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8 Elektronik automot ive Bordnetze VerBindungstechnik Minimum an elektromagnetischer Stör festigkeit zu gewährleisten und elek tromagnetische Interferenzen Störun gen EMI zu begrenzen Zu beachten ist allerdings dass sich die Normen landschaft im AutomotiveBereich mit der rasanten Elektrifizierung der Fahr zeuge schnell ändert In Bezug auf das Komponentendesign gibt es verschiedene Techniken zur Unterdrückung von EMI die inner halb der Sub Systeme entstehen – von einem sorgfältigen BoardLayout und der Beachtung der Signaleigenschaf ten bis hin zum Einsatz von Filtern an wichtigen Stellen wie den Strom eingängen Darüber hinaus verändern aktuelle technische Trends die Anforderungen an das Design von Netzfiltern Einer davon ist dass WBGLeistungshalblei ter Wide Band Gap wie Siliziumkarbid MOSFETs in Schaltnetzteilen Wech selrichtern und DC DCWandlern zum Einsatz kommen um deren Energieef fizienz und Zuverlässigkeit zu erhöhen Der höhere Wirkungsgrad mit SiC MOSFETs ist zum Teil auf die überle gene Schaltleistung zurückzuführen da diese Ein und Ausschaltvorgänge viel schneller durchführen als her kömmliche SiliziumAlternativen Entwickler von Stromversorgungen können damit eine hohe Schaltfrequenz wählen mit der kleinere passive Bau elemente wie Kondensatoren eine sta bile Ausgangsspannung mit schneller Dynamik erreichen Unabhängig von der gewählten Schaltfrequenz führen die schnellen Schaltübergänge zu einem stärkeren Überschwingen mit längerem Nach schwingen Ringing das große elek tromagnetische Störsignale über einen weiten Frequenzbereich verursacht Diese EMI lässt sich auf verschiedene Arten verringern zum Beispiel durch Einfügen eines Dämpfungsglieds Snubbers um das Ausmaß des Über schwingens zu minimieren und die Dauer des Ringings zu verkürzen Das Hinzufügen eines Widerstands in Serie zum MOSFET reduziert die EMI da sich der Stromfluss durch den Bau stein verringert Dies senkt jedoch den Nettogewinn an Schalteffizienz Auch optimierte Leiterplattenlayouts und Gehäusegrößen mit denen sich der Leistungsregelkreis verkleinern lässt tragen zu einer geringeren EMI bei – wenn auch nur mit begrenztem Effekt Und natürlich ist das Hinzufü gen eines Netzfilters zur Dämpfung der Energie die an den externen Anschlüs sen des Leistungsteils eingekoppelt wird immer die beste Praxis Bild 2 Vergleich von nanokristallinen und Ferrit-Kernmaterialien Bild Kemet Darüber hinaus ermöglichen SiC basierte Leistungsschaltkreise den Betrieb bei höheren Temperaturen was das Wärmemanagement verein facht und kleinere kostengünstigere Kühlkörper ermöglicht Herkömmli che magnetische Materialien mit hoher Permeabilität die in Bauteilen wie induktiven EMIDrosseln verwen det werden sind bis zu etwa 120 °Cwirksam SiCBauelemente lassen sich oberhalb dieser Temperatur betrei ben sodass auch magnetische Werk stoffe erforderlich sind die den raueren Bedingungen standhalten können Die Forderung nach mehr Leistungs abgabe im Industrie und Automo tiveBereich führt in Richtung höhere Betriebsspannungen um den Strom anstieg auszugleichen der zu höheren Widerstandsverlusten und zusätzli chem Gewicht führt Dieser Trend wird durch den Anstieg der Spannung von LithiumIonenBatterien in Elektro fahrzeugen deutlich Mit höherer Span nung ist auch das Laden mit hoher Leis tung möglich Dadurch wird die Zeit kürzer die zum vollständigen Aufla den der Fahrzeugbatterie benötigt wird Damit sich diese höheren Spannungen bewältigen lassen sind geeignete Filter erforderlich Innovative Werkstoffe Um das Design von Netzfiltern zu ver einfachen die diese Anforderungen erfüllen verwendet Kemet magneti sche Materialien mit denen Drosseln in Filterschaltungen optimierte Eigen schaften aufweisen Diese Materialien ermöglichen im Vergleich zu herkömm lichen Ferritkernmaterialien eine bes sere Kombination aus Kerngröße und magnetischer Permeabilität Kemet bietet drei verschiedene Kern materialien innerhalb seiner Standard baureihe von AutomotiveDrosseln an Die Serien SCRXV und SCTXV sind mit Kernen aus Ferritmaterial für hohe Permeabilität und Hochtemperatur anforderungen ausgestattet Die neu eingeführte Serie SCFXV ergänzt die Reihe um eine nanokristalline Option um die Vorteile fortschrittlicher Werk stoffeigenschaften zu nutzen