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Digitale Lastanpassung für Anwendungen in der Hochfrequenz-Leistungselektronik

Mikrochip
Neuartige leistungselektronische Schalter und Komponenten für schnellere und zuverlässigere Schaltvorgänge. © CHATCHAI-ROMBIX - AdobeStock

Motivation

KMU bilden eine tragende Säule der deutschen Wirtschaft. Sie sind oft hochspezialisiert, wichtige Partner in Innovations- und Wertschöpfungsketten und Treiber des technischen Fortschritts. KMU-getriebene Innovationen im Bereich der Elektroniksysteme tragen dazu bei, dass Deutschland seine Wettbewerbsfähigkeit als Produktions- und Entwicklungsstandort in den Anwenderbranchen elektronischer Systeme stärkt.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens ist es, in Hochfrequenzanwendungen, wie z. B. Plasma-Reinigungsgeräten, die mechanischen Schaltkomponenten durch rein halbleiterbasierte, digitale Komponenten zu ersetzen, die die Lastanpassung übernehmen. Mit der Digitalisierung des Ansteuervorgangs durch neuartige leistungselektronische Schalter aus Siliziumkarbid entfallen alle mechanischen Fehlerquellen und die Steuergeschwindigkeit wird um einen Faktor 1000 erhöht. Da die Anforderungen an die Schalter im Hochfrequenzbereich extrem sind, werden die Ergebnisse mithilfe eines Funktionsdemonstrators evaluiert. Mit diesem Funktionsdemonstrator lassen sich Anwendungen wie Plasmaanlagen der Halbleiterindustrie oder andere kommerzielle Hochfrequenzanlagen zur Entfeuchtung, Trocknung und Sterilisation (z. B. Lebensmittelindustrie) testen.

Innovationen und Perspektiven

Durch den Einsatz von Breitbandhalbleitermaterialien in leistungselektronischen Komponenten können Steuer- und Schaltvorgänge in komplexen Anlagen und Fertigungsprozessen deutlich verbessert werden. Die reduzierte Fehleranfälligkeit und die erhöhte Schaltgeschwindigkeit sparen Kosten und Ressourcen ein. Da solche Steuer- und Schaltvorgänge in unzähligen Industrieprozessen erforderlich sind, ist das Verwertungspotenzial enorm hoch.