Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

Kapitel 11
Ausblick
11.1 Erhöhung der Leistungsdichte des Systems
Durch den Einsatz von modernen Halbleiterbauelementen, wie z.B. COOLMOS
Leistungstransistoren und SiC Dioden, können die Halbleiterverluste der in der
vorliegenden Arbeit diskutierten Schaltung deutlich gesenkt werden [47]. Durch
Erhöhung der Schaltfrequenz auf 48kHz und Verwendung von Induktivitäten mit
Flachkupferwicklung (Abschnitt 9.1.4) kann der Wirkungsgrad von η ≈ 97% (Tab.3.2
bzw. Abb.8.8) unter Beibehaltung der forcierten Luftkühlung ohne weitere Maßnahmen
auf η ≈ 98% bei Nennspannung angehoben werden. Die Leistungsdichte des
Pulsgleichrichtersystems steigt dann von ρ = 1.8kW/dm 3 auf 3kW/dm 3 . Ein optimiertes
System kann bei Wasserkühlung und einer Schaltfrequenz von 500kHz eine
Leistungsdichte von ρ ≈ 13kW/dm 3 , mit einem Wirkungsgrad von η ≈ 95 … 97%
erreichen (Abb.11.1). Das System muss allerdings volldigital unter Einsatz eines FPGA
geregelt werden.
11.2 Wirkungsgradmaximierung zweistufiger Stromversorgungssysteme
Stromversorgungssysteme werden dem heutigen Stand der Technik entsprechend meist
zweistufig ausgeführt, wobei netzseitig ein PWM Gleichrichter und ausgangsseitig ein
DC/DC Konverter vorgesehen ist. Für derartige Systeme besteht die Forderung nach
Einsetzbarkeit in einem weiten Eingangsspannungsbereich, typisch zwischen 90V und
270V oder sogar 305V Phasenspannung. Weiters wird eine Verstellbarkeit der
Ausgangsspannung im Bereich 46 bis 56V gefordert um bei Batteriepufferung des
Ausgangs abhängig vom Ladezustand der Batterie auftretende
Spannungsschwankungen tolerieren zu können.
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