Projektlaufzeit: 04/2022 – 12/2022

Kern von „MoFi-Flex“ ist die Entwicklung ein neues Messsystem für die transient-kalorimetrische Verlustleistungsmessung in leistungselektronischen Schaltungen und Bauelementen. Denn steigende Anforderungen an bspw. Energie- und Ressourceneffizienz sowie Kompaktheit von Leistungselektronik erfordern eine immer genauere Kenntnis über thermische Vorgänge innerhalb komplexer Schaltungen bzw. Baugruppen. Gerade bei höchsten Schaltfrequenzen stoßen klassische Messmethoden aber zunehmend an ihre Grenzen. Deshalb sollen im Projekt MoFi-Flex bestehende Lösungen miteinander verglichen und neue entwickelt werden. Die Ergebnisse liefern einen Beitrag, um zukünftige Leistungselektronik sicher und effizient zu betreiben.

Die hochpräzise Bestimmung von Verlustleistungen ist nicht trivial: Einerseits sind bestehende Verfahren zur hochpräzisen Temperaturmessung sehr empfindlich und fehleranfällig. Andererseits verursachen schnell geschaltete Spannungsniveaus mit SiC- oder GaN-Halbleitern erhebliche elektromagnetische Störungen, welche herkömmliche Messergebnisse unbrauchbar machen. Konkret werden im Projekt verschiedene Messverfahren wie unter anderem Thermoelemente, Wärmebildkameras und optische Fasern miteinander verglichen und mit neuen Algorithmen ausgewertet. Im Ergebnis entsteht ein neues Messystem für die thermische Charakterisierung und Bewertung leistungselektronischer Bauelemente und Systeme. Darüber hinaus sollen aus den Ergebnissen neue Erkenntnisse für den Einsatz verschiedener Messverfahren abgeleitet werden.

MoFi-Flex leistet damit einen Beitrag, um ein besseres Verständnis für thermische Vorgänge in komplexen Schaltungen zu erlangen. Gleichzeitig soll zukünftig der sichere Betrieb mit hohen Schaltfrequenzen realisiert werden. Dadurch ermöglicht MoFi-Flex perspektivisch die kompaktere und ressourcenschonendere Auslegung leistungselektronischer Wandler.

Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWK)