MA – Untersuchung eines Resonanzwandlers in seinem lastunabhängigen Betriebspunkt

Untersuchung eines Resonanzwandlers in seinem lastunabhängigen Betriebspunkt

Gegenstand dieser Masterarbeit ist die Untersuchung eines symmetrisch kompensierten CLLC-Serien-resonanzwandlers bezüglich seines Betriebsverhaltens im lastunabhängigen Arbeitspunkt. Die Untersuchungen sollen exemplarisch an einem Wandler mit folgenden Eckdaten durchgeführt werden: Eingangs- und Ausgangsspannung 400 Volt, Schaltfrequenz etwa 200 kHz, Leistung rund 1 kW, primär- und sekundärseitig Vollbrücken.

Im ersten Schritt ist der Wandler zu modellieren (analytisch und in einem Schaltungssimulator). Darauf aufbauend sind die Resonanzkreiskomponenten auszulegen, wobei die Auslegung anhand nachvollziehbarer Kriterien zu begründen ist. Bei der Hardware-Umsetzung kann und sollte soweit möglich auf existierende Systemkomponenten zurückgegriffen werden. Im Fall eines eigenen Leiterplattenlayouts ist dieses so niederinduktiv wie möglich zu gestalten, zudem sind aufgrund der angestrebten Schaltgeschwindigkeiten SiC-Leistungshalbleiter in einem für die Anwendung geeigneten Gehäuse zu verwenden.

Im Fokus der theoretischen, simulativen und experimentellen Untersuchungen soll das dynamische Verhalten des Wandlers im lastunabhängigen Betriebspunkt stehen. Insbesondere interessiert die Frage, inwieweit bei Lastsprüngen (inkl. Kurzschluss, Volllastabwurf und Start des Wandlers) die ZVS-Bedingung an den Schaltern verletzt wird und ob es transient sogar zur Abkommutierung von Dioden kommen kann. Falls letzteres gegeben ist, sind geeignete Gegenmaßnahmen zu untersuchen und deren Vor- und Nachteile zu diskutieren.

Bearbeiter: Manuel Laugner

Betreuer: Dipl.-Ing. Thomas Eberle, Akademischer Rat

Für Studienfächer: EEI

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März