Charakterisierungsmessplatz für Komponenten der Leistungselektronik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
[1] Lebensdauerprognostik von Leistungshalbleitern: Erforscht werden in diesem Projekt Methoden für Virtuelle Sensorik für Leistungshalbleiter. Entwickelt wird eine virtuelle Sensorik auf Basis einer Modellierung des elektrischen und thermischen Verhaltens des Leistungshalbleiters für einen Pulswechselrichter. Die virtuelle Sensorik hat folgende Zielanwendungen: Überwachung der Sperrschichttemperatur auf Grenzwertüberschreitung; Nachbildung der Sperrschichttemperatur sowie Bodenplattentemperatur zur online-Berechnung des Lebensdauerverbrauchs; Nachbildung der Halbleiter und Sensortemperaturen zur Überwachung des Kühlsystems insbesondere auf Ausfall und Verschmutzung. Des Weiteren werden Methoden zur Messung der Sperrschichttemperatur an Leistungshalbleitern untersucht und in einem Spannungszwischenkreisumrichter realisiert. [2] Die Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an extrem schnell schaltenden IGBTs in sehr niederinduktiv aufgebauten Inverter Systemen: Untersucht werden in diesem Projekt das Schaltverhalten von IGBTs der sechsten Generation, sowie Möglichkeiten für ein Optimales Modulgehäuse, das strengen Anforderungen an geringer Streuinduktivität, Temperaturwechselfestigkeit, sowie Temperaturstabilität und Temperaturverhalten unter extremen Bedingungen Best möglichst erfüllt. [3] Untersuchungen zu SiC Leistungs-MOSFETs: Erforscht wird in diesem Projekt in wie weit SiC Leistungs-MOSFETs in Hilfsbetriebeumrichtern für Traktionsanwendung als Ersatz für Silizium basierte Halbleiterbauelemente einsetzbar sind und in weit diese den IGBTs ablösen können. Abgeleitet davon wird untersucht welche sekundäre Anforderung an solch das Gesamtsystem eines galvanisch getrennten DC-DC-Wandler sich dadurch ableiten lassen in Bezug auf: Erhöhung der Leistungsfähigkeit (Stromdichte); Gewichtsersparnis, durch höhere Schaltfrequenzen. [4] Untersuchungen Ausfallmechanismen neuartiger IGBT-Module: In diesem Projekt wird die ideale Ausfallcharakteristik von Press-Pack-IGBTs die Funktionale Sicherheit von Leistungselektronischen DC-DC-Wandler erhöht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "An IGBT Driver Concept with Integrated Real-Time Junction Temperature Measurement“ In Proceedings of the PCIM Europe, 2014
Marco Denk, Mark-M. Bakran
- “Requirements to change from IGBT to Full SiC modules in an onboard railway power supply” In Proceedings of the EPE, 2015
Andreas März, Roman Horff, Mark-M. Bakran, Martin Helsper
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/EPE.2015.7309088) - „Analysis of Reverse- Recovery Behaviour of SiC MOSFET Body-Diode - regarding Dead-Time” In Proceedings of the PCIM Europe, 2015
Roman Horff, Andreas März, Mark-M. Bakran
- „Comparison of UCE- and RGi-based Junction Temperature Measurement of Multichip IGBT Power Modules“ In Proceedings of the EPE, 2015
Marco Denk, Mark-M. Bakran
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/EPE.2015.7309067) - „Constraints replacing IGBTs with SiC MOSEFTs in an onboard railway power supply” In Proceedings of the PCIM Europe, 2015
Andreas März, Roman Horff, Mark-M. Bakran, Martin Helsper, Niklas Rüger
- „First Fault-Resilient High-Power 5-Level Flying Capacitor DC-DC Converter with Ideal Short-On Failure IGBT“ In Proceedings of the PCIM Europe, 2015
Michael Gleißner, Mark-M. Bakran
- „Junction Temperature Measurement during Inverter Operation using a TJ-IGBT-Driver“ In Proceedings of the PCIM Europe, 2015
Marco Denk, Mark-M. Bakran
- „Optimised switching of a SiC MOSFET in a VSI using the body diode and additional Schottky barrier diode” In Proceedings of the EPE, 2015
Roman Horff, Andreas März, Martin Lechler, Mark-M. Bakran
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/EPE.2015.7309102) - „The effect of different stray inductances on the performance of various types of IGBTs - Is less always better?" In Proceedings of the EPE, 2015
S. Hain; Mark.-M. Bakran; C. Jäger; F.-J. Niedernostheide; D. Heer; D. Domes
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/EPE.2015.7309166)
