Verbundprojekt: Intelligente Leistungselektronik für nachhaltige und sichere Energiewandlung - PowerizeD -

Das übergreifende Ziel von PowerizeD ist die Entwicklung bahnbrechender Technologien der digitalisierten und intelligenten Leistungselektronik, um eine nachhaltige und widerstandsfähige Energieerzeugung, -übertragung und -anwendung zu ermöglichen. PowerizeD verbessert den Grad der mechanischen und elektrische Integration neuer Treiberschaltungen der Leistungselektronik und ermöglicht erstmals eine gemeinsame Optimierung aller Schaltfunktionalitäten. Die entwickelten Technologien werden demonstriert und anhand einer Anzahl von allgemeingültigen Ergebnissen demonstriert und bewertet. Um dieses Ziel zu erreichen, arbeitet ein großes Projektkonsortium mit den erforderlichen Kompetenzen und Ressourcen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die TU Dresden bearbeitet im Teilprojekt "Intelligente Gate Drive Unit (GDU) and Predictive Health Management (PHM) für industrielle Antriebe" zwei Anwendungsfälle. Anwendungsfall UC12a widmet sich der Lebensdauer, der Ausfallmechanismen und deren Prognose, sowie der Berechnung der möglichen Überlastfähigkeit der Halbleiter. Ein vom Hersteller zusätzlicher serienmäßig eingebrachter Temperatursensor ermöglicht es, die Sperrschichttemperatur schnell und akkurat zu messen. Damit können Temperaturhübe erfasst, Veränderungen über der Laufzeit ermittelt und daraus Ausfallmechanismen detektiert werden. Der zweite Anwendungsfall UC12b "Intelligente Gate Unit für Industrieantriebe" widmet sich der Steuerung der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit du/dt von Leistungshalbleitern und der Symmetrierung der Parallelschaltung von IGBT-Modulen unterschiedlicher Hersteller. Dabei werden IGBT-Module mit integriertem Stromsensor verwendet. Eine intelligente GDU balanciert die Bauelemente ohne Selektion und Charakterisierung dieser. Weiterhin führt diese auch eine du/dt Steuerung der hart parallel geschalteten Module durch. In einem Querschnittsthema CT12 werden Grundlagen mit weiteren Projektpartnern für das Gesamtprojekt untersucht.