MA – Untersuchung von Treiberschaltungen für SiC-Leistungshalbleiter

Untersuchung von Treiberschaltungen für SiC-Leistungshalbleiter

Bei konventionellen Treiberschaltungen muss durch die Wahl der Gate-Widerstände ein Kompromiss zwischen Schaltverlusten, Abschaltüberspannungen und Oszillationen gefunden werden. Hinzu kommen beim Einsatz von schnellschaltenden Leistungshalbleitern in Antriebsanwendungen systembedingte Vorgaben, wie beispielsweise eine maximal zulässige Spannungssteilheit an der Motorwicklung zur Limitierung von Isolationsalterung durch Teilentladung.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen alternative bzw. erweiterte Treiberschaltungen, die bei einer vorgegebenen maximalen Spannungssteilheit an einer Lastinduktivität eine Minimierung der Schaltverluste und der Abschaltüberspannung erlauben, entwickelt und zunächst simulativ untersucht werden. Dazu sind die einzelnen Phasen des Schaltvorgangs detailliert zu analysieren und schaltungstechnische Möglichkeiten zur gezielten Beeinflussung der Gate-Spannung zu entwickeln. Ausgewählte Schaltungslösungen sind unter Verwendung eines Spice-Modells eines konkreten SiC-MOSFET umfassend zu charakterisieren (Schaltverluste, Abschaltüberspannungen, Spannungssteilheiten, etc.) und mit einer konventionellen Treiberschaltung zu vergleichen. Besonderes Augenmerk ist auf die Robustheit der entwickelten Lösungen gegenüber Arbeitspunktänderungen des SiC-MOSFET (Laststrom, Temperatur) zu legen.

Optional ist eine schaltungstechnische Realisierung und Charakterisierung der entworfenen Treiberlösung.

Bearbeiterin: Mohadeseh Jahani

Betreuer: Christian Bentheimer (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761634; Email: Christian.Bentheimer@iisb.fraunhofer.de;
Florian Hilpert (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761122; Email: Florian.Hilpert@iisb.fraunhofer.de;
Dr. Hans-Joachim Mörsdorf (Bertrandt Technologie GmbH)

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März