Third Party Funds Group - Sub project
Acronym: PowerGaNplus
Start date : 01.06.2010
End date : 31.05.2013
Individuelle Mobilität und moderne Energieversorgungsnetze erfordern eine deutliche Steigerung der Effizienz von leistungselektronischen Wandlern zur Schonung der natürlichen Ressourcen. Effiziente Energiewandlung auf der Basis von Galliumnitrid-Bauelementen für Automobilanwendungen und fr Hochfrequenz-Generatortechnologien in Produktionsanlagen sind die zentralen Ziele des Projektes PowerGaNPlus.
Der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente (LEB) der Uni-Erlangen erforscht im Rahmen von PowerGaNplus die neuartigen Möglichkeiten zum Einsatz von GaN Leistungsbauelementen in DC/DC-Wandlern. Hierzu charakterisiert der LEB die vom Konsortium zur Verfügung gestellten Bauelemente bzw. Leistungsmodule. Auf der Basis dieser Messergebnisse erfolgt eine speziell auf GaN Bauelemente angepasste Optimierung eines Demonstrators mit dem Ziel, die, bei Verwendung von GaN Bauelementen sich ergebenden Vorteile im Gesamtsystem, zu verdeutlichen. Insbesondere ist es das Ziel zu zeigen, dass sich der Wirkungsgrad eines zukünftigen leistungselektronischen Massenprodukts durch den Einsatz von GaN Leistungsbauelementen deutlich erhöhen lässt.
Für die dynamische Charakterisierung der neuartigen GaN-Leistungsbauelemente wurde ein speziell dafür angepasster Messplatz entwickelt und aufgebaut, der auch einen Vergleich mit Silizium- oder Siliziumkarbid-Bauelementen erlaubt. Der Fokus liegt auf der Erfassung des Schaltverhaltens im Nanosekundenbereich bei Spannungen von bis zu 2 kV und Strömen bis ca. 100 A. Neben der Charakterisierung von Kenngrößen, die von Silizium-Leistungshalbleitern bekannt sind, erfolgt auch eine Bewertung von speziellen Effekten wie zum Beispiel dem dynamischen Einschaltwiderstand Rdson. Die Messergebnisse dienen als Ausgangsbasis für sinnvolle Betriebspunkte eines DC/DC-Wandlers und zeigen das Potential der GaN-Technologie für leistungselektronische Anwendungen auf.