Zur Optimierung der Leistungsdichte und Effizienz unterschiedlicher leistungselektronischer Wandler, die in Antriebssträngen von Elektrofahrzeugen Verwendung finden, werden unterschiedliche technische, strukturelle und methodische Ansätze entwickelt, theoretisch analysiert und im Rahmen von prototypischen Aufbauten praktisch erprobt. Zu den verfolgten Ansätzen gehören der Einsatz von Siliziumkarbidleistungshalbleitern, eine besonders kompakte Anordnung zur Laststrommessung, Schaltungstopologien mit versetzt schaltenden Halbleitern (Interleaving) sowie intelligente Treiberstufenkonzepte. Weiterhin werden Vorschläge für Struktur und Spannungslage zukünftiger Bordnetze, hochintegrierte Hochvolt-Systeme, eine flexible Verlustleistungsberechnungsmethode sowie Optimierungsansätze für die Vermessung schnell schaltender Leistungshalbleiter dargelegt. Erprobt werden alle Ansätze in einem bidirektionalen Gleichstromsteller (100 kW), einem kompakten Onboard-Ladegerät (22 kW) und einem leistungsfähigen Antriebswechselrichter (250 kW).
Aktualisiert: 2023-01-01
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Diese Dissertation mit dem Thema "Digitale Regelung von Schaltwandlern --- Ein rekonstruktives Verfahren zur sensorlosen Stromregelung" entstand im Rahmen meiner Arbeit am Lehrstuhl Mikroelektronik der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus. Mit der zunehmenden Verbreitung von akkubetriebenen mobilen Geräten und der steigenden Anzahl der von ihnen bereitgestellten Funktionen nimmt auch die Zahl der Schaltwandler stark zu. Diese werden benötigt, um die Akkumulatorspannung in die von den ICs benötigten Spannungen umzuwandeln. Die Regelung findet heute noch meist analog statt, obwohl die digitale Regelung viele Vorteile bietet. Die Arbeit stellt daher ein Systemkonzept für eine digitale Stromregelung eines Buck-Wandlers vor. Das Konzept benötigt nur die im System sowieso schon vorhandenen Signale und rekonstruiert daraus den Spulenstrom. Es handelt sich somit um eine sensorlose Stromregelung. Das Systemkonzept wurde mit Hilfe von Scicos Simulationen und einem FPGA Prototyp verifiziert.
Aktualisiert: 2022-12-21
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