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Aktuelle Projekte

Modale Netzwerkmodellierung elektrischer Systeme auf der Basis einer Vollwellen-Integralgleichung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Verluste
Laufzeit: 01.10.2023 bis 30.09.2026

Eine hinreichende Analyse und Simulation des Signal- und EMV-Verhaltens von elekronischen Aufbau- und Verbindungsstrukturen erfordert eine elektrodynamische Beschreibung mit den Mitteln der numerischen Simulation. Die Behandlung praktischer Strukturen mit handelsüblichen Feldberechnungssimulationen ist oft relativ aufwendig und insbesondere für breitbandige Analysen unpraktikabel. Ein weitaus effizientere und flexibere Beschreibung bietet ein Netwerkmodell mit konstanten Parametern, das das Torverhalten einer beliebigen linearen, passiven Struktur hinsichtlich seines Hochfrequenzverhaltens abbildet. Damit wird die nahtlose Integration in eine realistische Systemsimulation mit linearen/nichtlinearen Komponenten ermöglicht. Bei der Netzwerkmodellierung von Strukturen, die wesentliche Strahlungsverluste aufweisen, geraten die bisher entwickelten Verfahren an ihre Grenzen. Dies betrifft ebenso auch interne Materialverluste, die in ihrem spezifischen Frequenzverhalten abzubilden sind. Hierfür sind erweiterte theoretischen Ansätze auf der Grundlage einer Integralgleichungs-Formulierungan zu entwickeln und an praxisnahen Beispielen zu erproben.

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Elektromagnetische Modellierung elektrischer Aufbau- und Verbindungsstrukturen innerhalb metallischer Gehäusestrukturen
Laufzeit: 01.03.2023 bis 28.02.2026

Die Modellierung elektronischer Strukturen innerhalb leitender Gehäuse ist hinsichtlich der Analyse des Signal- und EMV-Verhaltens von zunehmender Bedeutung. Aufgrund der relativ hohen Signalfrequenzen und Frequenzbandbreiten kommt es durch die Anregung von resonanten Hohlraummoden zu intensiveren Verkopplungen innerhalb des Systems. Die Behandlung praktischer Strukturen mit handelsüblichen Software-Werkzeugen ist oft relativ aufwendig und insbesondere für breitbandige Analysen unpraktikabel. Für die Praxis sind entsprechende Netzwerkmodelle erforderlich um Simulationen im Frequenz- und Zeitbereich in effizienter Weise durchführen zu können. Hierfür werden ausgehend von einer elektromagnetischen Modalanalyse kanonische Ersatzschaltbilder für eine frei definierbare Anzahl, beliebig angeordneter Tore aufgestellt. Zur Validierung des Modells werden Testanordnungen aufgebaut und mit einem Vektor-Netzwerkanalysator in einem großen Frequenzbereich vermessen.

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Netzwerkmodellierung Leiterstrukturen in geschichteten Medien zum Zwecke der Systemsimulation auf Basis einer Modalzerlegung
Laufzeit: 01.10.2022 bis 30.09.2025

Die Signal- und EMV-Analyse von elekronischen Systemen erfordert eine elektrodynamische Beschreibung mit den Mitteln der numerischen Simulation. Insbesondere für elektronische Schaltungen auf Baugruppen ist eine direkte Behandlung mit herrkömmlichen Simulationstools äußerst unpraktikabel, nicht nur wegen der geometrischen Komplexität einschließlich extremer Skalenunterschiede, sondern auch wegen der umfangreichen Wechselwirkung von passiven und aktiven bzw. linearen/nichtlinearen Elementen. Für das am Lehrstuhl entwickelte modale Netzwerk-Syntheseverfahren soll die Effizienz des zugrundeliegenden Feldintegralgleichungs-Ansatzes durch eine problemangepasste Formulierung signifikant erhöht werden, um so einen praktischen Einsatz erst zu ermöglichen. Dazu sollen entsprechende dyadische Greenschen Funktionen des geschichteten Mediums verwendet werden. Hierbei sollen die allgemeinen mathematisch aufwändigen Lösungen auf die für die erforderliche Genauigkeit ausreichenden Näherungen reduziert werden. Die theoretischen Modelle sollen durch Hochfrequenzmessungen flankiert werden.

