High integration of power electronic converters enabled by 3D printing

Aachen / ISEA (2019) [Buch, Doktorarbeit]

Seite(n): 1 Online-Ressource (viii, 146 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Kurzfassung

Im Zuge der kommerziellen Verfügbarkeit von Leistungshalbleitern mit großer Bandlücke ist ein Trend zu immer höheren Leistungsdichten von leistungselektronischen Systemen zu beobachten. Die Vorteile dieser Leistungshalbleiter können nur in Verbindung mit verlustarmen induktiven Komponenten, die für hohe Schaltfrequenzen geeignet sind, voll ausgeschöpft werden. Aus diesem Grund wurde ein Konzept für Leistungsinduktivitäten auf Basis von 3D-gedruckten Wickelkörpern mit ausgezeichneten Hochfrequenzeigenschaften entwickelt. Herkömmliche Flüssigkeitskühler zeichnen sich durch ein großes Volumen und ein hohes Gewicht aus, was einer hohen Leistungsdichte entgegenwirkt. Um Größe und Gewicht zu minimieren, wurden 3D-gedruckte Miniatur-Flüssigkeitskühler entworfen. Prototypen der entwickelten Konzepte für Hochfrequenz-Leistungsinduktivitäten und 3D-gedruckte Flüssigkeitskühler wurden zur Realisierung eines hochintegrierten Boost-Konverters genutzt. Trotz der Verwendung von diskreten Leistungshalbleitern wird eine Leistungsdichte von 98 kW/dm³ erreicht.

Autorinnen und Autoren

Autorinnen und Autoren

Wienhausen, Arne Hendrik

Gutachterinnen und Gutachter

de Doncker, Rik W.
Vescan, Andrei

Identifikationsnummern

  • REPORT NUMBER: RWTH-2019-08746

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