Elektrotechnisches Institut (ETI)

Entwicklung, Realisierung und Erprobung einer optimierten Gate-Treiber-Schaltung für SiC- und Si-Halbleiter durch resonante Verfahren

  • Im Rahmen der Entwicklung eines Traktionsumrichters werden Wide Band Gap Halbleitermaterialien
    verwendet. Als Kernteil sind die Leistungshalbleiter und deren Verhalten ein wichtiger Punkt für die
    Performanceeigenschaften des Umrichters.
    Zusammen mit den Leitverlusten bilden die Schaltverluste der Halbleiter die Gesamtverluste, ein
    wichtiges Merkmal des Wirkungsgrades. Um das Ziel eines maximalen Wirkungsgrads zu erreichen
    sind deswegen minimale Gesamtverluste gewünscht.
    Wide Band Gap Halbleiter, in diesem Fall Silizium Karbid (SiC), bringen wesentliche Vorteile gegenüber
    Silizium wie zum Beispiel höhere Schaltgeschwindigkeit. Dadurch lassen sich mit Hilfe von SiC
    Halbleitern höhere Wirkungsgrade realisieren, bzw. höhere Schaltfrequenzen implementieren.
    Die Ansteuerung der Halbleiter spielt für die Schaltverluste eine wichtige Rolle, deswegen sind optimierte
    Ansteuerverfahren wie z.B. resonante Verfahren wichtig.
    Zusätzlich kann durch resonante Verfahren an der Ansteuerenergie gespart werden, was ein wichtiger
    Vorteil für das Thema Miniaturisierung der Gatetreiber-Schaltung darstellt. Dadurch lassen sich
    z.B. die Versorgungskonzepte besser und effektiver realisieren, ohne die Nutzung großer und teurer
    Bauelemente wie Trafos.
    Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung, Auslegung, Realisierung und Erprobung einer optimierten
    Gatetreiber-Schaltung zur Verbesserung der Schalteigenschaften der SiC Halbleiter durch resonante
    Verfahren.