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Abgeschlossene Projekte

Modale Netzwerkmodellierung elektrischer Systeme auf der Basis einer Vollwellen-Feldintegralformulierung
Laufzeit: 01.10.2020 bis 30.09.2023

Eine hinreichende Analyse und Simulation des Signal- und EMV-Verhaltens von elekronischen Aufbau- und Verbindungsstrukturen erfordert eine elektrodynamische Beschreibung mit den Mitteln der numerischen Simulation. Die Behandlung praktischer Strukturen mit handelsüblichen Feldberechnungssimulationen ist oft relativ aufwendig und insbesondere für breitbandige Analysen unpraktikabel. Ein weitaus effizientere und flexibere Beschreibung bietet ein Netwerkmodell mit konstanten Parametern, das das Torverhalten einer beliebigen linearen, passiven Struktur hinsichtlich seines Hochfrequenzverhaltens abbildet. Damit wird die nahtlose Integration in eine realistische Systemsimulation mit linearen/nichtlinearen Komponenten ermöglicht. Auf der Grundlage einer Integralgleichungs-Formulierung soll der bisher entwickelte Ansatz hinsichtlich der Verluste inkl. der elektromagnetischen Abstrahlung erweitert und die numerische Effizienz erhöht werden.

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Netzwerkmodellierung verlustbehafteter Strukturen
Laufzeit: 17.05.2019 bis 15.06.2022

Bei der Netzwerkmodellierung von Strukturen, die wesentliche Strahlungsverluste aufweisen, geraten die bisher entwickelten Verfahren an ihre Grenzen. Dies betrifft ebenso auch interne Materialverluste, die in ihrem spezifischen Frequenzverhalten abzubilden sind. Hierfür sind erweiterte theoretischen Ansätze an praktischen Beispielen zu entwickeln und zu erproben.

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Elektromagnetische Modellierung von elektrischen Aufbau- und Verbindungsstrukturen innerhalb resonanzfähiger Hohlräume
Laufzeit: 01.05.2017 bis 30.04.2022

Die Modellierung elektronischer Strukturen innerhalb leitender Gehäuse ist hinsichtlich der Analyse des Signal- und EMV-Verhaltens von zunehmender Bedeutung. Aufgrund der relativ hohen Signalfrequenzen und Frequenzbandbreiten kommt es durch die Anregung von resonanten Hohlraummoden zu intensiveren Verkopplungen innerhalb des Systems. Die Behandlung praktischer Strukturen mit handelsüblichen Software-Werkzeugen ist oft relativ aufwendig und insbesondere für breitbandige Analysen unpraktikabel. Für die Praxis sind entsprechende Netzwerkmodelle erforderlich um Simulationen im Frequenz- und Zeitbereich in effizienter Weise durchführen zu können. Hierfür werden ausgehend von einer elektromagnetischen Modalanalyse kanonische Ersatzschaltbilder für eine frei definierbare Anzahl, beliebig angeordneter Tore aufgestellt. Zur Validierung des Modells werden Testanordnungen aufgebaut und mit einem Vektor-Netzwerkanalysator in einem großen Frequenzbereich vermessen.

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Machbarkeitsstudie zur Simulation der elektromagnetischen Suszeptibilität medizintechn. Systemen.
Laufzeit: 01.03.2021 bis 28.02.2022

Machbarkeitsstudie zur numerischen Modellierung und Simulation der elektromagnetischen Störempfindlichkeit von hochintegrierten audiologischen Systemen. Vereinfachte Modellierungsansätze für passive Strukturen und aktiven/passiven Elementen. Methoden zur effektiven Identifikation kritischer Kopplungsstrukturen. Analyse- Bewertungsmethoden hinsichtlich einschlägiger Prüfkriterien.

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Machbarkeitsstudie zur Simulation der differenziellen Signalübertragung auf Leiterplattenebene.
Laufzeit: 01.11.2019 bis 31.01.2020

Machbarkeitsstudie zur numerischen Modellierung und Simulation von Via-Übergängen in mehrlagigen Leiterplatten bei differenzieller Signalübertragung. Erprobung von Parameterstudien zur Optimierung der Signal-Übertragungseigenschaften in Abhängigkeit von geometrischen und materiellen Einflussgrößen.

