Coexistence & Electromagnetic Compatibility (CEMC)

Die Forschungseinheit CEMC ändert die Art und Weise, wie Elektronik- und Softwarebasierte Systeme (ESBS) in Bezug auf elektromagnetische Verträglichkeit und Koexistenz konzipiert entwickelt werden. Im Moment müssen physische Prototypen und ein Messlabor zur Verfügung stehen, um Kenntnisse über die elektromagnetische Verträglichkeit des zu testenden Geräts zu erlangen. Durch den Einsatz von modellbasiertem Design unter der Verwendung von ausgereiften Modellen für einzelne Komponenten bis hin zu komplexen Systemen machen wir eine quantitative Schätzung des EMC-sowie des Co-Existence-Verhaltens durch Simulation. Die Research Unit CEMC beschäftigt sich vor allem mit leistungselektronischen Systemen, aber auch mit Wireless Communication bis in den hohen Gigahertz-Bereich sowie mit drahtloser Energieübertragung.
Forscher mit Messgeräten im Labor

Forschungsschwerpunkte

  • Simulation und modellbasiertes Design, um Probleme eines elektronischen Systems in der Elektromagnetischen Verträglichkeit schon möglichst zu einem frühen Zeitpunkt im Design zu sehen.

Um diese Simulationen zur Abschätzung der elektromagnetischen Infererenz (EMI) machen zu können, führen wir folgende Modellierungen und Modellierungsaktivitäten durch:

  • Finden von Verfahren zur Modellierung einzelner Komponenten:
    • Aktive Bauelemente (Transistoren (SiC, GaN, MOSFET, etc.), Dioden, ..)
    • Passive Bauelemente (Kondensatoren, Spulen, Drosseln, Shunts, Filter, …)  
    • Biasing der Bauteile (hohe Ströme, hohe Spannungen, etc.)
  • Leiterplatten
  • Gehäuse, Stecker und Steckersysteme
  • Kabel- und Kabelbaummodellierung (z.B. Kabelbäume für die Automobilindustrie)
  • Stromschienen
  • Standardisierte EMC-Prüfaufbauten
  • Power Integrity und Signal Integrity

Die Tauglichkeit der Modelle muss über den funktionalen Bereich hinausgehen, um den Ansprüchen in der Simulation der Elektromagnetischen Verträglichkeit zu genügen.

  • Erstellung von Test-Setups & Verifikation bzw. Validierung
  • Angewandte Komplexitätsreduktion der Modelle
  • Ausgeklügelte Labormessung zur Verifikation der Modelle und Simulationen

Forschungskompetenzen

  • Erstellung, Verifikation & Validieren von EMC simulationstauglichen Modellen
  • Modellierung in verschiedenen Komplexitätslevels: 3D Modelle, Schaltungsmodelle bis hin zu mathematischen Modellen. Reduktion der Komplexität der Modelle.
  • Das Fachgebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit fordert ein weites Spektrum an Wissen. Zu diesen Gebieten zählen Hochfrequenztechnik, Leistungselektronik, Elektrodynamik, Elektronik, aber auch Wireless Communication und Numerical Analysis.

Wir haben das theoretische Wissen und können dieses auch in die Praxis umsetzen.

  • Kenntnisse der Normungs- und Standardisierungslandschaft in der EMC.
  • Wir haben die Expertise in der Anwendung sowie die kommerziellen Lizenzen in der Anwendung von folgenden Softwaretools:
  • Ansys tool chain
  • Keysight Pathwave tool chain
  • CST tool chain
  • Mathworks MATLAB

Eine unserer Stärken liegt auch in der starken Automatisierung von Simulation, z.B. durch Skripting der oben genannten Tools in Python.

Um die Ergebnisse der Simulation auf jeder Komplexitätsstufe überprüfen zu können, haben wir extensive Messmöglichkeiten in unseren Laboren:

  • EMC und Hochfrequenz-Messtechnik
    • Messung von EMI-Spektren
    • Komplexe Signalgeneration (I/Q Datenströme, …)
    • Komplexe Vektornetzwerkanalyse
    • Time Domain Reflectometry (TDR)
    • Hochpräzise Impedanz-Analyse von mehreren Hz bis zu mehreren GHz
    • Charakterisierungen von magnetischen Materialen und Werkstoffen in der Leistungselektronik
  • Leistungselektronik Prototyping-Systeme in Verbindung mit den EMV Messmöglichkeiten, auch für hohe Leistungen

Anwendungen

  • Prozeduren zur Vorabschätzung der Elektromagnetischen Interferenz (EMI) eines leistungselektronischen Systems in der Simulation.
  • Charakterisierung von Bauelementen für die Modellierung EMC tauglicher Modelle (aktive und passive Bauelemente) inklusive Biasing (hohe Ströme, hohe Spannungen)
  • Modellierung von EMC-Testverfahren, z. B. der Bulk Current Injection (BCI) Testmethode mit parametrierbaren Modellen des Kabelbaums nach ISO 11452 inklusive Durchführung der Tests im Labor
  • Charakterisierung und Modellierung von Kabelbäumen in der Automobilindustrie
  • Automatisierte Modell- und Netzlistengenerierung
  • Klärung von Koppelmechanismen der Elektromagnetischen Interferenz in bestehenden elektronischen Systemen

Ausgewählte Projekte:

Ihr Ansprechpartner

Foto von Dr. Bernhard Auinger

DI Dr. Bernhard Auinger

Head of Research Unit Coexistence & Electromagnetic Compatibility (CEMC)

E-mail: contact@silicon-austria.com

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