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15.01.2019

Galvanische Trennung durch optische Technologie

Stromversorgungsarchitektur

KDPOF, Anbieter für Gigabit-Transceiver über POF (Polymere optische Faser) – macht mit seiner optischen Verbindungstechnologie dank der inhärenten galvanischen Trennung die 48-V-Bordnetzarchitektur sicher. So lassen sich auf diese Weise Batteriemanagement-Systeme und integrierte Antennen-Module mit optischem Datennetz galvanisch trennen.

© KDPOF

© KDPOF

Optische Verbindungen mit POF sind laut KDPOF eine optimale Methode für die galvanische Trennung. Anwendungen wie Batteriemanagement-Systeme (BMS) und integrierte Smart Antenna Module profitieren von der inhärenten elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von POF. Die Notwendigkeit für ein allumfassendes Kommunikationsnetz im Fahrzeug, und speziell zwischen Steuergeräten, die unterschiedlichen Spannungsdomänen angehören, stellt eine mögliche Gefahrenquelle dar. Es ist eine galvanische Trennung zwischen den Kommunikationsknoten notwendig. Jedes Ereignis, bei dem sich das 48- mit dem 12-V-System verbindet, beispielsweise aufgrund von nicht ausreichend galvanisch getrennten Leitungstransceivern, könnte die Steuergeräte im 12-V-Bereich zerstören.

OEMs und Tier1 kündigen für die nahe Zukunft Hybrid-Architekturkonzepte auf Basis zweier Versorgungsspannungen (12-/48-V) an. Ein weiteres Beispiel für den neuen, industrieweiten Technologietrend hin zu 48 V Spannungsversorgung und dem Umgang mit ihr, ist die VDA 320 – eine Empfehlung für elektrische und elektronische Komponenten im Fahrzeug für die Entwicklung eines 48-V-Bordnetzes. Sie definiert Anforderungen, Prüfbedingungen und Prüfungen an elektrische, elektronische und mechatronische Komponenten und Systeme für den Einsatz in Kraftfahrzeugen mit einem 48-V-Bordnetz.

Batteriemanagement-Systeme

Primäre und sekundäre Systeme der AC/DC- und DC/DC-Wandler müssen aufgrund der hohen Spannung (über 25 Volt Wechselspannung oder 60 Volt Gleichspannung) galvanisch entkoppelt sein. Gemäß den Standards FMVSS 305 und ECE-R sollte vor und nach einem Aufprall eine Isolationssperre von mindestens 500 Ω/V zwischen der Batterie und der elektrischen Masse erhalten bleiben. Das ist eine hohe Anforderung, die ohne eine nahezu perfekte galvanische Trennung, wie sie Kupfer-basierte Netzwerke nicht leisten können, nicht zu erreichen ist. Zudem ist das BMS eine rauschintensive Umgebung und die Kommunikation anfällig für Störungen durch geleitete und eingestrahlte HF-Emissionen. Optische Verbindungen haben sich nach Angabe von KDPOF bezüglich EMV am robustesten erwiesen.

Intelligentes-Antennen-Modul

Ein integriertes Smart-Antenna-Modul besteht aus mehreren Antennen zum Empfang von Signalen, einem Antennen-Hub und einer Ethernet-Verbindung zu den Abnehmern des Antennensignals wie beispielsweise einem Radiotuner. Führte von jeder der verschiedenen Antennen im Auto ein eigenes Kabel zu ihrem entsprechenden Steuergerät, würde die Komplexität schnell unübersichtlich. Gigabit-Ethernet über POF eignet sich aufgrund seiner inhärenten EMV für diese Verbindung. Ist das Dach nicht metallisch oder hat es Öffnungen, setzt ein Koaxialkabel in einem konventionellen System eine große Energiemenge frei, die in das Antennen-Modul zurückgestreut wird. Das beeinträchtigt die Leistung des ISA erheblich. POF anstelle des Koaxialkabels löst das Problem laut KDPOF vollständig.

weitere Informationen

Unternehmensinformation

KDPOF Knowledge Development for POF, S.L.

Ronda de Poniente 14
TRES CANTOS

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