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Elektromagnetische Analyse medizintechnischer Systeme - Ladekonzepte
Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2019

Untersuchung und elektromagnetiche Simulation von audiologischen Systemen. Erstellung von geeigneten Machbarkeitsstudien zu Rechenmodellen auf Leiterplattenebene und Analyse eines Funkübertragungssystems. Entwicklung von Methoden zur Optimierung der Strahlungscharakteristik und des Wirkungsgrades.

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Netzwerkmodellierung verlustbehafteter Strukturen
Laufzeit: 15.05.2016 bis 16.05.2019

Bei der Netzwerkmodellierung von Strukturen, die wesentliche Strahlungsverluste aufweisen, geraten die bisher entwickelten Verfahren an ihre Grenzen. Dies betrifft ebenso auch interne Materialverluste, die in ihrem spezifischen Frequenzverhalten abzubilden sind. Hierfür sind erweiterte theoretischen Ansätze an praktischen Beispielen zu entwickeln und zu erproben.

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Elektromagnetische Analyse medizintechnischer Systeme - Ladekonzepte
Laufzeit: 01.10.2018 bis 31.12.2018

Untersuchung und elektromagnetiche Simulation von audiologischen Systemen. Erstellung von geeigneten Rechenmodellen auf Leiterplattenebene zur Analyse eines Funkübertragungssystems. Entwicklung von Methoden zur Optimierung der Strahlungscharakteristik und des Wirkungsgrades.

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Elektromagnetische Analyse medizintechnischer Systeme - Antennenkonzepte
Laufzeit: 31.03.2016 bis 30.09.2018

Untersuchung und elektromagnetiche Simulation von audiologischen Systemen. Erstellung von geeigneten Rechenmodellen auf Leiterplattenebene zur Analyse eines Funkübertragungssystems. Entwicklung von Methoden zur Optimierung der Strahlungscharakteristik und des Wirkungsgrades.

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Makromodellierung elektischer Leitungsstrukturen gleichförmiger Geometrie
Laufzeit: 01.04.2015 bis 31.03.2018

Theoretische und experimentelle Forschung zur Makromodellilerung von Leitungsstrukturen. Schwerpunkt ist die Modellierung homogener Verbindungsstrukturen, zum Zwecke der Systemsimulation hinsichtlich der Funktionalität (Versorgungs- u. Signalintegrität), sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit (Ein- u. Abstrahlungsprobleme).

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Elektromagnetische Kopplung im Nahfeld elektronischer System
Laufzeit: 07.10.2014 bis 30.09.2017

Theoretische und praktische Untersuchungen zur Feldkopplung zwischen elektronischen Systeme, die im elektromagnetischen Nahbereich liegen. Mathematische Beschreibung der Kopplung in Abhängigkeit von Frequenz, Geometrie und Abstand. Aufstellung formelmäßiger Worst-Case-Abschätzungen und Validierung mittels 3D-Full-Wave-Simulationen.

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Elektromagnetische Analyse medizintechnischer System
Laufzeit: 15.02.2017 bis 15.09.2017

Studie zur EMV-Analyse von audiologischen Systemen. Identifikation von Koppelpfaden und Quantifizierung von Störung auf der Basis von Rechenmodellen auf Leiterplattenebene. Bewertung von Abhilfemaßnahmen und Optimierung.

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Untersuchung der elektromagnetischen Nahfeld-Störbeeinflussung auf Leiterplatten- u. IC-Ebene
Laufzeit: 01.10.2015 bis 31.03.2017

Die Störbeeinflussung elektronischer System wird im Rahmen von standarisierten Testverfahren in der Regel im Fernfeld einer Sendeantenne untersucht. In der Praxis können die Abstände zwischen Störquelle- und Senke jedoch durchaus so klein sein, sodass nicht von Fernfeldbedingungen ausgegangen werden kann. Als Modellanordnung wird die Kopplung zwischen einem resonanten Strahler und einer Übertragungsleitung theoretisch und praktisch untersucht. Entsprechende Abweichungen in der Störwirkung von Nahfeldern im Gegensatz zu einer Beeinflussung unter Fernfeldbedingungen sind zu untersuchen und hinsichtlich der Interpretation praktischer Tests zu bewerten.

