In der vorliegenden Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass selbstjustierende Steuerverfahren für schnell schaltende Power-MOSFETs in Schaltwandlern Verbesserungen sowohl bei der Störausendung, als auch bei den Schaltverlusten gegenüber der konventionellen Ansteuerung der Power-MOSFETs bieten. Es wurden dazu zwei Steuerverfahren entwickelt: das Verfahren zur Steuerung der Kommutierungsdauer, dass das Schaltverhalten des Power-MOSFETs durch eine gezielte Modulation des Gatestroms während der Schaltvorgänge beeinflusst und das Verfahren zur direkten Kommutierung zwischen Power-MOSFETS, basierend auf einer Messung und Kompensation der tatsächlichen Totzeit in einer Power-MOSFET Halbbrücke. Zu Beginn der Arbeit (Abschnitt 2.1) werden die Anforderungen an die elektromagnetische Störausendung speziell für Anwendungen im Automobil aufgestellt. Im Abschnitt 2.2 wird eine Übersicht sowohl über konventionelle Methoden als auch über bereits bestehende adaptive Steuerverfahren gegeben. Als Voraussetzung für eine exakte Systemsimulation der Steuerverfahren wurde ein ladungsbasiertes Modell der Leistungsdiode und des MOSFETs entwickelt (Abschnitt 3) und in der Beschreibungssprache VHDL-AMS implementiert. Im Abschnitt 4 werden die beiden entwickelten Steuerverfahren vorgestellt. Die praktische Umsetzung der Steuerverfahren in einem Motorschaltregler für bürstenlose Gleichstromregler wird beschrieben. Dazu wurde ein Treiber-Testschaltkreis in einer 350 nm-CMOS Technologie entwickelt und hergestellt, der die erforderlichen Funktionen für die Realisierung der Steuerverfahren bereitstellt. In einem Ausblick werden Möglichkeiten für weiterführende Arbeiten gegeben.
Ansteuerung von Power-MOSFETs unter dem Aspekt der elektromagnetischen Verträglichkeit
2011
168 Seiten, Bilder, Tabellen, 143 Quellen
Theses
German
Leistungs-MOSFET , Ansteuerungstechnik , elektromagnetische Verträglichkeit , Gate-Spannung , Schaltungsentwurf , bürstenloser Gleichstrommotor , Schaltvorgang , Halbleiterbauelementmodell , Kraftfahrzeugelektrik , Schaltvorrichtung (elektrisch) , Hardware-Beschreibungssprache , VHDL (VHSIC-Beschreibungssprache)
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