Podendorf, Simon

Hohe Anforderungen an die elektronischen Komponenten von Systemen der medizinischen Bildgebung können im Rahmen derer Energieversorgung nur durch den Einsatz von moderner Leistungselektronik erfüllt werden. Mit der Verwendung von Wide-Bandgap-Leistungshalbleitern, z. B. in Stromrichtern von Röntgensystemen, gehen damit schnellere Schaltvorgänge sowie hohe Schaltfrequenzen einher. Dies macht eine Untersuchung der Auswirkungen auf die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) erforderlich. Das betrifft sowohl die Einhaltung von normativen EMV-Grenzwerten als auch die Wechselwirkung der parasitären Eigenschaften von Komponenten innerhalb eines Systems. Im Forschungsprojekt DiMoLEK werden messtechnische Untersuchungen durchgeführt und es wird ein Ansatz zur Modellierung der parasitären Eigenschaften von passiven Komponenten entwickelt. Die Simulation von Stromrichtern mit anschließender Analyse der Wechselwirkungen parasitärer Eigenschaften ermöglicht die Optimierung der (elektromagnetischen) Resilienz. Dies kann beispielsweise durch eine Anpassung des Designs der Komponenten und der Modulationsverfahren erreicht werden.

The use of wide-bandgap semiconductors in modern power electronics creates new challenges in EMC. These result, among other things, from high frequencies and steep switching slopes. In addition, parasitic elements of semiconductors, passive components and the printed circuit board can cause resonances, which become noticeable in oscillations. In this work, a possibility is presented to simulate resonances in a power electronic circuit. The circuit used is a series-LC resonant converter with SiC-MOSFETs. An impedance model of the resonant load is generated with consideration of parasitic elements. The accurate simulation is validated by comparison with time domain measurements. EMC measurements of conducted and radiated emissions are done. It is shown that the resonances lead to emissions which can be predicted using the time domain simulation.