Bordnetze und Powermanagement: Thermische Modellbildung für elektrische und elektronische Bauelemente
Gespeichert in:
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| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
2013
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VLL
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT V
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN XI
1 EINFUEHRUNG BORDNETZSTRUKTUREN 1
1.1 EINLEITUNG 1
1.2 VON DER EINFACHEN VERDRAHTUNG ZUM SMARTEN KS-DESIGN 2
1.2.1 FONDBELEUCHTUNG 2
1.2.2 STARTER-GENERATOR LEITUNG 4
1.3 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 1 6
2 KABEL UND LEITER 7
2.1 MATERIALIEN FUER KABEL UND LEITER 7
2.1.1 KUPFER 7
2.1.2 ALUMINIUM 7
2.1.3 MESSING 8
2.1.4 ANDERE LEITERWERKSTOFFE 9
2.2 KONSTRUKTIVE MERKMALE 9
2.2.1 ALLGEMEINES ZU KABEL UND LEITUNGEN 9
2.2.2 DIN 72 551 NIEDERSPANNUNGSLEITUNGEN 10
2.3 ISOLATIONSWERKSTOFFE 10
2.3.1 CHEMISCHE STRUKTURFORMELN DER ISOLATIONSWERKSTOFFE 12
2.3.2 DIE WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNG 16
2.3.3 FORMSTABILER BATTERIEKABELSATZ 16
2.4 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 2 18
3 VERBINDUNGSTECHNIK 19
3.1 LOETEN 19
3.1.1 DAS LOT (WEICHLOT) 19
3.2 LOETVERFAHREN 20
3.2.1 LABOR-LOETGERAETE 20
3.2.2 LOETSYSTEME IN DER SERIENPRODUKTION 21
3.2.3 GAENGIGE REFLOW-LOETVERFAHREN 21
3.2.4 EUTEKTISCHE BLEI-ZINN-LEGIERUNG 23
3.2.5 BLEIFREIES LOETEN 24
3.3 CRIMPEN 25
3.3.1 BEGRIFFE AUS DER CRIMPTECHNIK 27
3.4 SCHWEISSEN 29
3.4.1 ELEKTRONENSTRAHLSCHWEISSEN 29
3.4.2 REIBSCHWEISSEN 29
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IMAGE 2
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
3.4.3 ULTRASCHALLSCHWEISSEN 30
3.4.4 ORBITALREIBSCHWEISSEN 31
3.4.5 LASERSTRAHLSCHWEISSEN 31
3.5 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 3 32
4 HOCHFREQUENZLEITUNGEN 34
4.1 DIE HOMOGENE LEITUNG 34
4.2 DIE LEITUNGSGLEICHUNGEN IN DIFFERENTIALFORM 36
4.3 DIE LEITUNGSGLEICHUNGEN FUER SINUSFOERMIGE (HARMONISCHE) STROEME UND
SPANNUNGEN 39
4.4 DARSTELLUNG VON STROM UND SPANNUNG DURCH DIE GROESSEN AM LEITUNGSENDE
41 4.5 LEITUNGSKENNGROESSEN 43
4.6 DIE AUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT DER WELLE 44
4.7 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 4 45
5 WAERMEAUSBREITUNG 47
5.1 ALLGEMEINES ZUR WAERMEAUSBREITUNG 47
5.2 WAERMELEITUNG 47
5.2.1 DIE WAERMELEITUNG IM HOMOGENEN MATERIAL 47
5.2.2 LAUFZEITEFFEKT 49
5.3 KONVEKTION 50
5.4 WAERMESTRAHLUNG 51
5.5 GRUNDGROESSEN UND MODELLBILDUNG 52
5.5.1 GRUNDGROESSEN 52
5.5.2 STATIONAERE WAERMESTROEME 55
5.5.3 TRANSIENTE WAERMESTROEME 57
5.5.4 ANWENDUNG DER SYSTEMTHEORIE 59
5.5.5 VOM KOMPLEXEN WIDERSTAND IM FREQUENZBEREICH ZUR SPRUNGANTWORT IM
ZEITBEREICH 64
5.5.6 LOESUNGSBEISPIELE LINEARER TRANSIENTER VORGAENGE 66
5.5.7 MESSUNG DER STOSSANTWORT H(T) 85
5.6 NICHTLINEARE ELEMENTE 86
5.6.1 DER STRAHLUNGSWIDERSTAND 86
5.7 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 5 88
6 SICHERUNGEN 91
