Evaluation und Charakterisierung von SiC-Bauelementen für Mittelspan­nungsantriebe

Projektbeschreibung

Halbleiter sind der Grundstein jeder modernen leistungselektronischen Schaltung. Die möglichen Verbesserungen der Eigenschaften von modernen Halbleitern werden immer schwieriger, jedoch lassen sich durch neue Technologien und Materialien wichtige Verbesserungen auf Halbleiter- und System-Ebene ableiten.
Silizium-Karbid (SiC) Halbleiter ermöglichen eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz bei industriellen Niederspannungsantrieben. Im Niederspannungsbereich bis 1 kV für kleinere und mittlere Leistungen bis in den 100 kVA Bereich sind wirtschaftliche, hocheffiziente Lösungen mit modernster Leistungselektronik, auch mit Bauelementen auf SiC-Basis in der Entwicklung und z. T. kurz vor der Einführung am Markt.
Um das vorhandene Energieeinsparpotential auch bei großen industriellen Antrieben, Traktionsanwendungen und Anwendungen in der Energieversorgung und -verteilung (Netzeinspeisung regenerativer Energiequellen etc.) wirtschaftlicher nutzen zu können, werden effizientere Stromrichter geringerer Komplexität für höhere Leistungen und Anwendungen im Mittelspannungsnetz benötigt. Das Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung, Charakterisierung und Test einer neuen 6,5 kV / 1 kA SiC-Diode für den Einsatz in Mittelspannungs-Multilevel Umrichtern. Das neuartige Bauelement wird voraussichtlich eine Energieeffizienzsteigerung von ca. 10-20 % für Multilevel-Umrichter ermöglichen und erlaubt dadurch wesentlich höhere Spannungen im System.

Entstandene wissenschaftliche Publikationen

• Filsecker, F.; Álvarez, R.; Bernet, S.: Characterization of a new 6.5 kV 1000 A SiC diode for medium voltage converters, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2012, Raleigh, USA, 15.-20. Sep. 2012

• Filsecker, F.; Álvarez, R.; Bernet, S.: Comparison of 6.5 kV silicon and SiC diodes, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2012, Raleigh, USA, 15.-20. Sep. 2012