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    Unknown
    EMC Study of Automotive Wire Harness Configurations in a GTEM Cell
    In a modern vehicle, the automotive wire harness forms a crucial part of the sensor signal and power distribution system. It is thus important to understand the impact of electromagnetic interference on such harness, in particular its dependence on layout with respect to an incoming electromagnetic wave. The research presented here investigates the induced common-mode and differential-mode currents in various wire harness layouts, as well as the dependence on both grounding and on the harness design involving an unshielded twisted or untwisted pair. The results indicate that for harness layouts with a substantial component along the electric field directions, such current levels can reach up to those that disrupt automotive sensor communication.
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    Unknown
    Simulation of Resonances in Power Electronic Circuits for EMC Prediction
    (2023) ;
    Rathjen, Kai Uwe
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    Landskron, Norman
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    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.
  • Publication
    Unknown
    Prevention of Sensor Disturbances caused by IEMI
    (2023) ;
    Rathjen, Kai Uwe
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    In this paper, we present a filter circuit that can be used to prevent sensor disturbances caused by intentional electromagnetic interference (IEMI). Sensors are an increasingly important component in almost all electrical systems, and faulty sensor readings can cause major problems. We show that sensor disturbances can be caused by IEMI and that sensors with Inter-Integrated Circuit (I²C) interfaces are particularly susceptible to this type of interference. We present a filter circuit that can be connected directly to I²C sensors in order to prevent disturbances caused by IEMI. Through both simulation and experimental testing, the effectiveness of the filter in preventing errors in sensor readings without impacting the functionality of the I²C communication is demonstrated.
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    Unknown
    Vereinfachung von Abstrahlungsmessungen durch leitungsgebundene Störquellencharakterisierung
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, 2023)
    Engeln, Alexander
    ;
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    Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
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    Leone, Marco
    Um die elektromagnetische Verträglichkeit eines Prüflings mit seiner Umwelt zu überprüfen, müssen unter anderem Abstrahlungsmessungen vorgenommen werden, welche mit nicht unerheblichem zeitlichen und finanziellen Aufwand verbunden sind. Als Alternative werden die Messergebnisse in dieser Arbeit durch Aufteilung in zwei Teilprobleme berechnet. Zunächst wird ein Prüfling mit linearem Klemmenverhalten im Norton-Ersatzschaltbild leitungsgebunden charakterisiert. Anschließend wird angenommen, dass die Abstrahlung hauptsächlich von den Strömen im Messaufbau und nicht vom Prüfling selbst erzeugt wird. Eine Transferfunktion von den Klemmen des Prüflings zum Messempfänger beschreibt in Form von Streuparametern den Zusammenhang zwischen dem Klemmenverhalten des Prüflings und der Spannung am Messempfänger, dessen Eigenschaften berücksichtigt werden. So kann das Ergebnis einer Abstrahlungsmessung für mehrere Prüflinge berechnet werden, wenn die Transferfunktion des Messaufbaus einmal bekannt ist. Das Verfahren wird für einen Tiefsetzsteller und eine Motoransteuerung als Prüflinge mit deterministischen Störsignalen und zwei Gleichstrommaschinen als Quellen stochastischer Störsignale überprüft. Abschließend wird das Verfahren hinsichtlich seiner Nutzbarkeit eingeordnet.
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    Metadata only
    A Transfer Function Method to Calculate Radiation of Sources With Stochastic Signals
    (2022-08-01)
    Engeln, Alexander
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    Rathjen, Kai-Uwe
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    Standardized radiation measurements can be simulated by various numerical or analytical approaches. In this article, a transfer function method is proposed for a fast and accurate antenna voltage prediction. Assuming that the interference source can be characterized as a linear Norton equivalent current source, its internal admittances and source currents are determined from measurements made with a vector network analyzer and an oscilloscope. The setup of the radiation measurement is described as a transfer function using its scattering parameters. A system of equations is set up with the multiport theory and solved for the antenna voltage, which is fed into a spectrum analyzer model. The result is compared to a measurement in a fully anechoic chamber. The method is extended to interference sources with stochastic signals, and, in the course of this, an approach for the estimation of the radiation measurement is developed. A dc motor is used as an application example.
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    Open Access
    Über die Schirmeffektivität elektrisch großer Resonatoren hoher Güte
    (Universitätsbibliothek der HSU / UniBwH, 2022)
    Parr, Stefan
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    Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
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    Häufig befindet sich empfindliche Elektronik innerhalb quaderförmiger metallischer Schirme, wie z.B. Computer- und Elektronikgehäuse. Neben einem mechanischen Schutz sollen diese Schirme die EMV-Eigenschaften der darin befindlichen Elektronik verbessern. Da die Elektronik Teil eines Gesamtsystems darstellt, ist die Schirmeffektivität (SE) immer durch Aperturen, also Öffnungen im Schirm, sowie durch Kabeldurchführungen begrenzt. Wenn der Schirm in Bezug auf das Frequenzspektrum einer externen Störquelle elektrisch groß, das heißt größer als die anregende Wellenlänge ist, können Resonanzen angeregt werden. Voraussetzung hierfür ist, dass der Schirm eine hohe Güte hat, das heißt, dass die Verlustmechanismen elektromagnetischer Energie gering sind. Der Schirm stellt dann einen Resonator dar. Die Anregung von Resonanzen ist insbesondere bei pulsförmigen, breitbandigen Störsignalen wahrscheinlich. An den Resonanzfrequenzen bricht der Wert für die SE zusammen, was durch das Entstehen stehender Wellen innerhalb des Schirms begründet werden kann. Es kann sogar zu einer Feldstärkeüberhöhung innerhalb des Schirms kommen. Daher wird in der EMV der Schirmung durch quaderförmige, metallische Gehäuse oder Räume besondere Aufmerksamkeit geschenkt. In dieser Arbeit werden verschiedene Methoden zur Bestimmung der SE vorgestellt und verglichen. Außerdem wird eine neue Methode eingeführt, die die SE über eine örtliche Mittelung des Feldes an vielen Punkten innerhalb des Schirms berechnet. Des Weiteren wird die Verbesserung der EMV-Eigenschaften eines Schirms durch Absorber untersucht. Diese sollen durch die Absorption elektromagnetischer Energie das Entstehen von Resonanzen unterdrücken. Für die Untersuchung werden verschieden Arten von Absorbern betrachtet, deren elektromagnetische Eigenschaften mithilfe eines Koaxialleitungsexperiments ermittelt werden. Die Eigenschaften unterschiedlicher Absorbertypen werden verglichen. Da typische Störsignale Pulse mit kurzen Anstiegszeiten und damit breiten Frequenzspektren sind, ist eine Berücksichtigung der spektralen Amplitudendichte des Störsignals notwendig. Daher wird die SE für unterschiedliche Störsignale mithilfe des Konzepts der transienten SE ausgewertet. Dabei kommen unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der transienten SE zum Einsatz. Zum Schluss wird die Auswirkung unterschiedlicher Aperturgrößen auf die Güte messtechnisch untersucht. Dabei wird eine Methode entwickelt, die die Güte aus dem Schwingungsverhalten des resonanten Schirms bestimmt. Auch wird die Auswirkung der Aperturgröße auf die SE unter Verwendung des Konzepts der transienten SE untersucht. Hierbei zeigt sich, dass eine „worst-case“ Aperturgröße existiert, bei der die Einkopplung maximal ist.