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Elektromagnetische Analyse medizintechnischer System
Laufzeit: 01.01.2016 bis 30.09.2016

Studie zur EMV-Analyse von audiologischen Systemen. Identifikation von Koppelpfaden und Quantifizierung von Störung auf der Basis von Rechenmodellen auf Leiterplattenebene. Bewertung von Abhilfemaßnahmen und Optimierung.

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Elektromagnetische Analyse medizintechnischer Systeme - Antennenkonzepte
Laufzeit: 01.01.2016 bis 30.09.2016

Untersuchung und elektromagnetiche Simulation von audiologischen Systemen. Erstellung von geeigneten Rechenmodellen auf Leiterplattenebene zur Analyse eines Funkübertragungssystems. Entwicklung von Methoden zur Optimierung der Strahlungscharakteristik und des Wirkungsgrades.

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Projekt InSeL /Halbleitermodelle für EMV-Simulation
Laufzeit: 01.01.2016 bis 30.09.2016

Entwicklung und Validierung von Halbleitermodellen für die EMV-Simulation von leistungselektronischen Komponenten der Automobilelektronik auf der Basis einer einfachen Verhaltens- und Kopplungsbeschreibung.

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Modellierung induktiver Bauelemente
Laufzeit: 01.01.2015 bis 30.11.2015

Für die EMV-Simulation von Filterungsmaßnahmen werden in der Automobilindustrie Modelle für induktive Bauelemente benötigt, die das Frequenzverhalten des Ferritmaterials einschließlich Verluste in ausreichendem Maße widerspiegeln. In Anwendungen mit Gleichstromanteil wie z.B. in Elektrofahrzeugen ist auch der Einfluss der Vormagnetisierung (Bias) von Bedeutung. Ein Extraktionsverfahren für die komplexe Permeabilität des Ferritmaterials auf der Basis von gemessenen Impedanzverläufen ist zu entwickeln und zu erproben.

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Elektromagnetische Analyse und Simulation medizintechnischer Systeme
Laufzeit: 01.10.2014 bis 30.09.2015

Untersuchung und elektromagnetiche Simulation von audiologischen Systemen. Erstellung von geeigneten Rechenmodellen auf Leiterplattenebene zur Analyse eines Funkübertragungssystems. Entwicklung von Rechenmodellen zur realitätsnahen Simulation der Strahlungscharakteristik und des Wirkungsgrades.

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EMV-Simulation
Laufzeit: 01.04.2014 bis 30.11.2014

Entwicklung von effizienten Hochfrequenz-Modellen für Kondensatoren und Widerständen in EMV-Filtern für Anwendungen im Kraftfahrzeugen. Messtechnische Validierung durch entsprechende S-Parameter-Messungen mit Vektor-Netzwerk-Analysator. Durchführung von numerischen Simulationen für ausgewählte Konfigurationen.

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Theoretische Untersuchungen und Entwicklung problemangepasster, effizienter numerischer Methoden zur Analyse und Simulation von elektronischen Aufbau- u. Verbindungsstrukturen
Laufzeit: 01.10.2013 bis 30.09.2014

Auf der Grundlage einer Integralgleichungs-Formulierung sollen Methoden zu Erstellung von Ersatzschaltbilder erprobt und weiterentwickelt werden. Hierbei sollen effekive Möglichkeiten der Reduzierung des Rechenaufwandes entwickelt werden. Der Anwendungsbereich von Näherungslösungen soll anhand exakter numerischer Referenzsimulationen im Einzelnen untersucht und bewertet werden.

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Elektromagnetische Analyse und Simulation elektronischer Systeme
Laufzeit: 15.01.2014 bis 15.09.2014

Untersuchung und elektromagnetiche Simulation von Störphänomenen in audiologischen Systemen. Erstellung von geeigneten Rechenmodellen auf Leiterplattenebene zwecks Durchführung von Analysen hinsichtlich der Wirksamkeit von Designmaßnahmen zur Störunterdrückung. Entwicklung von Methoden zur automatisierten Erstellung von Teilmodellen.

