Design challenges and solutions for the practical application of SiC power modules : exemplified by an automotive dc-dc converter

Sewergin, Alexander; de Doncker, Rik W. (Thesis advisor); März, Martin (Thesis advisor)

Aachen : ISEA (2021)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 154
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2021

Kurzfassung

Seit der Einführung und kommerziellen Verfügbarkeit von Leistungshalbleitern mit breiter Bandlücke (WBG-Halbleiter), wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN), ist es möglich geworden, die gestiegenen Anforderungen an die Leistungselektronik zu erfüllen, da die WBG-Bauteile im Vergleich zu siliziumbasierten (Si) Leistungshalbleitern ein besseres Schaltverhalten aufweisen. Allerdings werden diese neuartigen WBG-Halbleiter, insbesondere SiC, in klassischen Gehäusen gekapselt, die bisher für Si-Leistungshalbleiter konzipiert wurden. Diese Gehäusetypen werden weltweit in der Industrie eingesetzt, aber die Ausnutzung des vollen Potenzials der WBG-Halbleiter wird durch die parasitären Elemente dieser klassischen Gehäuse begrenzt. In dieser Arbeit wird ein SiC-Gleichspannungswandler für Automobilanwendungen entwickelt, der auf einem SiC-drop-in-replacement Modul basiert, um die bestehenden Nachteile des klassischen Gehäuses zu identifizieren. Basierend auf den Ergebnissen werden Lösungsvorschläge für die nächste Generation von Leistungshalbleitergehäusen abgeleitet und anhand von neuartigen Prototypen verifiziert.

Einrichtungen

• Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614500]
• Lehrstuhl für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614510]