Pulse Wide Modulation (PWM) in Fahrzeugen - Eine der Herausforderungen für die Leistungselektronik und EMV

Conference: Elektromagnetische Verträglichkeit in der Kfz-Technik - Vorträge der 6. GMM-Fachtagung
09/26/2013 - 09/27/2013 at Stuttgart, Deutschland

Proceedings: Elektromagnetische Verträglichkeit in der Kfz-Technik

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Kuvedu-Libla, Jean-Roger K. (Delphi Electronics & Safety, Bascharage, Luxembourg)

Abstract:
Die Leistungselektronik bzw. Antriebselektronik stellt heutzutage einen wichtigen Kernpunkt der Entwicklung von modernen Fahrzeugen dar. Die Realisierung solcher elektronischen Geräte ohne Einsatz von „Pulse Wide Modulation“ (PWM)-Signalen ist nahezu unvorstellbar und bleibt in Hinblick auf die Funktionen und Verträglichkeit mit der Umgebung zentrale Themen in der Automobilindustrie. In Fahrzeugen dienen im Wesentlichen solche PWM Signale dazu, induktive bzw. Ohm’sche Lasten (z.B. Injektoren bzw. Heizsysteme) zu steuern, wobei die Amplituden der Pulse nicht zu vernachlässigen sind. Nicht zuletzt dienen auch die PWM Signale mit geringen Amplituden zur Übertragung von Informationen und in diesem Fall unterscheiden sie sich trotzdem von den gewöhnlich LIN- bzw. CAN-Signalen in Hinblick auf die Funktionen. Eine Grundanalyse solcher PWM-Signale bzw. LIN- und CAN-Signale erlaubt eine Zuordnung solcher Signale als „Getaktete Funktionen“ [1,2,3,4,5], jedoch der Einsatz verlangt bis heute unterschiedliche Maßnahmen für die Anforderung der Verträglichkeit mit der Fahrzeugumgebung bzw. -sicherheit. Diese gelten als Schwachpunkte, die die aktuellen Spezifikationen in der Automobilindustrie aufweisen und beseitigt werden sollen. Diese Erwartung ist berechtigt und verlangt dafür kostengünstige Techniken und Untersuchungen. Dieser Beitrag berichtet über den Einsatz der oben genannten Kategorien der „Pulse Wide Modulation“ (PWM)-Signale mit ihren Peripherien in modernen Fahrzeugen und die zugehörigen Herausforderungen in Hinblick auf die Automotive Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Dabei sind die Fragen, warum die Beeinflussung der PWM-Signale so dominant ist und welche Maßnahmen zur Reduzierung solcher elektromagnetischen Beeinflussung in Fahrzeugen möglich sind. Dabei sollen die Quellen (d.h. PWM-Signale) bzw. die Übertragungswege (d.h. Kabelbäume) und die Lasten (d.h. Injektoren, Heizkörper) in die Lösungen einbezogen werden. Es hat sich gezeigt, dass die Harmonischen der PWM-Signale die prinzipiellen Anregungsursachen der „Common Mode“-Anteile in den Kabelbäumen sind, wodurch die EMV-Risiken bei Resonanz fällen verstärkt werden. Filtereinsätze für die PWM-Signale sind neben der Klassifizierung der Kabelbaumleiter in „Common Mode“ und „Differential Mode“ hilfreich aber gelten als große Herausforderungen.