Elektrische Automatisierungs- und Antriebstechnik
EAAT GmbH Chemnitz


Bereits 2018 baute die EAAT GmbH Chemnitz die erste Generation eines Wechselrichters für einen Prüfstand für Leistungskondensatoren. Dieser wurde in einer 3-Level-ANPC-Umrichtertopologie als Hybridlösung aus modernster SiC-MOSFET-Technologie und am Markt etablierten Si-IGBTs realisiert.

Motivation für diese Entwicklung ist die rasant Entwicklung zu immer schneller schaltenden Leistungshalbleitern.

Damit sind die Belastungen auf passive Bauelemente, wie Kondensatoren u.a. im Zwischenkreis von Umrichtern und Netzkompensationsanlagen deutlich gestiegen. Mit der von EAAT entwickelten Anlage können diese Belastungen applikationsnah nachgestellt werden. Hierdurch kann die Entwurfssicherheit für diese Bauelemente, während des Entwicklungsprozesses realitätsnah, deutlich verbessert werden. Weiterhin sind Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Lebensdauertests sowie eine fertigungsnahe Produktprüfung möglich.

Im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Power2Power werden bei der Firma EAAT in Zusammenarbeit mit Infineon und weiteren Partnern seit 2019 nun erstmals Leistungshalbleiter auf Basis einer neuen Generation von 300 mm Wafern im Einsatz erprobt. Diese neue Generation von Wide-Bandgap-Bauelementen verspricht eine verbesserte Zuverlässigkeit und Robustheit bei höherer Spannungsfestigkeit und Strombelastbarkeit sowie eine deutliche Erhöhung der Leistungsdichte.

EAAT verwendet diese Bauelemente nun erstmals industriell in der 2. Generation des bereits 2018 realisierten Prüfstandes für Leistungskondensatoren. In dieser Applikation können Ausgangsströme von bis zu 1200 A (effektiv) bzw. 2000 A (Spitze) und Ausgangsspannungen bis 800 V (effektiv) realisiert werden. Damit werden große Leistungskondensatoren realitätsnah geprüft.

Kondensatorprüfstand

Bild: Kondensatorprüfstand der 2. Generation

Die Synthese von bis zu 10 frei wählbaren Frequenzen im Bereich bis 5000 Hz erlaubt es dem Nutzer den finalen Anwendungsfall der Kondensatoren nachzubilden. Mit dem von der Firma EAAT GmbH entwickelten Prüfstand kann damit der komplette Lebenszyklus von Kondensatoren und anderen Leistungsbauelementen, wie Induktivitäten, mit einer erhöhten Belastung durch Grund- und Oberwellen in Dauer- und Wärmestabilitätstests simuliert werden.

applikationsnahes Spektrum

Bild: beispielhaftes, applikationsnahes Spektrum aus 5 Frequenzen

Die neuen Wide-Bandgap-Bauelemente ersetzen innerhalb des realisierten Kondensatorprüfstandes die bis dahin verwendeten Si-IGBTs und ermöglichen es, die Leistungsdichte der Anlage zu verdoppeln und das Design des Kondensatorprüfstandes deutlich kompakter zu gestalten.

Mit der von EAAT entwickelten Anlage steht dem Nutzer eine leistungsstarke und flexible Prüfanlage zur Verfügung, die unter Nutzung der modernsten Halbleitertechnologie und innovativer Detaillösungen sowie einer komfortablen Steuerung, die Möglichkeit bietet, passive Baugruppen und Bauelemente spezifikationsgerecht zu prüfen.