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Entwicklung und Aufbau einer Messeinrichtung zur Bestimmung und Auswertung der Sperrschichttemperatur von Leistungshalbleitern

Entwicklung und Aufbau einer Messeinrichtung zur Bestimmung und Auswertung der Sperrschichttemperatur von Leistungshalbleitern
Typ:Masterarbeit
Datum:22.05.2017
Betreuer:

M.Sc. Fabian Stamer

Bearbeiter:

Juliane Reich

Motivation

Der Einsatz von Leistungselektronik in Umrichtern für erneuerbare Energien oder in der Elektromobilität stellt neue Herausforderungen an die Halbleiter. Die Lastprofile der Umrichter schwanken stark, was zu erhöhten Thermischen Schwankungen der Halbleiter führt. Aufgrund dieser Schwankungen können die Halbleitermodule und im speziellen die Aufbau und Verbindungstechnik der Module stark altern bis hin zum Versagen. Die Messung der Sperrschichttemperatur und die Bewertung der Messwerte kann es ermöglichen, Ausfälle vorherzusagen oder für die Halbleitermodule schädliche Betriebspunkte durch eine spezielle Ansteuerung zu umgehen.

 

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Schaltung entwickelt und aufgebaut werden, mit Hilfe derer die Sperrschichttemperatur von IGBTs bestimmt werden kann. Die ermittelte Sperrschichttemperatur soll auf einem FPGA im laufenden Betrieb ausgewertet werden. Dabei sollen die Temperaturwerte bewertet und gespeichert werden, um eine Aussage über die thermische Belastung des Halbleiters und damit über dessen Lebenszeit treffen zu können.