Thermisches Management in der Leistungselektronik (LEE-TM-V)
- Dozentinnen/Dozenten
- Prof. Dr.-Ing. Martin März, M.Sc. Stefanie Büttner
- Angaben
- Vorlesung
Online/Präsenz 2 SWS, benoteter Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 5
für FAU Scientia Gaststudierende zugelassen, Sprache Deutsch
Zeit und Ort: Mo 8:30 - 10:00, Hans-Georg-Waeber-Saal; n.V.; Bemerkung zu Zeit und Ort: Vorlesung und Übung im Waeber-Saal am Fraunhofer-IISB, Schottkystr. 10.; am 25.04. erster Vorlesungstermin um 10:15 Uhr
- Studienfächer / Studienrichtungen
- 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)
- Voraussetzungen / Organisatorisches
- 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:
- Inhalt
- 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.
- Empfohlene Literatur
- Begleitendes Vorlesungsskript
- ECTS-Informationen:
- Title:
- Thermal Management in Power Electronics
- Credits: 5
- Zusätzliche Informationen
- Schlagwörter: Thermisches Management, Thermal Management, Entwärmung, Leistungselektronik, Energieelektronik, Energietechnik, Power Electronics
Erwartete Teilnehmerzahl: 40
www: https://www.lee.tf.fau.de/lehre/lehrveranstaltungen/
- Zugeordnete Lehrveranstaltungen
- UE ([hybrid]):Übungen zu Thermisches Management in der Leistungselektronik
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Dozent/in: M.Sc. Stefanie Büttner
Zeit und Ort: Mo 10:15 - 11:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Bemerkung zu Zeit und Ort: Vorlesung und Übung im Waeber-Saal am Fraunhofer-IISB, Schottkystr. 10. www: https://www.lee.tf.fau.de/
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester SS 2022:
- Thermisches Management in der Leistungselektronik (LEE-TM)
- Institution: Lehrstuhl für Leistungselektronik
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