Entwicklung und Inbetriebnahme eines universell einsetzbaren 48V- Gleichspannungswandlers mit GaN-Leistungshalbleitern

  • type:Bachelorarbeit
  • time:6.11.2023
  • tutor:

    Philipp Swoboda

    Philip Kiehnle

  • person in charge:

    Philipp Prengel

  • Motivation
    Gleichspannungswandler haben ein großes Einsatzgebiet und werden beispielsweise als Ladegerät, als Netzteil oder MPPT-Tracker eingesetzt. Auch in spezielleren Anwendung, etwa der Bestromung von Peltierelementen oder zur Emulation von Lasten/Quellen, können sie eingesetzt werden.

    Mithilfe von modernen GaN-Leistungshalbleitern können Gleichspannungswandler besonders kompakt und effizient realisiert
    werden.


    Aufgabenstellung
    Ziel dieser Arbeit ist es, einen universellen Gleichspannungswandler mit 48V-GaN-Halbleitern aufzubauen.

    Zunächst soll hierfür eine geeignete Topologie ausgewählt werden, damit durch Verschaltung mehrerer Brückenzweigpaare die Spannung hochgesetzt, heruntergesetzt oder umgekehrt werden kann. Um die Ausgangleistung zu erhöhen, soll auch eine
    Parallelschaltung der Brückenzweigpaare möglich sein. Damit wäre ein breiter Anwendungsbereich abgedeckt.


    Im Anschluss geht es zur Entwicklung des Gleichspannungswandlers. Damit dieser weitgehend autark von anderen Geräten agieren kann, soll dieser über eine eigene Signalverarbeitung und Spannungsversorgung verfügen. Zur Kommunikation mit der Außenwelt sollen außerdem geeignete Kommunikationsschnittstellen vorgesehen werden, etwa CAN und RS485. Bei der Inbetriebnahme soll insbesondere das Schaltverhalten und die Effizienz untersucht werden.

    Zur Demonstration des
    Wandlers soll ein MPPT-Laderegler implementiert werden.