matrix- Methode. Die numerischen Berechnungsverfahren sind allgemein gültig und lassen einen hohen Freiraum in der Anwendung bezogen auf Strukturen und Materialeigenschaften zu. Jedoch unterscheiden sich die numerischen Lösungsverfahren in ihrer Eignung bei der Bearbeitung von bestimmten Problemstellungen. Die Finite-Elemente- Methode kann zur Lösung von geschlossenen Problem - be reichen mit einer beliebigen Geometrie und beliebigen Materialeigenschaften verwendet werden. Mit der Finite-Differenzen- Methode können ebenfalls geschlossene Problembereiche mit beliebigen Materialeigenschaften bearbeitet werden. Sie ist jedoch nicht für alle geometrischen Strukturen geeignet. Die Randelementmethode kann auf einen offenen Problembereich angewendet werden. Mit ihr können die Ränder von beliebigen Geometrien erfasst werden. Allerdings ist diese Methode bei nichtlinearen Materialeigenschaften ungeeignet [5]. Das Simulationsprogramm, welches zur Bearbeitung der Ausgangsproblematik zum Einsatz kam, verwendete die Transmission- Line-Matrix-Methode. Das Feldsimulationsprogramm MEFiSTo-2D Classic Mit dem Programm MEFiSTo- 2D Classic können elektromagnetische Felder in zweidimensionalen Strukturen simuliert werden. Da oftmals räumliche elektromagnetische Sachverhalte auch vereinfacht durch zweidimensionale Strukturen noch gut abgebildet werden können, eignete sich der Simulator bei der Bearbeitung der Problemstellung. Zusätzlich können mit dem Programm die drei Komponenten eines elektromagnetischen Skalarfeldes in einer dynamischen dreidimensionalen Animation dargestellt werden. Wie oben erwähnt, arbeitet der Simulator nach der Transmission-Line-Matrix-Methode im Zeitbereich. Dazu wird das zu simulierende Gebiet in ein Netzwerk aus TEM-Wellenleitern (engl. Transmissionlines) unterteilt. Bei TEM-Wellen stehen die Feldkomponenten senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Wellen, im Gegensatz zu Longitudinalwellen. Die TEM-Wellenleiter sind mit ihren Eingangstoren zu einem TLM-Knoten, auch TLM-Zelle genannt, miteinander verbunden. Das so entstandene Netzwerk kann durch verschiedene Standardwellenformen wie zum Beispiel Dirac-Impuls, Sinus, Gauss-Impuls oder raisedcosine sowie durch vom Nutzer erzeugte Signale angeregt werden. Die Impulse werden an der Knotenmitte gestreut und 12 hf-praxis 10/2016

Unsere Kompetenz bringt Sie an die Spitze. EMV-Lösungen von Rohde & Schwarz. Ob entwicklungsbegleitende, Precompliance- oder Compliance-Messungen, wir bieten Ihnen die Lösung, die Sie für eine erfolgreiche EMV-Zertifizierung Ihrer Produkte benötigen: ❙ Schnellste EMV-Messempfänger ❙ Effiziente Diagnosewerkzeuge zum Auffinden von Störern ❙ EMV-Softwarepakete für interaktive und vollautomatische Messungen ❙ Umfangreiches Zubehörprogramm für Störemissionsmessungen ❙ Kompakte und modulare Breitbandverstärker ❙ HF-Schirmkammern ❙ Komplette EMV-Testsysteme Mehr Informationen unter: www.rohde-schwarz.com/ad/emc

Fachzeitschriften

12-2019
12-2019
5-2019
4-2019
4-2019

hf-praxis

12-2019
11-2019
10-2019
9-2019
8-2019
7-2019
6-2019
5-2019
4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
EF 2019-2020
Best_Of_2018
12-2018
11-2018
10-2018
9-2018
8-2018
7-2018
6-2018
5-2018
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
EF 2018/2019
12-2017
11-2017
10-2017
9-2017
8-2017
7-2017
6-2017
5-2017
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
EF 2017/2018
12-2016
11-2016
10-2016
9-2016
8-2016
7-2016
6-2016
5-2016
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
2016/2017
12-2015
11-2015
10-2015
9-2015
8-2015
7-2015
6-2015
5-2015
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
12-2014
11-2014
10-2014
9-2014
8-2014
7-2014
6-2014
5-2014
4-2014
2-2014
1-2014
12-2013
11-2013
10-2013
9-2013
8-2013
7-2013
6-2013
5-2013
4-2013
3-2013
2-2013
12-2012
11-2012
10-2012
9-2012
8-2012
7-2012
6-2012
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

PC & Industrie

EF 2020
12-2019
11-2019
10-2019
9-2019
1-2-2019
8-2019
7-2019
6-2019
5-2019
4-2019
3-2019
EF 2019
EF 2019
12-2018
11-2018
10-2018
9-2018
8-2018
7-2018
6-2018
5-2018
4-2018
3-2018
1-2-2018
EF 2018
EF 2018
12-2017
11-2017
10-2017
9-2017
8-2017
7-2017
6-2017
5-2017
4-2017
3-2017
1-2-2017
EF 2017
EF 2017
11-2016
10-2016
9-2016
8-2016
7-2016
6-2016
5-2016
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
EF 2016
EF 2016
12-2015
11-2015
10-2015
9-2015
8-2015
7-2015
6-2015
5-2015
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
EF 2015
EF 2015
11-2014
9-2014
8-2014
7-2014
6-2014
5-2014
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
EF 2014
12-2013
11-2013
10-2013
9-2013
8-2013
7-2013
6-2013
5-2013
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
12-2012
11-2012
10-2012
9-2012
8-2012
7-2012
6-2012
5-2012
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

meditronic-journal

4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
5-2018
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

electronic fab

4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

Haus und Elektronik

4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1/2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

Mediadaten

2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2020 - deutsch
2020 - english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel