Simulation der elektromagnetischen Verträglichkeit

Unter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) versteht man die Fähigkeit eines elektronischen Geräts, in der jeweiligen Umgebung ohne Störung anderer Geräte wie vorgesehen zu funktionieren. Die Kontrolle elektromagnetischer Störungen (EMI) ist ein integraler Bestandteil bei der Entwicklung elektronischer Geräte. Gesetzlich müssen Produkte internationale EMV-Normen erfüllen, die EM-Emissionen und die Empfindlichkeit von handelsüblichen elektrischen und elektronischen Systemen regeln. Erfolgreiche Produkte müssen ein Gleichgewicht zwischen EMV und konkurrierenden Konstruktionsanforderungen wie Größe, Kosten und Leistung aufweisen. Dieses Gleichgewicht zu finden, kann für Ingenieure große Herausforderungen bedeuten. Je früher ein potenzielles EMI-Problem erkannt wird, desto weniger Störungen verursacht es im Konstruktionsprozess. Durch die frühzeitige Einbeziehung von EMV-konformer Konstruktion lassen sich zu einem späteren Zeitpunkt zusätzliche, kostspielige Entwicklungsiterationen vermeiden.

EMV-Zertifizierung

Die Vorschriften zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) stellen sicher, dass die Geräte keine elektromagnetischen Felder aussenden, die andere elektronische Geräte stören können. Die Geräte müssen außerdem in der Lage sein, elektromagnetischen Interferenzen (EMI) durch in der Nähe befindliche Geräte und elektromagnetischen Umgebungseffekte (E3) wie Blitzeinschlägen oder elektromagnetischen Impulsen standzuhalten. Um die Einhaltung dieser Vorschriften sicherzustellen, müssen Elektronikprodukte EMV-Tests und -Zertifizierungen durchlaufen, bevor sie auf dem Markt verkauft werden können. Die Zertifizierung belegt nicht nur die Einhaltung von Vorschriften, sondern gewährleistet dem Kunden auch, dass das elektrische System in einer elektromagnetischen Umgebung ordnungsgemäß funktioniert.

Vorteile der frühen EMV-konformen Konstruktion

Durch die frühzeitige Einbeziehung einer EMV-konformen Konstruktion können Ingenieure Zeit und Geld sparen, indem sie später kostspielige Entwicklungsiterationen vermeiden. Außerdem ermöglicht es eine bessere allgemeine Konstruktionsoptimierung , da potenzielle EMV-Probleme bereits früh im Konstruktionsprozess erkannt und behoben werden können.

Wie kann Simulation für die EMV nützlich sein?

Die elektromagnetische Simulation bietet Ingenieuren einen detaillierten Überblick über alle EMV-relevanten Aspekte eines Geräts – vom Stromfluss über eine Leiterplatte bis hin zur Ausbreitung von Feldern zwischen Antennen am selben Standort. Es hilft ihnen dabei, potenzielle Probleme zu identifizieren und zu lösen, bevor sie Tests durchführen. Dadurch werden nicht nur Entwicklungszeit und -kosten reduziert, sondern auch das Risiko, dass regulatorische EMV-Tests gemäß verschiedener Normen wie MIL-STD nicht bestanden werden. Das Simulationsportfolio von SIMULIA umfasst eine Reihe von Spezialwerkzeugen für die Interferenz- und EMV-Analyse mit Hilfe von schnellen, präzisen 3D-Solvern.

EMV-Softwareanwendungen:

• EMV-Regelprüfung
• Virtuelle EMV-Tests
• Analyse der Interferenzen mit anderen Standorten
• E3 – Elektromagnetische Umgebungseinflüsse
• Kabelbaumsimulation

Mit der CST Studio Suite-Technologie können die relevanten EMV-Kategorien Emissionen und Empfindlichkeit untersucht werden. Sie ermöglicht auch die Untersuchung von Auswirkungen auf Systemebene, entweder durch die Fähigkeit, sehr große und komplexe Anordnungen effizient zu bewältigen, oder durch Hybridisierung zwischen den am besten geeigneten Solvern, die speziell für eine bestimmte Problemklasse wie z. B. Kabel vorgesehen sind.