2016-04-01  –  2019-03-31

755.608,34 EUR

Universität Rostock - Fakultät für Informatik und Elektrotechnik - Institut für Elektrische Energietechnik, Rostock, Mecklenburg-Vorpommern

0324023B

Netze [EB1820]

01168169/1  –  HGU-Projekt - Leistungselektronik mit höherer Energieeffizienz, Leistungsdichte und Zuverlässigkeit

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI6)

Energie

Das Teilvorhaben der Universität Rostock umfasst schwerpunktmäßig zwei Aspekte: Die Ansteuerung rückwärts leifähiger IGBT (RC-IGBT) und die Erforschung von Innovationspfaden für den RC-IGBT der Zukunft. Im Vergleich zu konventionellen IGBT ist die Ansteuerung von RC-IGBT erheblich anspruchsvoller. Weil die Konzentration des Elektronen-Loch-Plasmas des im Dioden-Modus betriebenen RC-IGBT stark von der angelegten Gate-Emitter-Spannung abhängig ist, muss das Gate im IGBT-Modus eingeschaltet, im Dioden-Modus ausgeschaltet werden. Im Zuge dieses Teilvorhabens ist zu erforschen, wie der Dioden- vom IGBT-Modus mit geringem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit unter Berücksichtigung von Wandlertoleranzen und Signallaufzeiten unterschieden werden kann. Zu erforschen ist auch die Dynamik des Elektronen-Loch-Plasmas bei Stromnulldurchgängen und die sich daraus ergebene Anforderungen an die Dynamik der Betriebs-Modi-Erkennung. Dabei müssen sowohl betriebsmäßige Vorgänge als auch Fehlerzustände mit einbezogen werden. Die Steuerung der Plasmakonzentration über das Gate bietet das Potential, den RC-IGBT in Abhängigkeit vom Betriebsmodus des Umrichters und vom Einbauplatz des RC-IGBT innerhalb des MMC-Submoduls in einem Zustand geringer Durchlassspannung aber höherer Ausschalt- bzw. Reverse-Recovery-Verlustenergie oder in einem solchen mit höherer Durchlassspannung aber niedriger Ausschalt- bzw. Reverse-Recovery-Energie zu betreiben. Erforscht werden sollen Konzepte, die diese Steuerbarkeit im Diodenmodus verbessern und die vor allem auch eine Steuerbarkeit im IGBT Modus ermöglichen.