Untersuchung zu modularen Hochspannungsschaltern in Sonderanwendungen der Leistungselektronik

Publication date
2024-05-17
Document type
Dissertation
Author
Kemper, Johannes
Advisor
Referee
Granting institution
Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg
Exam date
2023-12-20
Organisational unit
DDC Class
620 Ingenieurwissenschaften
Keyword
Hochspannungsschalter
Reihenschaltung IGBTs
Treiberschaltung
Lebensdaueruntersuchung
Resonante Schaltung
High voltage switch
Series connection of IGBTs
Gate driver design
Lifetime analysis
Resonant topology
Abstract
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Aufgabe, einen Hochspannungsschalter zu entwickeln. Zu den Herausforderungen der Aufgabenstellung gehörten das wiederholte, schnelle Schalten einer unterschiedlich hohen Spannung mit der Möglichkeit eines kontrollierten bidirektionalen Stromflusses. Der realisierte Schalter erweitert den Stand der Technik dahingehend, dass er einen Leistungshalbleiter im linearen Bereich ansteuert, um die Spannungssymmetrie in einer Reihenschaltung zu ermöglichen. Das Gesamtsystem aus Schalter und Ansteuerung kann hinsichtlich der Spannungsfestigkeit zu jedem Zeitpunkt skalierbar werden. Die Treiberschaltungen beziehen ihre Energie aus dem Lastkreis parasitär und besitzen eine Stromaufnahme von weniger als 1mA im statischen Zustand. Für die Ansteuerung wird eine analoge Schaltung verwendet, die durch den Einsatz von diskreten Standardkomponenten eine hohe Verfügbarkeit der Bauteile sicherstellt.
Version
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