Leiterplattenembedding von Halbleiterbauelementen für die Leistungselektronik – vom Modul zum System
- Das Einbetten von Halbleiterbauelementen in Leiterplatten ist ein alternativer Ansatz zur Steigerung der Leistungsdichte und Funktionalität von leistungselektronischen Systemen. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Verfahren vor, bei dem die Halbleiter nach der Leiterplattenfertigung in Kavitäten eingebettet werden. Die Betriebscharakteristik derartiger Leiterplattenmodule werden systematisch an Hand eines 1200V/50A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des Embedded-Moduls sind gegenüber der Referenz um 86% bzw. 65% verringert. Der thermische Widerstand fällt um 29% niedriger aus. Mit diesen Daten wurde eine theoretische Analyse auf Systemebene durchgeführt, wobei ein 23kW Antriebsumrichter als Beispielanwendung dient. Alleine durch das Leiterplattenembedding ist eine Steigerung der Ausgangsleistung um 14,5% möglich. Eingriffe in dieDas Einbetten von Halbleiterbauelementen in Leiterplatten ist ein alternativer Ansatz zur Steigerung der Leistungsdichte und Funktionalität von leistungselektronischen Systemen. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Verfahren vor, bei dem die Halbleiter nach der Leiterplattenfertigung in Kavitäten eingebettet werden. Die Betriebscharakteristik derartiger Leiterplattenmodule werden systematisch an Hand eines 1200V/50A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des Embedded-Moduls sind gegenüber der Referenz um 86% bzw. 65% verringert. Der thermische Widerstand fällt um 29% niedriger aus. Mit diesen Daten wurde eine theoretische Analyse auf Systemebene durchgeführt, wobei ein 23kW Antriebsumrichter als Beispielanwendung dient. Alleine durch das Leiterplattenembedding ist eine Steigerung der Ausgangsleistung um 14,5% möglich. Eingriffe in die Schaltungstechnik sind dazu nicht notwendig.…
Author: | Till HuesgenORCiD, Ankit Bhushan Sharma, Johann Schnur, Thomas Kuwan, Niko Haag, Armin Stogel, Franz Hadersbeck, Maik Hohmann |
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Identifier: | 978-3-9614-4026-9 OPAC HS OPAC extern |
Parent Title (German): | Elektronische Baugruppen und Leiterplatten EBL 2018: Multifunktionale Aufbau- und Verbindungstechnik - Beherrschung der Vielfalt : Vorträge der 9. DVD/GMM-Tagung in Fellbach am 20. und 21. Februar 2018 |
Publisher: | DVS Media |
Place of publication: | Düsseldorf |
Document Type: | conference proceeding (article) |
Conference: | Elektronische Baugruppen und Leiterplatten EBL 2018, 20.- 21. Februar 2018, Fallbach, Germany |
Language: | German |
Year of first Publication: | 2018 |
Tag: | LILIPUT |
Number of pages: | 8 Seiten |
First Page: | 267 |
Last Page: | 274 |
Institutes: | Fakultät Elektrotechnik |
Dewey Decimal Classification: | 6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften |
Research focus: | FSP1: Energie |
FSP3: Produktion | |
Publication Lists: | Huesgen, Till |
Sharma, Ankit Bhushan | |
Research Project: | hiDrive – Hochintegrierter Antriebsumrichter |
Liliput – Leiterplattenintegrierter Dreipunktwechselrichter | |
Publication reviewed: | begutachtet |
Release Date: | 2021/05/11 |