MA – Realisierung eines Mode-Selectors für n-Port Vollbrückenwandler

Für einen n-Port Vollbrückenwandler soll eine Ansteuerung auf einem FPGA realisiert werden. Die Betriebsführung eines isolierten modularen Energy-Routers erfordert vorallem bei weiten Spannungsbereichen den Einsatz verschiedener Modulationsverfahren, weil beispielsweise große Spannungsbereiche hohe RMS- und Spitzenstromwerte verursachen, was zu Lasten der Übertragungsleistung führt. Dem Optimierungsproblem zwischen Halbleiterbelastung, zirkulierendem Spulenstrom und weitem Eingangsspannungsbereich wird mit der Realisierung eines Mode-Selectors begegnet. Dazu soll die Ansteuerung der Pulsmuster mittels FPGA erfolgen. Die Umschaltlogik und die Erfassung der Messgrößen kann mittels µC realisiert werden – entweder als SoC oder durch eine vorhandene Hardwarelösung.

Ziel der Arbeit ist die Weiterentwicklung eines bestehenden VHDL-Codes zur Ansteuerung einer Dual-Active-Bridge, hin zu einer Multiport-Ansteuereinheit, die in der Lage ist, verschiedene Modulationsarten für ein vier-Port-System (16 Steuersignale) zu erzeugen und zu gegebenen Umschaltbedingungen Modulationsarten mittels Hysterese zu überführen. Der Mode-Selector betrifft sowohl festfrequente als auch variabelfrequente Modulationsverfahren. Insbesondere ist Augenmerk auf die Auswirkungen des Übergangs von Steuergrößen zu legen.

Bearbeiter: Feifan Chen

Betreuer:  Thomas Eberle

Abgabe: 15.05.2024

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März