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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