KomroD

Kompakte und robuste passive Komponenten für die Leis-tungselektronik der nächsten Generation

Mann im Labor
Vergießen einer Hochleistungsdrossel mit einem Harz der Firma WEVO in einer Spezialvergussform.© Block GmbH

Motivation

Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Sie kommt vor allem in Branchen zum Einsatz, in denen Deutschland besondere Stärken hat: etwa in der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Maschinen- und Anlagenbau. Innovationen auf Basis neuer Halbleitermaterialien bereiten jetzt den Weg zu Leistungselektroniksystemen der nächsten Generation mit gesteigerter Leistung, Effizienz und Robustheit. Darüber hinaus ermöglichen die neuen Halbleitermaterialien besonders kompakte Bauformen und niedrige Verlustleistungen, wodurch gänzlich neue Anwendungsszenarien erschlossen werden.

Ziele und Vorgehen

Die neuen Halbleitermaterialien ermöglichen bis-her unerreichte Schaltfrequenzen und Stromstärken z.B. in Frequenzumrichtern. Die hohen Frequenzen können jedoch Störungen erzeugen, z. B. in Gebäudeautomatisierungsanlagen oder Funksystemen. Um dies zu verhindern, soll im Projekt eine neue Generation kompakter, robuster und zuverlässiger spezieller Bauelemente entwickelt werden (sogenannte Entstördrosseln), die auf diese neuen Anforderungen abgestimmt sind. Um die thermische Beanspruchung der Isolationsmaterialien in diesen Entstördrosseln zu begrenzen, sollen elektrische und magnetische Verluste ver-ringert werden. Die Arbeiten werden durch eine Berechnungssoftware sowie ein neues Gießharz zum Verguss der Drosseln ergänzt, um ein Opti-mum an elektrischer Isolation, Klimafestigkeit, Entwärmung, Volumen und Masse zu erreichen.

Innovationen und Perspektiven

Das neue Entwurfswerkzeug für Drosseln und die angepasste Gießharztechnologie verringern Gewicht und Baugröße der Entstördrosseln beachtlich und erhöhen dadurch das Anwendungspotenzial der neuen Halbleitermaterialien. Zusätzlich zu der im Vorhaben demonstrierten Anwendung in der Klimatechnik sind weitere Applikationen, bei-spielsweise im Schienenfahrzeugbau, denkbar.