HANNOVER MESSE 2019, 01.-05. April
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Hoch hinaus mit Leistungselektronik

Aufbaukonzept stabilisiert Energieflüsse und mindert Induktivität.

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Aussteller

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Überall dort, wo elektrische Energie erzeugt, transportiert oder genutzt wird, kommen leistungselektronische Bauteile zum Einsatz. Diese werden in Modulen zusammengefasst, wobei jedes Modul mehrere Bauteile, sogenannte Leistungshalbleiter, beinhaltet. Die Leistungshalbleiter sind so konfiguriert, dass sie den Energiefluss bedarfsgerecht steuern. Für die verlustarme Steuerung werden diese schaltend betrieben. Je höher die Schaltfrequenz, desto geringer sind Platzbedarf und Gewicht solcher Systeme. Deshalb sind diese Module vorteilhaft für elektrische Antriebe in Elektroautos und Windkraftanlagen. Um hohe Schaltfrequenzen zu ermöglichen, muss jedoch eine ungewollte Eigenschaft der Leistungsmodule minimiert werden - die Induktivität. Deren negative Auswirkungen sind langsamere, verlustreiche Schaltvorgänge sowie mögliche Schädigungen der Leistungshalbleiter bis hin zu Systemausfällen. Gängige leistungselektronische Module sind in Schichten aufgebaut: Auf ein nichtleitendes Trägersubstrat folgen Leitungsstrukturen, auf welche Leistungshalbleiterchips aufgebracht sind. Die Verbindung zu externen Systemen erfolgt mittels voluminöser Steck- oder Schraubkontakte. Nachteilig an dieser Bauweise sind die ungewollte Induktivität und geringe Integrationsmöglichkeiten für weitere elektronische Komponenten. Forscher des KIT haben eine neuartige Bauteilanordnung entwickelt, die die Ausführung niederinduktiver Module ermöglicht. Hierzu wird ein plattenförmiges Verbindungselement senkrecht zum Hauptsubstrat aufgebracht, welches die Leistungselektronik mit der Schaltung verbindet. Es trägt sowohl Hin- wie auch Rückleiter, die Komponenten werden dadurch mechanisch und elektrisch verbunden. Die kompakte Bauweise erfordert weniger Platz auf dem Modulsubstrat. Mithilfe des neuen Aufbaukonzepts können Schaltzeiten, Kühlaufwand und Produktionszeiten reduziert werden. Der modulspezifischen Ausgestaltung des Verbindungselements sind dabei kaum Grenzen gesetzt.

Produkt-Website

Halle 27, Stand K51

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