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Leistungselektronik

Schaltungen, Halbleiter, Passive, Regelung und wechselseitige Einflüsse

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Leistungselektronik

Im Seminar Leistungselektronik erhalten Sie einen ausführlichen Überblick über die diversen Bauelemente (Diode, IGBT, MOSFET, Spule, Kondensator, Widerstand) der Leistungselektronik (Leistungshalbleiter) sowie die entsprechenden Messmittel. Praktische Anwendungsfälle (Automotive, Industrie u. a.) werden behandelt.

Hier die Themen:
Bauelemente und ihre Eigenschaften, Messmittel im Umfeld von Leistungselektronik, Grundstrukturen der Leistungselektronik, Schaltungstopologie und Funktionsweise von Traktionsstromrichtern, Steuerungs- und Regelungsverfahren, Aspekte elektromagnetischer Verträglichkeit.
  

Zum Thema

Leistungselektronik ist in einem großen Leistungsbereich von einigen Watt in Schaltnetzteilen, über Applikationen in der Automatisierungstechnik, im Bereich Solar, Wind und Elektromobilität (Elektrofahrzeug) bis hin zu Netzanwendungen im kleinen MW Bereich eine Schlüsseltechnologie. Steuerungsseitig ermöglicht sie als Stellglied im Regelkreis eine gezielte und gleichzeitig energieeffiziente Energiekonversion. Fortschritte bei Materialien und Bauelementen führen zu besseren Konvertern mit neuen Herausforderungen.

 

Programm

Seminar Tag 1, 10:00 - 17:30 Uhr

  • Tiefsetzsteller als grundlegende Schaltung, Pulsweitenmodulation (PWM), linearisiertes Schaltungsverhalten
  • Nicht isolierende klassische Wandler: Hochsetzsteller, bidirektionale Gleichspannungssteller, DC-AC-Wandler (H-Brücke und 3~)
  • Steuerung/Regelung: Modulationsmuster für H-Brücken, Raumzeigermodulation: Woher kommen die 15% Spannungsgewinn? Regelung eines DC-AC Wandlers, aktive Dämpfung eines LCL-Filters

 

Seminar Tag 2, 09:00 - 16:30 Uhr

  • Bauelemente: Reverse Recovery Effekt (auch in Body-Dioden moderner Si- und SiC MOSFETs), Superjunction MOSFETs, Synchrongleichrichtung, Wide-Bandgap Devices (Siliziumkarbid - SiC & Galliumnitrid-GaN), Magnetische Bauelemente
  • Parasitäre Effekte (Beispiel Sperrwandler / Flyback Converter) und elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
  • Galvanisch getrennte DC-DC Wandler und Prinzip des weichen Schaltens (Resonanzwandler, u. a. LLC, induktives Laden, ... )

 

Zielsetzung

Basierend auf den Grundlagen der Leistungselektronik werden im Seminar sukzessive aktuelle Fragestellungen mit Lösungen erarbeitet. Den Teilnehmern wird mit modernen Konvertern zum einen die interne Funktionsweise der Leistungselektronik (Leistungshalbleiter) als auch die Funktion der Elektronik als Komponente im System dargelegt. Aktuelle Entwicklungen (z.B. bei Traktionsstromrichtern) werden eingeordnet und erläutert.

 

Teilnehmerkreis

Ingenieure und Techniker, die ausgehend von den Grundlagen der Leistungselektronik die aktuellen Fragestellungen samt Lösungsansätzen detailliert verstehen wollen. Bezüglich der Beispiele stehen Anwendungen aus dem Bereichen Automotive (Elektrofahrzeuge, Bordnetz, Traktionsumrichter) und Erneuerbare im Fokus.

 

Weiterführende Links zu "Leistungselektronik"

Referenten

Prof. Dr.-Ing. Christian Dick

Leistungselektronik und Elektrische Antriebe, Institut für Automatisierungstechnik, Technische Hochschule Köln

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