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MA – Untersuchungen zur Leistungsdichte von PFC-Drosseln

Untersuchungen zur Leistungsdichte von PFC-Drosseln unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kernmaterialien und Schaltfrequenzen

Im Rahmen der Arbeit sind Untersuchungen zur Leistungsdichte von PFC-Drosseln unter Berücksichtigung verschiedener Kernmaterialien und Schaltfrequenzen durchzuführen. Als Zielanwendung soll die Spezifikation eines Off-Board Ladegeräts für Elektrofahrzeuge dienen.

Für verschiedene Materialklassen (Ferrite, Pulvermaterialien, amorphe Legierungen) sind jeweils „optimale“ Kernauslegungen bezüglich der Parameter Bauraum, Verluste und Schaltfrequenz zu ermitteln. Anschließend ist vor dem Hintergrund von Schaltfrequenz und Luftspaltdesign der jeweils geeignetste Wicklungsaufbau (Draht, Litze, Folie) auszuwählen. Dabei ist die Anwendung von Näherungsformeln für die Kern- und Wicklungsverluste zur Ermittlung des Design-Optimums zulässig. Im Zweifel sollte jedoch die Gültigkeit der Näherungsformeln für ausgewählte Auslegungspunkte mittels FEM-Simulationen verifiziert werden.

Ziel ist die Ermittlung des minimal erreichbaren Bauvolumens unter der Randbedingung, dass die entstehenden Verluste über das Eingießen der Drosseln in einen, an einen Luftkühler angekoppelten, metallischen Trog abgeführt werden können.

Die zwei (drei) vielversprechendsten Drosseldesigns sind prototypisch aufzubauen und umfassend zu charakterisieren.

Bearbeiter: Nikolai Weitz

Betreuer: Stefan Ditze (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761225; Email: Stefan.Ditze@iisb.fraunhofer.de;

Stefan Ehrlich (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761556; Email: Stefan.Ehrlich@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: EEI

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März