Switching performance and stress of bidirectional IGBT-devices in matrix converters

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wilfried Hofmann
• Subject Area: Electrical Energy Systems, Power Management, Power Electronics, Electrical Machines and Drives
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5330628

Das Funktionieren eines Matrixstromrichters ist in besonderem Maße abhängig vom Ablauf der Kommutierung zwischen den stromführenden Zweigen, da natürliche Freilaufpfade, wie vom Umrichter bekannt, fehlen. Der Kommutierungsablauf sollte so kurz und so verlustarm wie möglich erfolgen und den Einsatz zusätzlicher Bauelemente verzichtbar machen. Er wird jedoch bedingt durch die Funktionalität des eingesetzten Bidirektionalschalters. Der Übergang von diskreten Konfigurationen zu integrierten Ventilen können dahingehend mit Einschränkungen für die Steuerfreiheitsgrade verbunden sein. Im Vorhaben sollen bekannte und theoretisch konzipierte Bidirektionalschalter ausgehend von ihren Steuermöglichkeiten und dem zu erwartenden Bauelementeverhalten in Hinblick auf die Anwendbarkeit effektivster Kommutierungsmethoden in einer Modellphase untersucht werden. Im Vordergrund stehen dabei die auftretenden elektrischen und thermischen Beanspruchungen der Schalterkonfigurationen insbesondere integrierter Varianten. Die simulativ und experimentell an einer Modellphase ermittelten Ergebnisse sollen für einen dreiphasigen Matrixumrichter extrapoliert werden. Ein abschließender Vergleich mit herkömmlichen U-Zwischenkreisumrichtern soll über eine Zurückrechnung auf konzipierte Bauelementeparameter Anhaltspunkte für den Designer zukünftiger integrierter Bidirektionalschalter liefern.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1038: Halbleiterbauelemente hoher Leistung