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MA – Untersuchungen zu halbleiterbasierten Gleichspannungsschaltern

Untersuchungen zu halbleiterbasierten Gleichspannungsschaltern

Halbleiterbasierte Gleichspannungsschalter bieten gegenüber mechanischen Kontakten den Vorteil eines lichtbogenfreien Schaltvorgangs, besitzen jedoch erhebliche Einschränkungen beim Schalten in kapazitiven und induktiven Stromkreisen.
Im Rahmen der Arbeit sollen zunächst die Grenzen von analog und getaktet arbeitenden Schalterkonzepten auf der Basis von analytischen Berechnungen und Spice-Simulationen untersucht werden. Mit einzubeziehen sind dabei alle Arten von Fehlerfällen (wie z.B. Kurzschluß 1. und 2. Art).
Für die Untersuchung analoger Lösungen sind elektrische und thermische Simulation zu koppeln. Für ein getaktet arbeitendes Schalterkonzept ist eine konkrete Schaltungslösung zu erarbeiten, diese muß auch die Beherrschung der Fehlerfälle erlauben. Die Schaltungslösung ist eingehend simulativ zu untersuchen – unter Berücksichtigung der parasitären Elemente der Netzumgebung. Darauf basierend sind Optimierungsansätze zu erarbeiten. Zieldaten für den Schalter sind ein Nennstrom im Bereich von 10 A und die Eignung für einen Betrieb in einem 400 V DC-Netz.
Die experimentelle Verifikation der Schaltung im Rahmen dieser Arbeit ist ausdrücklich optional. Im Vordergrund muß ein fundiertes Schaltungskonzept und dessen simulative Absicherung stehen.

Bearbeiter: Sven Urban

Betreuer: Melanie Lavery; Yunchao Han;

Prof. Dr.-Ing. Martin März

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März