EMV-Filter für Gleichspannungswandler moderner Verkehrsflugzeuge

Diese Arbeit stellt eine neu entwickelte Filterentwurfsmethodik zum zielgerichteten und optimalen Entwurf von EMV-Filtern am Beispiel von Luftfahrtanwendungen vor. Die Notwendigkeit einer übergeordneten Methodik ergibt sich aus den gesamtheitlich formulierten Anforderungen, deutlich strengere ökonomische und ökologische Vorgaben für zukünftige Verkehrsflugzeuge zu erfüllen.

Neben der Analyse der kausalen Zusammenhänge zwischen Filterwirkung und Filterumgebung werden neuartige hybride Filtertopologien und Materialien für magnetische Bauelemente in den Entwurfsprozess integriert und die oftmals praktische und empirische Vorgehensweise bei der Filterauslegung durch gezielte Systemmodellierungen und Simulationen unterstützt. Dazu wird aus dem allgemeinen Modell der elektromagnetischen Störbeeinflussung heraus das elektrische Gesamtsystem in Teilsysteme unterteilt und anschließend in die Abstraktionsebenen Systembeschreibung, Schaltungsanalyse sowie Bauelementeauswahl aufgegliedert. Durch diesen simulativen Ansatz können frühzeitig im Systementwicklungsprozess die emittierten Störungen bestimmt werden. Grundlage ist hierfür die Implementierung der prägenden Einflussparameter eines jeden Teilsystems. Die Berücksichtigung der Systemumgebungsimpedanzen bei der Auswahl der optimalen Filtertopologie ermöglichen nicht nur eine tiefgreifende Systemanalyse in Hinblick auf die Filterwirkung. Sie reduzieren im Vergleich zum Stand der Technik die praktisch realisierten Filteraufbauten auf ein Minimum. Mit diesem umfassenden Systemmodell können neuartige hybride Filterstrukturen untersucht werden, die gegenüber den heute ausschließlich verwendeten passiven Filtern eine signifikante Gewichtsreduktion erzielen. Zusätzlich zu den analytischen und simulativen Betrachtungen sind diese konzeptionellen Überlegungen an einem aufgebauten Echtzeitsimulationssystem zur Nachbildung unterschiedlicher Flugszenarien validiert worden.