Einführung
Zwischen elektrisch leitfähigen Materialien bilden sich unvermeidlich parasitäre Kapazitäten. Beispielsweise wird zwischen einem Statorzahn und seiner Zahnwicklung eine Fläche aufgespannt, die zu einer parasitären Kapazität führt. Durch das taktende Verhalten der Leistungselektronik ändern sich die Spannungen über diesen parasitären Kapazitäten, wodurch ungewollte Störströme erzeugt werden.
Diese Störströme können andere elektrische Bauteile oder Systeme beeinflussen und eine Fehlfunktion auslösen. Um dies zu verhindern sollte die Ausbreitung der Störströme möglichst verhindert werden. Häufig werden hierfür EMV-Filter eingesetzt, die zusätzlichen Bauraum in einem elektrischen System benötigen. Grundgedanke der aktiven EMV ist, dass die Erzeugung der Störströme stark vermindert wird, sodass auf diese EMV-Filter verzichtet werden kann.
Abhängig davon, ob ein elektrischer Schalter ein- oder ausgeschaltet wird, besitzt der erzeugte Störstrom ein entgegengesetztes Vorzeichen. Durch eine intelligente Ansteuerung der elektrischen Schalter können die Schaltzeitpunkte so aufeinander abgestimmt werden, dass die erzeugten Störströme mehrerer elektrischer Schalter sich gegenseitig kompensieren. Die Summe aller Störströme kann somit deutlich reduziert werden und auf EMV-Filter verzichtet werden.
Aktuelle Forschungsaktivitäten
Für die aktive EMV in der Leistungselektronik stehen am ILEA folgende Themen im Fokus:
- Untersuchung geeigneter Topologien zur Synchronisation von Schaltflanken
- Geeignete Beeinflussung des Schaltverhalten und Schaltzeitpunkt von Transistoren
- Untersuchung der parasitären Impedanz der leistungselektronischen Schaltungen
Philipp Marx, M.Sc.
Akademischer Mitarbeiter