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Konzeption eines Vierquadrantennetzteiles in Klasse-D Topologie

Moser, Sascha Oliver (2016) Konzeption eines Vierquadrantennetzteiles in Klasse-D Topologie. Master's. DLR-Interner Bericht. RM-OP-2016-70, 87 S.

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Abstract

Inhalt dieser Masterarbeit ist der theoretische Entwurf eines Vierquadrantennetzteiles für leitungsgebundene Tests der elektromagnetischen Verträglichkeit angelehnt an MIL-STD-461E (CS101). Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, ein tragbares System basierend auf einem verlustarmen Schaltwandler mit einem einstellbaren Ausgangsspannung von -2 Volt bis 56 Volt bei einem Ausgangsstrom von -15 Ampere bis 35 Ampere zu entwickeln. Daraus ergibt sich eine maximale Ausgangsleistung von 1960 Watt. Zudem ist eine weitere Anforderung, dass die genannten Spezifikationen in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis einschließlich 100 kHz eingehalten werden müssen. Hierfür werden verschiedene Klasse-D Schalttopologien verglichen und ein Multiphasen-Verstärker mit Phasenstromregelung bestimmt. Alle für den Schaltwandler benötigten Bauelemente werden speziell für diese Anwendung ausgelegt und ausgewählt. Für diese Topologie wird eine Peak-Current Regelung modelliert, anschließend in MATLAB und LTSPICE IV simuliert und gegeneinander verglichen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Auslegung des Schaltwandlers zum Erhalt eines hohen Wirkungsgrades. Basierend auf den berechneten Systemverlusten resultiert ein theoretischer maximaler Wirkungsgrad von 98,14 %. Dieser wird durch den Einsatz von Gallium-Nitrid-Transistoren erreicht, welche in dieser Arbeit mit Silizium-Transistoren verglichen werden. Des Weiteren werden zur Kommunikation und Fernsteuerung dieses Systems diverse digitale Schnittstellen benötigt. Auf Basis dieser Arbeit soll es zukünftig möglich sein, ein kompaktes System zur vollautomatischen Messung nach MIL-STD-461E (CS101) zu realisieren.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/104024/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Master's)
Title:Konzeption eines Vierquadrantennetzteiles in Klasse-D Topologie
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Moser, Sascha OliverSascha.Moser (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:14 April 2016
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:87
Status:Published
Keywords:Schaltnetzteil, Klasse-D, Transistoren, GaN, FET, Multiphasen, Tiefsetzsteller, Stromregelung
Institution:Technische Universität München
Department:Lehrstuhl für Elektrische Antriebssysteme und Leistungselektronik
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Technology
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Research theme (Project):R - Vorhaben Terrestrische Assistenz-Robotik
Location: Oberpfaffenhofen
Institutes and Institutions:Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Mechatronic Components and Systems
Deposited By: Moser, Sascha
Deposited On:07 Jun 2016 14:11
Last Modified:31 Jul 2019 20:01

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