Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik (EAM-AVLE-V)2.5 ECTS
Modulverantwortliche/r: Uwe Scheuermann Lehrende:
Uwe Scheuermann
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 11.10.2021
Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik (130104)
Wahlmodulbereich aus der FAU (81069)
Startsemester: |
WS 2021/2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik
(Vorlesung, 2 SWS, Uwe Scheuermann, Fr, 12:15 - 13:45, H15; In Präsenz! Weitere Infos finden Sie auf StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3321647_join.html)
Inhalt:
Die Vorlesung gibt einen Überblick über die wichtigsten Grundlagen der Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik. Sie soll künftige Entwickler und Anwender von Leistungsmodulen mit den grundlegenden Konzepten vertraut machen. Hierbei werden Grundkenntnisse über leistungselektronische Bauelemente und Grundschaltungen vorausgesetzt, wie sie in der Vorlesung „Leistungselektronik“ vermittelt werden. Die Vorlesung wird von einem Vertreter der Industrie gehalten, der durch seine langjährige Tätigkeit in der Entwicklung und Qualifizierung von Leistungsmodulen einen reichen Erfahrungsschatz einbringt. Der Dozent ist somit in der Lage, die vorgestellten theoretischen Zusammenhänge durch praxisnahe Beispiele zu veranschaulichen. 1. Einführung
2. Thermische Grundlagen
Mechanismen der Wärmeableitung
Analogien zwischen thermischer und elektrischer Leitung
Thermische Ersatzschaltbilder
3. Thermische Messverfahren
Messung durch Kontaktsensoren
Berührungslose Messverfahren
Das Leistungsbauelement als Sensor
4. Materialien in der Aufbau- und Verbindungstechnik
Elektrisch leitfähige Materialien
Elektrisch isolierende Materialien
Gehäusewerkstoffe und Silikone
5. Verbindungstechnologien
Löten oder Kleben
Drahtbonden
Druckkontakttechnik
Federkontakte
6. Parasitäre Effekte
7. Zuverlässigkeit
Bauelementbezogene Prüfungen
Gehäusebezogene Prüfungen
Lebensdauerrelevante Prüfungen
8. Bauformen von Leistungsmodulen
Monolithisch integrierte Systeme
Bauformen für die Leiterplattenmontage
Klassische Module mit Grundplatte
Module ohne Grundplatte
Architekturen in Druckkontakttechnik
Systemintegration für hohe Leistungen
9. Datenblätter
Elektrische Kenngrößen
Grenzwerte der Belastung
Isolationskoordination
10. Systemaufbau
Kühlkörper
Thermische Koppelmedien
Parallelschaltung
11. Fehler- und Ausfallanalyse
12. Entwicklungstendenzen und Herausforderungen
Erhöhung der maximal zulässigen Sperrschichttemperatur
Synergien durch Systemintegration
Kandidaten für eine zuverlässigere Verbindungstechnik
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
verstehen die grundlegenden Funktionen der Aufbau- und Verbindungstechnik für leistungselektronische Komponenten,
identifizieren die wichtigsten Eigenschaften der beim Aufbau verwendeten Materialien,
erklären die Funktion von klassischen und fortschrittlichen Verbindungsverfahren,
berechnen das thermische Verhalten eines Leistugsmoduls mit Hilfe von thermischen Ersatzschaltbildern,
analysieren unterschiedliche Moduldesigns hinsichtlich ihrer thermischen und parasitären elektrischen Eigenschaften,
bewerten verschiedene Bauformen leistungselektronischer Module hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile für spezifische Anwendungsanforderungen
Literatur:
Dierk Schröder: Leistungselektronische Bauelemente, 2.Auflage, Springer, Berlin, 2006. (Kapitel 10, S. 706-772)
Josef Lutz: Halbleiter-Leistungsbauelemente, Springer, Berlin, 2006. (Kapitel 4-7, S. 269 ff)
Peter R. W. Martin (Hrsg.): Application manual power modules, ISLE, Ilmenau, 2000.
Organisatorisches:
Vorlesung Leistungselektronik
Weitere Informationen:
www: http://www.eam.eei.uni-erlangen.de/lehre/
Studien-/Prüfungsleistungen:
Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik (Prüfungsnummer: 118154)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 118154 Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 2.5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 2.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022
1. Prüfer: | Uwe Scheuermann (100276) |
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