Simulation von Schaltvorgängen in Leistungshalbleitern mittels Analog Behavioral Modeling in PSpice

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Integration von Leistungselektronik in die elektrische Maschine“ sollen am Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE) des KIT in Zusammenarbeit mit der Firma Schaeffler neuartige kompakte leistungselektronische Module für AutomotiveAnwendungen entwickelt.

Motivation:
In einem elektrischen Antriebssystem werden Leistungsmodule eingesetzt, um den Energiefluss von der Batterie zu den Motorwicklungen zu regeln. Im Leistungsmodul befinden sich Leistungshalbleiter, die sich im Betrieb aufgrund der Schalt- und Durchlassverluste erwärmen. Diese thermischen Verluste müssen nach außen abgeführt werden, um einen optimalen Betrieb und eine hohe Zuverlässigkeit des Leistungsmoduls zu gewährleisten. Für die thermische Auslegung des Moduls müssen jedoch die Schalt- und Durchlassverluste der Leistungshalbleiter bestimmt werden. Analog Behavioral Modeling (AMB) ist ein möglicher Ansatz um die Schaltvorgänge und Schaltverluste im Leistungshalbleiter simulativ zu berechnen und abzubilden.

Arbeitsinhalte:
Ziele der Arbeit sind die Schaltvorgänge sowie die Schalt- und Durchlassverluste im Si- und SiC-Leistungshalbleiter mittels einer AMB Simulation in PSpice zu bestimmen.
-Erarbeitung des Standes der Technik zum Thema ABM-Simulation von Leistungshalbleitern
-Bestimmung der Ersatzschaltbilder zur Beschreibung der Halbleiterstrukturen von IGBTs, SiC-MOSFETs sowie Dioden
-Implementierung der AMB Modelle in PSpice zur Ermittlung der Ausgangskennlinien, Schaltvorgänge und Schaltverluste der jeweiligen Leistungshalbleiter
-Vermessung der zuvor simulierten Leistungshalbleiter am Doppelpuls-Messstand
-Vergleich der Simulationsergebnisse mit den Messergebnissen

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Abschlussart

Masterarbeit

Ansprechpartner/in

Name: Herr Michael Grupp

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

Sie sind Student(in) der Elektrotechnik oder Physik. Grundkenntnisse im Bereich Leistungshalbleiter sind von Vorteil.

Zusatzinformationen

Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)

Ansprechpartner/in für fachliche Fragen:
Fachliche Auskünfte erteilt Ihnen gerne Bao Ngoc An, IPE, E-Mail: bao.an@kit.edu, Tel.:+49 (721) 608-29166 und Prof. Dr. Marc Weber;, IPE, E-Mail: marc.weber@kit.edu, Tel.: +49 (721) 608-25612

Bewerbung:
Bitte senden Sie Ihre Bewerbung online unter Angabe der Stellenausschreibungsnummer IPE 08-16 an Frau Berger, Berufliche Ausbildung, Telefon 0721 608-25184.

Bei entsprechender Eignung werden schwerbehinderte Bewerber/innen bevorzugt berücksichtigt.

Karlsruher Institut für Technologie 18.08.2016