MA – Entwicklung einer kompakten galvanisch isolierten Treiberspannungsversorgung

Die Spannungsversorgung der Gate-Ansteuerungsschaltungen in leistungselektronischen Wandlern stellt ganz besondere Herausforderungen. So muss aufgrund der sehr hohen Spannungssteilheiten moderner Leistungshalbleiter auf geringste parasitäre Koppelkapazitäten zwischen der Primär- und den Sekundärseiten geachtet  werden. Immer größere Chipflächen und Schaltfrequenzen erfordern zudem Treiberleistungen im Bereich von mindestens 10 Watt für große Leistungsmodule

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll eine entsprechende Treiberspannungsversorgung für eine Halbbrücke, d.h. mit zwei gegeneinander isolierten Ausgangsspannungen entwickelt werden. Die Arbeit umfasst die Untersuchung verschiedener Wandlertopologien, die Simulation und Auslegung der Schaltung, die Erstellung des Schaltplans und Platinenlayouts mittels Altium Designer, den Aufbau der Schaltung sowie die Inbetriebnahme und elektrische Charakterisierung. Besondere Aufmerksamkeit ist der Auswahl der Wandlertopologie zu widmen, da geringe Koppelkapazitäten, hoher Koppelfaktor des Trafos und weitgehend lastunabhängige Sekundärspannungen sich in vielen Fällen widersprechende Anforderungen darstellen. Zudem soll die zu entwickelnde Treiberspannungsversorgung möglichst kompakt und ausfallsicher sein, was eine geringe Komponentenanzahl erfordert.

Für diese Masterarbeit wären erste Erfahrungen im Umgang mit Simulationswerkzeugen wie LTSpice, praktische Erfahrungen in der Leistungselektronik sowie mit dem Auslegen von elektronischen Schaltungen und dem Erstellen von Platinenlayouts sehr hilfreich. Selbständigkeit, Eigenverantwortung, Motivation und eine
strukturierte Arbeitsweise werden vorausgesetzt.

Betreuer: Nico Schmied

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik

Frühest möglicher Beginn: sofort

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März