BA – Flying-Cap Topologie als Boost-Converter für Brennstoffzellenapplikationen

Untersuchung der Flying-Cap Topologie als Boost-Converter für Brennstoffzellenapplikationen

Brennstoffzellen benötigen einen Hochsetzsteller (Boost-Converter), um die optimale Brennstoffzellenkennlinie unabhängig von der Last einstellen zu können. Die Multilevel Flying-Cap Topologie erlaubt den Einsatz von Halbleitern mit geringerer Spannungsfestigkeit und damit i.a. besseren elektrischen Eigenschaften. Zudem ändern sich die Anforderungen an die benötigte Speicherinduktivität. Nachteilig sind die größere Anzahl an Bauelementen im Last- und Schaltpfad.

In dieser Arbeit sollen die Flying-Cap Topologie sowie deren mögliche Varianten und Betriebsarten erfasst, beschrieben und analysiert werden. Dazu sind Parameter wie Betriebsgrenzen, Baugröße, Verluste, Kosten und Gewicht mit dem traditionellen Hochsetzsteller zu vergleichen. Kritische Punkte und Herausforderungen für einen sicheren Betrieb sowie die Beherrschung transienter Betriebszustände sind herauszuarbeiten und geeignete Lösungskonzepte zu entwickeln. Wesentliche Aussagen sollten durch Simulationen (z. B. in SPICE) bestätigt werden, ggf. auch experimentell durch einen Schaltungsaufbau.

Bearbeiter: Maximilian Spitz

Betreuer: Stefan Matlok (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761176; Email: Stefan.Matlok@iisb.fraunhofer.de;

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März