6.1 SCHMELZSICHERUNGEN 91
6.1.1 FLACHSTECKSICHERUNGEN 91
6.1.2 HOCHSTROMSICHERUNGEN 93
6.1.3 FEHLERRECHNUNG ZUR WIDERSTANDSMESSUNG EINES SICHERUNGSSTREIFENS 94
6.2 PYROTECHNISCHE SICHERUNGEN 96
6.3 ELEKTRONISCHE SICHERUNGEN (12 V/24V) 97
6.4 VERPOLSCHUTZ 98
6.4.1 ZENTRALER VERPOLSCHUTZ MITTELS DIODE 98
6.5 SCHALTER FUER EINE HOCHVOLT LI-BATTERIE 99
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS IX
7 HALBLEITER FUER BORDNETZANWENDUNGEN 101
7.1 DER IG-FELDEFFEKTTRANSISTOR 101
7.1.1 AUFBAU 101
7.1.2 DER IG-BIPOLAR TRANSISTOR (IGBT) 106
7.2 DIE RCD-SCHUTZBESCHALTUNG 106
7.2.1 GROBE ABSCHAETZUNG DER KAPAZITAET DES SNUBBERKONDENSATORS C 107
7.2.2 SPERREN DES TRANSISTORS, LADEVORGANG DES SNUBBERKONDENSATORS 108
7.2.3 EINSCHALTEN DES TRANSISTORS, ENTLADEN DES SNUBBER-KONDENSATORS 115
7.2.4 ZUSAMMENFASSUNG 118
7.3 UNIVERSELLER BIDIREKTIONALER TRANSISTOR-SCHALTER 119
7.3.1 TRANSPORTSCHALTER 120
7.3.2 BIDIREKTIONALER SCHALTER FUER ZUSATZBATTERIE 120
8 PRUEFTECHNIK 121
8.1 LEITUNGSPRUEFUNGEN 121
8.2 KABELSATZENDPRUEFUNG 122
8.3 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT (EM V) 125
9 ANHANG 127
9.1 LOESUNGEN DER UEBUNGSAUFGABEN 127
9.2 MATERIALWERTE 140
9.3 UMRECHNUNGSFAKTOREN 141
9.4 TABELLE ZUR LAPLACE-TRANSFORMATION 142
LITERATUR- UND QUELLENVERZEICHNIS 143
SACHWORTVERZEICHNIS 145
BORDNETZE UND POWERMANAGEMENT
/ BABIEL, GERHARD
: 2013
ABSTRACT / INHALTSTEXT
IN EINEM MODERNEN FAHRZEUG SIND EINIGE HUNDERT METER AN LEITUNGEN UND
KABEL VERLEGT. EINIGE TAUSEND KONTAKTSTELLEN SIND ERFORDERLICH, UM DIE
ELEKTRISCHEN FUNKTIONEN SICHERZUSTELLEN. MIT JEDEM NEUEN ELEKTRONISCHEN
PRODUKT IM KFZ WAECHST AUCH DAS BORDNETZ AN UND ERFORDERT IMMER HOEHERE
ANSTRENGUNGEN ZUR SICHERHEIT UND ZUVERLAESSIGKEIT IM POWERMANAGEMENT. IN
DIESEM BUCH FINDET SICH NEBEN DEN AUS DER ELEKTROTECHNIK UND
WERKSTOFFKUNDE BEKANNTEN GRUNDLAGEN AUCH EIN SPEZIELLERES KAPITEL (KAP.
5) ZUR WAERMTECHNISCHEN AUSLEGUNG VON LEITUNGEN UND BORDNETZKOMPONENTEN.
DAS THEORETISCHE FUNDAMENT DIESES KAPITELS WIRD DURCH EINIGE SAETZE AUS
DER DIFFERENTIALGEOMETRIE UND DER SIGNALTHEORIE GELEGT. ES WIRD ABER
AUCH WERT DARAUF GELEGT, DIE ERKENNTNISSE FUER DEN ENTWICKLER
ANZUWENDEN. DER PRAXISBEZUG WIRD AUCH DURCH UEBUNGS- BZW.
KLAUSURAUFGABEN AUS DER VORLESUNG „BORDNETZE UND
LEISTUNGSHALBLEITER“ UNTERMAUERT. DER INHALT KABEL UND LEITER -
VERBINDUNGSTECHNIKEN WIE LOETEN - CRIMPEN UND SCHWEISSEN -
HOCHFREQUENZLEITUNGEN - THERMISCHE MODELLIERUNG - SICHERUNGEN UND
SCHUTZSCHALTER - HALBLEITER FUER BORDNETZANWENDUNGEN -
KABELSATZPRUEFTECHNIK. DIE ZIELGRUPPE BACHELOR- UND MASTERSTUDENTEN
DER FAHRZEUGELEKTRONIK UND FAHRZEUGTECHNIK SOWIE INGENIEURE DER
GENANNTEN DISZIPLINEN DER AUTOR PROF. DR. GERHARD BABIEL LEHRT SEIT
1994 AN DER FH DORTMUND IM STUDIENGANG FAHRZEUGELEKTRONIK. SEINE
ARBEITSSCHWERPUNKTE SIND HOCHSTROMKOMPONENTEN UND POWERMANAGEMENT FUER
KFZ-BORDNETZE
DIESES SCHRIFTSTUECK WURDE MASCHINELL ERZEUGT.
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