Elektrotechnisches Institut (ETI)

Mikrocontroller basierte wirkungsgradoptimale Regelung eines DC/DC-Wandlers

  • Motivation

    Am Elektrotechnischen Institut (ETI) werden verschiedene Topologien für den elektrischen Antriebsstrang von E-Fahrzeugen untersucht. Ein wesentlicher Unterschied bei der Konzeption der Leistungselektronik liegt im Einsatz eines DC/DC-Wandlers zur Stabilisierung bzw. variablen Anpassung der Zwischenkreisspannung UZK des Inverters.
    Der (Serien-)Einsatz eines DC/DC-Wandlers im Kfz-Bereich stellt an die Komponenten der Leistungselektronik jedoch besonders hohe Anforderungen an Wirkungsgrad, Kosten und Masse. Um diese Kriterien zu berücksichtigen soll der Wandler mehrphasig ausgelegt werden.
    Da sich der Wandler zu einem Großteil des Betriebs im Teillastbereich befindet, kann durch selektive Phasenabschaltung eine Wirkungsgradsteigerung erzielt werden. Hierfür ist es notwendig, im Vorfeld Wirkungsgradkennfelder zu ermitteln und zu bestimmen, welche maximalen Stromtragfähigkeiten für die einzelnen Phasen gelten.

    Aufgabenstellung

    • Einarbeitung in die Regelung von Schaltnetzteilen
    • Aufstellen von Wirkungsgradkennfeldern
    • Implementierung einer Average-Current-Regelung
    • Berücksichtigung der Phasenabschaltung in der Regelungssoftware
    • Inbetriebnahme