Minimierung der Gleichtaktstörung in elektrischen Lenkungssystemen durch gegenphasiges Takten der Leistungshalbleiter

Abstract:
Dieser Beitrag präsentiert eine Methode zur Reduzierung der Störausstrahlung (EMI) von Invertern für elektrische Lenksysteme, um eine Verringerung des Filteraufwandes zu erreichen. Durch die Schaltvorgänge der eingesetzten Halbleiter werden Emissionen im Frequenzspektrum von Übertragungssystemen und Komfortfunktionen erzeugt. Um Grenzwerte einzuhalten, müssen aktuell passive Filter eingesetzt werden, die mithilfe dieser Methode teilweise entfallen können. Dazu werden zeitgleich zwei Halbleiter so geschaltet, dass es zu einer destruktiven Überlagerung der Störemission kommt. Mit Hinblick auf die Servolenkung im Kfz ergibt sich beim Einsatz eines redundanten Systems eine Besonderheit: Die Hardware für die Methode ist bereits vorhanden und macht sie somit interessant für den breiten Einsatz. Erste Laborversuche an einem sechsphasigen Demonstrator zeigen bis zu 40 dB Dämpfung im Bereich der eigentlichen Taktfrequenz der Halbleiter bei 20 kHz bis hin zu 10 MHz. Um Grenzwerte oberhalb von 10 MHz einhalten zu können, müssen weiterhin passive Filter eingesetzt werden, jedoch ist der Filteraufwand für den höheren Frequenzbereich deutlich geringer und hat ein kleineres Bauvolumen.