Thermisches Management in der Leistungselektronik (LEE-TM)
- Lecturers
- Prof. Dr.-Ing. Martin März, M.Sc. Stefanie Büttner
- Details
- Vorlesung mit Übung
Online/Präsenz 4 cred.h, benoteter certificate, ECTS studies, ECTS credits: 5, Sprache Deutsch
Time and place: Tue 8:15 - 9:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Thu 12:15 - 13:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; comments on time and place: Vorlesung und Übung im Waeber-Saal am Fraunhofer-IISB, Schottkystr. 10.
- Fields of study
- WPF ME-BA-MG3 4-6 (ECTS-Credits: 5)
WPF ME-MA-MG3 1-3 (ECTS-Credits: 5)
WPF EEI-BA-EuA ab 5 (ECTS-Credits: 5)
WPF EEI-BA-LE ab 5 (ECTS-Credits: 5)
WPF EEI-MA-EuA 1-4 (ECTS-Credits: 5)
WPF EEI-MA-LE 1-4 (ECTS-Credits: 5)
WPF ET-MA-EET ab 1 (ECTS-Credits: 5)
WPF WING-MA-ET-EN ab 1 (ECTS-Credits: 5)
- Prerequisites / Organisational information
- Lernziele und Kompetenzen:
Für die Leistungselektronik ist das Thema Entwärmung von essentieller Bedeutung, vor allem mit Blick auf Zuverlässigkeit, Lebensdauer oder erzielbare Leistungsdichte. Den Studierenden werden die Grundlagen der Entwärmung leistungselektronischer Systeme vermittelt. Ausgehend von den Gesetzen des Wärmetransports und den Materialeigenschaften werden Entwärmungstechniken auf Bauteil-, Schaltungsträger- und Systemebene behandelt. Die wichtigsten Optimierungsansätze zur Verbesserung der thermischen Verhältnisse werden dargestellt, begleitet durch ausgewählte Anwendungs- und Auslegungsbeispiele. Die Studierenden können die für thermische Berechnungen relevanten Angaben aus Datenblättern interpretieren, lernen thermische Ersatzschaltbilder und Verfahren zu deren Parameterisierung kennen, dazu Verfahren zur Simulation transienter thermischer Vorgänge.Titel: Thermisches Management in der Leistungselektronik Dozent: Prof. Dr.-Ing. Martin März Umfang: 2+2 SWS (V/Ü) – 5 ECTS Turnus: Sommersemester Zielgruppe: Studierende der Studiengänge EEI, Energietechnik, Mechatronik, u.a. Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Prüfung: 90-minütige Klausur Unterrichtssprache: Deutsch Einpassung in den Studienplan:
- Contents
- Grundlagen des thermischen Managements:
Wärmetransportmechanismen (Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung)
Wärmekapazitäten
Wärmespreizung
Anisotrop wärmeleitende Strukturen.
Komponenten des thermischen Managements:
Schaltungsträger und deren thermische Eigenschaften (Leiterplatten, DCB-Substrate, IMS, etc.)
Leistungshalbleitergehäuse und deren thermische Eigenschaften
Kühlkörper (Luft, Fluid)
Thermische Interface-Materialien
Heat-Pipes.
Anwendungs- und Auslegungsbeispiele:
Thermische Parameter in den Datenblättern von elektronischen Bauelementen
Kunststoffe als Kühlkörper
Entwärmung passiver Bauelemente
Strombelastbarkeit von Leitern
Grenzlastintegral (I2t)
Entwärmungspfadoptimierung.
Bauelemente unter Temperaturbelastung:
Ausfallmechanismen bei aktiven und passiven Bauelementen
Aktive und passive Temperaturwechsel
Lebensdauerbetrachtungen.
Thermische Meßtechnik:
Thermische Meßverfahren
Zth-Messung
Elektrisch-thermische Modellierung:
Grundlagen zur Beschreibung des thermischen Verhaltens eines Systems mittels elektrischer Ersatzschaltbilder
Eigenschaften verschiedener Ersatzschaltbilder
Parameterisierung der Elemente thermischer Ersatzschaltbilder
Kopplung von elektrischer und thermischer Simulation
Modellierung dynamischer thermischer Vorgänge mit SPICE.
- Recommended literature
- Begleitendes Vorlesungsskript
- ECTS information:
- Title:
- Thermal Management in Power Electronics
- Credits: 5
- Additional information
- Keywords: Thermisches Management, Thermal Management, Entwärmung, Leistungselektronik, Energieelektronik, Energietechnik, Power Electronics
Expected participants: 40
www: https://www.lee.tf.fau.de/ Registration is required for this lecture. Registration starts on Thursday, 1.4.2021, 00:00 and lasts till Friday, 16.7.2021, 00:00 über: mein Campus.
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester SS 2021:
- Thermisches Management in der Leistungselektronik (LEE-TM)
- Department: Lehrstuhl für Leistungselektronik
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