MA – Optimierung des Schaltverhaltens von IGBTs
Optimierung des Schaltverhaltens von IGBTs durch geregelte Ansteuerung
Eine Herausforderung für IGBT-Treiberschaltungen ist es, den IGBT mit definierter Strom- und Spannungssteilheit zu schalten, unabhängig von Laststrom, Betriebsspannung und Sperrschichttemperatur. Außerdem müssen Strom und Spannung begrenzt werden, sodass sich der IGBT stets in seinem sicheren Betriebsbereich befindet.
Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Konzipierung, Entwicklung und Inbetriebnahme einer Treiberschaltung mit du/dt- und/oder di/dt-Regelung. Die Regelung soll dazu dienen, den IGBT in allen Betriebspunkten mit einer definierten Strom- und Spannungssteilheit schalten zu können. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Optimierung des Schaltverhaltens. So sollen insbesondere die Schaltverluste reduziert werden, unter Beachtung der EMV-relevanten Anforderungen. Außerdem muss ein sicherer Betrieb des IGBTs unter allen Bedingungen gewährleistet sein. Um die Anforderungen an die Treiberschaltung zu definieren, erfolgt eine Eingrenzung auf 650V-IGBTs, die im Automotive-Bereich eingesetzt werden.
Im Rahmen einer Literaturrecherche sind zunächst verschiedene Konzepte zur du/dt- und di/dt-Regelung zusammenzustellen und bezüglich ihrer Vor- und Nachteile sowie ihrer Umsetzbarkeit zu bewerten. Das ausgewählte Konzept ist zu simulieren (incl. Stabilitätsbetrachtung des Regelkreises), in einen Prototypen umzusetzen und abschließend experimentell zu verifizieren.
Bearbeiter: Oliver Krone
Betreuer: Dr.-Ing. Maximilian Hofmann (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761385; Email: Maximilian.Hofmann@iisb.fraunhofer.de
Für Studienfächer: Mechatronik
Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März