Optimierung von Treiberstufen für weichschaltende Hochleistungsumrichter zur transformatorlosen Ankopplung an Mittelspannungsnetze

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rik W. De Doncker
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5316042

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, Treiberstufen für Hochleistungsbauelemente zu entwickeln, die den Anforderungen bei einem transformatorlosen Betrieb weichschaltenden Umrichtern an Mittelspannungsnetzen genügen. Dabei müssen die Umrichter und damit auch die Treiberstufen Blitzstoßspannungen standhalten, die ein Vielfaches der Betriebsspannungen des Umrichters betragen, z.B. 75 kV bei einem 10 kV Netz. Aufgrund der extrem hohen Anforderungen an die Isolation der Treiberstufen gegen Erdpotential stellt insbesondere die Stromversorgung der Treiberstufen ein Problem dar. Hierzu sollen geeignete Lösungen miteinander verglichen und bewertet werden. Zum zweiten sollen die Treiberstufen für das Nullspannungsschalten der Bauelemente optimiert werden. Dazu gehört neben einer geeigneten Spannungserfassung auch eine Ablaufsteuerung, die die Kommutierung überwacht und Fehlerfunktionen detektiert und meldet. Weiterhin soll untersucht werden, ob sich bei weichschaltender Ansteuerung von GTO-ähnlichen Bauelemente eine Reduzierung des Einschaltstromimpulses erreichen läßt. Dieses führte nicht nur zu einer verminderten Leistungsauffnahme, sondern auch zu einer höheren Zuverlässigkeit der Treiberstufe, da Logik und Endstufe vereinfacht werden können.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1038: Halbleiterbauelemente hoher Leistung