ZHAW-Logo OAPA-Logo TAT-Logo
zurück  
Diplomarbeit 2005 (DA05): Arbeits-Archiv
 
DA Ltt 05/3 - Tiefsetzsteller mit Schalterentlastung
Studierende: Michael Bebie, bebiemic
  Boas Roth, rothboa

Betreuer: Jakob Lattmann, latj

In der modernen Leistungselektronik werden die Schaltfrequenzen immer schneller und sind heute oft im zweistelligen kHz-Bereich. In Halbleitern fuhrt dies zu immer grosseren Belastungen, was den Wirkungsgrad einer Schaltung betrachtlich verschlechtert. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, einen Gleichstromsteller zu bauen, bei dem moderne Prinzipien angewendet werden, um die Belastung tief zu halten. Die Arbeit umfasst sowohl den Aufbau eines Tiefsetzstellers, als auch den anschliessenden Test der Schaltung. Parallel dazu werden Simulationen gemacht, welche am Schluss mit den Messungen verglichen werden.

Soft Switching (dt.: weiches Schalten) kann eine mogliche Variante sein, um diesem Problem entgegenzutreten. Mit Soft Switching bezeichnet man Schaltvorgange, bei denen sich die Schalterspannung oder der Schalterstrom zum Zeitpunkt des Ein-, beziehungsweise des Ausschaltens in einem Nulldurchgang befindet.

Der Aufbau der Schaltungen wurde jeweils in drei Teile gegliedert: einen Input-, einen Leistungs- und einen Steuerungsteil. Der Inputteil besteht im Wesentlichen aus drei Stutzkondensatoren, welche den Strom fur schnelle Anderungen liefern. Der gesamte Tiefsetzsteller, als Leistungsteil bezeichnet, wurde auf einer einzigen Platine aufgebaut, um die Leitungsverluste durch zu lange Kabel und allfallige Storeinflusse der Leitungen untereinander zu minimieren. Zur richtigen Ansteuerung des IGBT-Gates wurde ein PWM-Generator mit Hilfe eines Mikrocontrollers aufgebaut.

Die Messungen haben gezeigt, dass aufgrund des Mehraufwandes an Bauteilen Soft Switching fur den Wirkungsgrad eines DC-DC-Wandlers keinen Nutzen bringt. Die Vorteile liegen in der langeren Lebensdauer des Schalters und in der geringeren Anzahl Oberschwingungen, welche das Netz unsymmetrisch belasten konnen.

zurück