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Untersuchung der elektromagnetischen Nahfeld-Störbeeinflussung auf Leiterplatten- und IC-Ebene
Laufzeit: 01.05.2012 bis 30.04.2014

Niedrige Signalpegel und Versorgungsspannungen in Kombination mit zunehmender Integration und steigenden Verarbeitungsgeschwindigkeiten sind für die elektromagnetische Störempfindlichkeit elektronischer Systeme verantwortlich. Bei herkömmlichen Störfestigkeitsuntersuchungen wird das Testobjekt dem Fernfeld einer Antenne ausgesetzt oder innerhalb einer TEM-Zelle untersucht. Bei Auftreten von Störungen kann allerdings die Identifikation der verantwortlichen Koppelpfade bzw. die Lokalisierung der empfindlichen Bereiche sich oft als nicht einfach erweisen, was die Behebung der Ursachen erschweren kann. Als mögliche Alternative oder Ergänzung zu den üblichen Testverfahren bietet sich eine Nahfeld-Immunitätsprüfung an, bei der mittels einer kleinen Feldsonde ganze Baugruppen bis hin zu einzelnen integrierten Schaltkreisen (ICs) untersucht werden können. Ein automatisierter Messplatz mit einem Scanner zur Führung der Feldsonde bietet dabei die Möglichkeit, die Leiterplattenoberfläche millimetergenau zu prüfen. Ein zusätzlicher Vorteil des Verfahrens ist, dass mit relativ geringen Signalleistungen hohe Feldstärken erzeugt werden können. Um systematische Untersuchungen auf quantitativer Basis durchführen zu können, ist eine Kalibrierung des Meßsystems hinsichtlich der erzeugten frequenzabhängigen Feldamplituden unumgänglich. Speziell die HF-Modellierung der Sonden und des Einkoppelvorganges bzw. die selektive Analyse von E- und H-Feldbeeinflussung mit entsprechenden Feldsonden an ausgewählten Testobjekten sind Gegenstand des Forschungsprojektes.

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EMV-Analyse und Modellierung elektronischer Verbindungsstrukturen
Laufzeit: 15.10.2011 bis 17.04.2014

Angesichts zunehmender Verarbeitungsgeschwindigkeiten in elektronischen Systemen sind notwendige Verbindungsstrukturen zwischen Modulen, Kühlkörper, etc.  häufig Ursache für Signalbeinträchtigungen und unerwünschter elektromagnetische Strahlung. Zur Beschreibung des EMV-Verhaltens typischer Verbindungsstrukturen sollen geeingnete Modelle entwickelt werden.

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Untersuchung von elektromagnetischen Störungen in elektronischen Systemen
Laufzeit: 15.01.2013 bis 14.07.2013

Durchführung rechnerischer Studien zur Störempfindlichkeit von Hörgeräten mit Hilfe von Computersimulationen. Untersuchung von Maßnahmen zur Verbesserung des Signal-Störabstands anhand realitätsnaher Modelle. Quantitative Bewertung von Störunterdrückungsmaßnahmen.

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Plasmakanalstrukturen bei elektrischen Durchschlägen in gasförmigen Arbeitsmedien
Laufzeit: 15.04.2010 bis 30.04.2013

Im Zusammenhang mit der Funkenerosion (EDM) wird untersucht, welche veränderten Plasmakanalstrukturen in gasförmigen Arbeitsmedien auftreten. Schwerpunkte sind die Splittung des Plasmakanals, seine radiale Ausdehnung und die energetische Verteilung bezüglich der Plasmaflußpunkte.

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Elektromagnetische Analyse und Simulation elektronischer Systeme
Laufzeit: 15.03.2012 bis 14.03.2013

Untersuchung der Direktabstrahlung von EC Motoren. Hierbei ist ein geeignetes Abstrahlungsmodell zu entwickeln und anhand von Messergebnissen zu verifizieren. Wichtige Einflussparameter auf die Höhe der Störstrahlung sind zu ermitteln. Entwicklung von Computermodellen für die praktische Analyse sind zu erstellen.

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Elektrische Entladungen in flüssigen Arbeitsmedien
Laufzeit: 01.01.2007 bis 31.12.2011

Analyse elektrischer Entladungen in Arbeitsspalten kleiner 100 µm mit flüssigen Arbeitsmedien.
Untersuchung spezieller Zündmechanismen durch Variation der Arbeitsflüssigkeit und von Additiven.
Messung kurzzeitphysikalischer Effekte zur Beschreibung der Zündmechanismen, Modellbildung und Simulation des elektrischen Durchschalgs bei verschiedenen Spaltkonditionen mit ANSYS, ANSYS-Simulation thermisch beeinflusster Zonen.

