Modulentwicklung

Entwicklung von Aufbautechniken und innovativen Modullösungen für den Einsatz in kryogener Umgebung

Herausforderungen

  • Die Kühlung auf kryogene Temperaturen (d.h. unter 120 K) stellt eine extreme thermo-mechanische Beanspruchung für die Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik dar.
  • Ein verändertes Materialverhalten bei tiefen Temperaturen erfordert die Neubetrachtung bekannter Packaging-Ansätze.
  • Der Einsatz von Wide-Bandgap Halbleitern (GaN-HEMT) erhöht die Anforderungen an ein störfestes Design.
  • Die Zielanwendung Luftfahrt verschärft die Komplexität: Kryogene Temperaturen, niedrige Luftdrücke, kosmische Strahlung und die Forderung nach Spitzenleistungen bei niedrigem Gewicht spannen ein interessantes und forderndes Forschungsfeld auf. Hierbei sind insbesondere robuste Isolationskonzepte von großer Bedeutung.
  • Im Bereich der Kühlung liegt aktuell ein vollständig unerforschtes Gebiet vor, in dem bedingt durch die speziellen Eigenschaften kryogener Kühlmedien innovative Lösungsansätze nötig sind.

Forschungsaufgaben

  • Entwicklung eines skalierbaren kryogenen Leistungsmoduls mit GaN-HEMT Schaltern für die Zielanwendungen Luftfahrt und Energietechnik unter besonderer Berücksichtigung von Zuverlässigkeitsaspekten
  • Untersuchung und Optimierung von sicheren und effizienten Kühlkonzepten für kryogene Leistungselektronik
  • Aufbau von Testinfrastruktur (Zyklentest, Zth-/ und Kühlkörpermessplätze)

Projektbeiträge

Veröffentlichungen

Research Gate