Verständnis und Berechnung von Emi in Leistungselektronikschaltungen

Elektromagnetische Interferenzen (EMI) sind ein häufiges Problem bei leistungselektronischen Schaltungen. Sie können zu Fehlfunktionen elektronischer Geräte und zu einer Verschlechterung der Systemleistung führen. Um zuverlässige Schaltungen zu entwerfen, ist es unerlässlich zu verstehen, wie EMI erzeugt wird und wie sie berechnet werden kann.

Was ist EMI?

EMI bezieht sich auf unerwünschte elektromagnetische Energie, die den normalen Betrieb elektronischer Geräte stört und von verschiedenen Quellen innerhalb von Leistungselektronikkreisen wie Schaltgeräten, Transformatoren und Stromleitungen stammen kann. EMI kann sich als Rauschen, Signalverzerrung oder sogar als vollständiger Systemausfall manifestieren.

EMI-Quellen in elektronischen Leistungsschaltkreisen

Leistungselektronische Schaltungen erzeugen EMI hauptsächlich durch schnelle Schaltvorgänge und hochfrequente Schwingungen.

• Schaltgeräte: Transistoren und Thyristoren schalten schnell ein und aus.
• Transformatoren: Magnetfeldänderungen induzieren elektromagnetische Felder
• Stromleitungen: Durchgeführte EMI über Leitungen
• Filtering components: Induktoren und Kondensatoren verursachen hochfrequente Schwingungen

Berechnung der EMI-Werte

Der EMI-Wert in einer Schaltung kann mit verschiedenen Methoden, einschließlich Messung und Berechnung, geschätzt werden, wobei ein gängiger Ansatz darin besteht, die abgestrahlte EMI auf der Grundlage der Strom- und Spannungsverläufe sowie der physikalischen Parameter der Schaltung zu berechnen.

Zum Beispiel kann die bestrahlte EMI mit der Formel angenähert werden:

EMI = k × (dI/dt) × L

Dabei ist k eine Proportionalitätskonstante, dI/dt die Änderungsgeschwindigkeit des Stroms und L die Induktivität.