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Nahfeld-Immunitätsprüfung auf Leiterplatten- und IC-Ebene
Laufzeit: 01.04.2007 bis 31.12.2011

Niedrige Signalpegel und Versorgungsspannungen in Kombination mit zunehmender Integration und steigenden Verarbeitungsgeschwindigkeiten sind für die elektromagnetische Störempfindlichkeit elektronischer Systeme verantwortlich. Bei herkömmlichen Störfestigkeitsuntersuchungen wird das Testobjekt dem Fernfeld einer Antenne ausgesetzt oder innerhalb einer TEM-Zelle untersucht. Bei Auftreten von Störungen kann allerdings die Identifikation der verantwortlichen Koppelpfade bzw. die Lokalisierung der empfindlichen Bereiche sich oft als nicht einfach erweisen, was die Behebung der Ursachen erschweren kann. Als mögliche Alternative oder Ergänzung zu den üblichen Testverfahren bietet sich eine Nahfeld-Immunitätsprüfung an, bei der mittels einer kleinen Feldsonde ganze Baugruppen bis hin zu einzelnen integrierten Schaltkreisen (ICs) untersucht werden können. Ein automatisierter Messplatz mit einem Scanner zur Führung der Feldsonde bietet dabei die Möglichkeit, die Leiterplattenoberfläche millimetergenau zu prüfen. Ein zusätzlicher Vorteil des Verfahrens ist, dass mit relativ geringen Signalleistungen hohe Feldstärken erzeugt werden können. Um systematische Untersuchungen auf quantitativer Basis durchführen zu können, ist eine Kalibrierung des Meßsystems hinsichtlich der erzeugten frequenzabhängigen Feldamplituden unumgänglich. Speziell die HF-Modellierung der Sonden und des Einkoppelvorganges bzw. die selektive Analyse von E- und H-Feldbeeinflussung mit entsprechenden Feldsonden an ausgewählten Testobjekten sind Gegenstand des Forschungsprojektes.

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Hierarchische Makromodellierung für die EMV-Simulation in der Leistungselektronik
Laufzeit: 01.05.2008 bis 30.04.2011

Der technische Fortschritt in der Leistungselektronik ist geprägt von steigenden Schaltfrequenzen, Flankensteilheiten der Ströme und Spannungen und zunehmenden Packungsdichten. Gleichzeitig aber ist die Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) hinsichtlich der CE-Zertifizierung für den Betrieb und die Vermarktung eines elektronischen Systems erforderlich. Das Schaltungsdesign und die EMVAnalyse sind als Teil der Produktentwicklung rechnergestützt und finden bei immer höheren Frequenzen statt. Dazu durchgeführte Computersimulationen erfordern aber nicht nur exakte Modelle für die passive Verbindungsstruktur einer Schaltung, sondern nunmehr genauere und effiziente Modelle der Halbleiterbauelemente.
Durch Anwendung einer hierarchisch strukturierten, auf Makromodellen aufbauenden Modellierung, sollen genaue Simulationsmodelle von Halbleitern und komplexen leistungselektronischen Baugruppen entwickelt werden, die zudem auch parasitäre Effekte wie die Streuadmittanz zur Kühlkörperfläche nachbilden. Die den Makromodellen inhärenten Eigenschaften wie ausreichende Genauigkeit bei geringer Komplexität, Flexibilität usw. kommen dabei zu tragen. Dadurch wird eine EMV-gerechte Schaltungsentwicklung bzw. Analyse mit sinnvollem Rechen- und Zeitaufwand überhaupt erst möglich.

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Modellierung und Analyse des Magnetimpulsschweißens mit dem Ziel der Prozessparameteroptimierung
Laufzeit: 15.06.2009 bis 14.06.2010

wird der Einfluss der geometrischen und elektrotechnischen Prozessparameter sowie der Einfluss des Werkstoffes auf die Schweißnahtgüte untersucht und eine Optimierung der Schweißnahtgüte durch Anpassung der Prozessparameter durchgeführt. Ergänzend wird das FE-Modell weiterentwickelt, um die Modellierung zu optimieren.

