Hochfrequent getaktete Multi-Level-Wechselrichter zur Gleichspannungswandlung

In dieser Dissertation wird die Analyse und Entwicklung eines hochfrequent getakteten Multi-Level-Wechselrichters zur Gleichspannungswandlung erläutert. Dieser DC-DC Wandler ist für 20 kW Ausgangsleistung ausgelegt bei einem Eingangsspannungsbereich von 400-800V in Verbindung mit einem Schaltfrequenzbereich von 100kHz bis 250kHz. Realisiert wird dies mit einem Fünf-Level-Neutral-Point-Clamped Wechselrichter in Verbindung mit einem LCC-Resonanzwandler als Last. Einen bedeutenden Anteil in dieser Dissertation bildet die Vorstellung eines neuen Steuerverfahrens. Durch das Steuerverfahren ist es möglich, die Leistung auf einem konstanten Wert unabhängig von der Eingangsspannung zu halten. Weitere Drei-Level-Wechselrichter basierend auf der Neutral-Point-Clamped Topologie werden analysiert, miteinander verglichen und bewertet. Bei den Resonanzwandlertopologien werden die vier Grundschaltungen „Parallel-LC“, „Serien-LC“, „LLC-“ und „LCC Schaltungen“ näher erläutert und für den LCC-Resonanzwandler mit kapazitivem Ausgangsfilter sind Berechnungsmethoden genauer betrachtet. Abschließend sind die Verluste in den Halbleiterbauelementen des Umrichters untersucht.