Leistungselektronik für niedrige Betriebsspannung

Bei Einsatz von Leistungselektronik in mobilen Anwendungen ist die verfügbare Betriebsspannung (beispielsweise bei Einsatz von Brennstoffzellen) prinzipbedingt meist sehr viel kleiner als in netzgespeisten Konfigurationen. Zwar muss das Leistungsteil eines Antriebes der bei gleichbleibender Leistung resultierenden Stromerhöhung genügen, es kann in seinem Aufbau jedoch vorteilhaft auf die niedrigere Betriebsspannung ausgelegt werden.Im Rahmen der hier beschriebenen Arbeiten soll ein dreiphasiges Niederspannungs-Leistungsteil konzipiert und realisiert werden, welches für den Einsatz in einer mobilen Anwendung am dort verfügbaren Bordnetz vorgesehen ist.Die niedrige Betriebsspannung ermöglicht den Einsatz von MOSFET-Bauelementen, siehe Bild. Diese können beispielsweise auf DCB oder IMS-Substraten isoliert aufgebaut und verschaltet werden. Im Vordergrund der Untersuchungen steht zunächst die elektrische und thermische Modellierung und Optimierung des Aufbaus, so dass für die Systemauslegung bedeutsame Effekte wie Streuinduktivitäten und Wärmespreizung bestimmt werden können.Neben theoretischen Betrachtungen und Messungen an Versuchsaufbauten ist der rechnergestützte Einsatz der FEM-Simulation ein wichtiger Teil der Arbeiten. Diese ermöglicht nicht nur eine Modellierung möglicher Designvarianten, sondern auch die Betrachtung weiterer Freiheitsgrade innerhalb der gleichen Berechnungsaufgabe. Damit lassen sich strukturmechanische Kontaktprobleme wie auch Einflüsse unterschiedlicher thermischer Verformung der Materialien einbeziehen.