Maximierung der Leistungsdichte von selbstgeführten hochfrequenten Energiewandlern auf Basis ultraschneller Wide-Bandgap Bauelemente

Um Kosten zu reduzieren und marktfähig bleiben zu können, geht auch in der Anwendung von selbstgeführten Energiewandlern der Trend hin zur Miniaturisierung. Vor allem kleinere Gehäuse und Kühlkörper sowie kleinere Drosseln und Filterelemente können den Materialeinsatz erheblich reduzieren und die Kosten senken. Dies führt dazu, dass bei gleichbleibender Performance die Leistungsdichte des gesamten Produktes maximiert werden muss. Durch den Einsatz von effektiveren Bauelementen kann dies erreicht werden. Zudem können beispielsweise durch höherer Taktfrequenzen Drosseln und Filterelemente kleiner dimensioniert werden. Die aktuelle Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) stösst bei der Lösung dieser Herausforderungen jedoch an ihre Grenzen, weswegen neue Ansätze erforderlich sind. Ein neuer Ansatz in der Leistungselektronik ist die Einbettung von Bauelementen in die Leiterplatte. Im Rahmen dieser Arbeit wurde diese Technologie mit neuen Siliziumcarbid Leistungshalbleiterschaltern untersucht und mit der konventionellen diskreten AVT verglichen. Zudem wurden die Einflüsse ultraschneller Schaltvorgänge sowie von parasitären Elementen auf die Peripherie untersucht.