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Verbundprojekt: Untersuchungen zur Effizienzerhöhung der µ-PECM auf Mikrostrukturen (ERANET-REMM) - Teilvorhaben: Entwicklung der Prozessenergiequelle
Laufzeit: 01.12.2006 bis 31.03.2010

Für die Micro System Technology (MST) steigt steig die Anzahl der Anwendungen, die eine Bearbeitung mit hoher Präzision und kleinen Abmessungen verlangt. Die Elektrochemische Bearbeitung (ECM) entwickelte sich in den letzten Jahren, insbesondere die gepulste ECM-Technology (PECM). Im Projekt werden die zwei Techniken der PECM (konventionelle gepulste ECM) und die µ-PECM (Wirkung der Doppleschichtumladung) darauf hin untersucht, auch bei Mikrodetailbearbeitungen eine hohe Effizienz und Präzision zu erreichen. Das Arbeitsgebiet umfasst dabei die Prozessenergiequellen, die Prozesssteuerungen, die Halterungs- und Führungssysteme, die Elektrolyte und die Anbindung An CAD/CAM.

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Einfluss der elektrischen Leitfähigkeit auf das Durchbruchverhalten von Kohlenwasserstoffen beim funkenerosiven Bearbeitungsprozess
Laufzeit: 01.12.2008 bis 30.11.2009

ufbau spezieller Messzellen zur Analyse des Durchbruchverhaltens von Kohlenwasserstoffen bei Spaltweiten von 5 bis 100 µm. Neben der Analyse der Strom- und Spannungsverläufe von Einzelentladungen und Entladungsfolgen werden Hochgeschwindigkeitsaufnahmen (Belichtungsdauern < 100 ns) vorgenommen, die Rückschlüsse auf die Entstehung und Ausbreitung des Plasmakanals und der Gasblase einer Funkenentladung zu lassen. Im Speziellen wird das Basis-Dielektrikum mit ausgewählten Additiven versetzt, um das Durchbruchverhalten für Folgeentladungen zu verbessern.

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Modellierung und Analyse des Magnetimpulsschweißens mit dem Ziel der Prozessparameteroptimierung
Laufzeit: 01.04.2007 bis 31.03.2009

Das Magnetimpulsschweißen stellt für eine Vielzahl von Anwendungen eine fertigungstechnische Altertnative für das Fügen dar. Dabei wird ein Werkstück unter Anwendung von Wirkenergie derart beschleunigt, dass bei der anschließenden Kollision mit dem fügepartner eine stoffschlüssige Verbindung auch ohne zusätzliche Wärmezufuhr realisiert wird. Im Gegensatz zum Schmelzschweißen können auch unterschiedliche metallische Werkstoffe wie Aluminium mit Stahl oder Kupfer mit Messing miteinander verschweißt werden

Mit dem Ziel der Prozessparameteroptimierung wird während des Forschungsvorhabens das Magentimpulsschweißen modelliert und analysiert. Dazu wird der Einfluss der geometrischen und elektrotechnischen Prozessparameter sowie des Werkstoffes auf die Schweißgüte untersucht und eine Optimierung der Schweißgüte durch Anpassung der Prozessparameter durchgeführt. Mit Hilfe der Finite Elemente Methode wird erstmals ein Simulationsmodell zur Bestimmung der Prozessparameter beim Magnetimpulsschweißen geschaffen

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EMV-Untersuchungen
Laufzeit: 15.05.2008 bis 15.11.2008

Gegenstand ist die Analyse der Störempfindlichkeit eines komplexen elektronischen Systems gegenüber äußeren elektromagnetischen Feldern. Dazu werden mit dem Mitteln der elektromagnetischen Feldberechnung numerische Simulationen durchgeführt und hinsichtlich des Einflusses verschiedener Parameter ausgewertet.

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Berechnung des Abtrags am Werkstück und am Werkzeug beim elektrochemischen Entgraten
Laufzeit: 01.11.2006 bis 30.07.2007

Berechnung dreidimensionaler elektrischer Strömungsfelder idealisierter Mehr-Elektrodenanordnungen mit dem Ziel, den elektrochemischen Abtrag bei Verwendung nichtpassivierender und passivierender Elektrolyte zu ermitteln

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Letzte Änderung: 08.06.2023 - Ansprechpartner: Webmaster