Die drahtlose Energieversorgung von elektrischen Geräten stellt besondere Anforderungen an das Übertragungssystem, wenn größere Abstände zwischen der Quelle und dem Verbraucher überwunden werden sollen, ohne dass der Wirkungsgrad unter einen akzeptablen Wert fällt. Eine mögliche technische Lösung stellen nahfeldgekoppelte elektromagnetische Resonatoren dar. Durch die Resonanzüberhöhung genügt bereits eine schwache Kopplung zwischen dem Sender und dem Empfänger, um einen effizienten Energieaustausch gewährleisten zu können. Dieses Buch beschäftigt sich mit der Berechnung und Dimensionierung derartiger Resonatoren. Es wird ein physikalisches Modell selbstresonanter Luftspulen vorgestellt, welches eine effiziente numerische Simulation ihrer Kopplung, Abstrahlung und Güte erlaubt. Mithilfe dieses Modells wird untersucht, welche maximalen Reichweiten sich durch Optimierung der Resonatorgeometrie verwirklichen lassen.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Verletzen die Störemissionen leistungselektronischer Komponenten am Ende des Entwicklungsprozesses Grenzwerte, können kostenintensive Nachbesserungen nötig sein. Um dies zu vermeiden, wird in dieser Arbeit eine Vorgehensweise vorgestellt, die die Abschätzung und Einflussparameteranalyse der Störemissionen leistungselektronischer Komponenten möglichst früh im Entwicklungsprozess erlaubt.
Die Vorgehensweise basiert auf SPICE-Zeitbereichsmodellen, die die leistungselektronischen Komponenten abbilden. Hierbei werden verteilte parasitäre Elemente der Verbindungsstruktur (z.B. Leiterplatte) sowie parasitäre Elemente diskreter Bauteile (z.B. MOSFET oder Kondensator) eingebunden. Komponenten der Messumgebung wie Verkabelung und Netznachbildung werden durch Frequenzbereichsmodelle abgebildet. Ein digitaler Signalverarbeitungsprozess bildet als Alternative zur FFT die Schnittstelle zwischen beiden Bereichen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit den Einfluss von Spektrumanalysator oder Messempfänger zumindest ansatzweise zu berücksichtigen.
Der wissenschaftliche Beitrag dieser Arbeit liegt nicht in der Entwicklung neuer Methoden zur Modellierung der Störemissionsentstehungs- und Koppelmechanismen, die genauer sind als bereits aus der Literatur bekannte Methoden, sondern in der Kombination selbiger zu einer ganzheitlichen Vorgehensweise auf einer vom konkreten Anwendungsfall losgelösten Abstraktionsebene.
Aktualisiert: 2020-07-29
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Die drahtlose Energieversorgung von elektrischen Geräten stellt besondere Anforderungen an das Übertragungssystem, wenn größere Abstände zwischen der Quelle und dem Verbraucher überwunden werden sollen, ohne dass der Wirkungsgrad unter einen akzeptablen Wert fällt. Eine mögliche technische Lösung stellen nahfeldgekoppelte elektromagnetische Resonatoren dar. Durch die Resonanzüberhöhung genügt bereits eine schwache Kopplung zwischen dem Sender und dem Empfänger, um einen effizienten Energieaustausch gewährleisten zu können. Dieses Buch beschäftigt sich mit der Berechnung und Dimensionierung derartiger Resonatoren. Es wird ein physikalisches Modell selbstresonanter Luftspulen vorgestellt, welches eine effiziente numerische Simulation ihrer Kopplung, Abstrahlung und Güte erlaubt. Mithilfe dieses Modells wird untersucht, welche maximalen Reichweiten sich durch Optimierung der Resonatorgeometrie verwirklichen lassen.
Aktualisiert: 2023-04-17
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