Ingenieurwissenschaften Elektrotechnik – Leistungselektronik
Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist der Hauptunterschied zwischen MOSFET und IGBT im Schaltverhalten…
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14 KartenWas ist der Hauptunterschied zwischen MOSFET und IGBT im Schaltverhalten?
Rückseite
MOSFET ist ein spannungsgesteuerter Feldeffekttransistor mit positivem Temperaturkoeffizienten; IGBT kombiniert MOSFET-Eingang mit Bipolar-Ausgang, hat Sättigungsspannung und negatives Temperaturverhalten bei niedrigem Strom.
Welche drei Verlustmechanismen dominieren bei Leistungshalbleitern?
Rückseite
Schaltverluste (E_on, E_off), Leitverluste (I²·R_DS_on bzw. U_CE_sat·I) und Sperrverluste (Leckstrom in Sperrrichtung).
Wie wirkt sich die Schaltfrequenz auf die Schaltverluste eines MOSFET aus?
Rückseite
Schaltverluste steigen linear mit der Schaltfrequenz, da pro Sekunde mehr Ein-/Ausschaltvorgänge (E_sw · f_sw) stattfinden.
Was kennzeichnet einen Abwärtswandler (Buck-Converter) im Continuous Conduction Mode?
Rückseite
Ausgangsspannung U_out = D · U_in (D = Tastverhältnis), Induktorstrom fließt nie null, Ausgangsspannung kleiner als Eingangsspannung.
Welche Topologie eignet sich für galvanische Trennung und hohe Leistungen?
Rückseite
Vollbrückenwandler (Full-Bridge) mit Hochfrequenztransformator – nutzt vier Schalter, überträgt Leistung über Transformator, ermöglicht beliebige Ausgangsspannung.
Was bewirkt ein Snubber-Netzwerk (RC-Snubber) parallel zum Schalter?
Rückseite
Begrenzt Spannungsspitzen beim Ausschalten durch Dämpfung parasitärer Induktivitäten, reduziert EMI und schützt den Halbleiter vor Überspannung.
Wie berechnet man den thermischen Widerstand R_thJA für ein Bauteil ohne Kühlkörper?
Rückseite
R_thJA = R_thJC + R_thCS + R_thSA; bei direktem PCB-Anschluss oft R_thJA ≈ 40–60 K/W (TO-220) bzw. 10–20 K/W (D²PAK mit Kupferfläche).
Was ist der Vorteil von SiC-MOSFET gegenüber Si-MOSFET bei 1200 V?
Rückseite
SiC hat breiteres Bandlückenmaterial: höhere Durchbruchfeldstärke, geringere Schaltverluste, höhere Temperaturfähigkeit (bis 175 °C), ermöglicht höhere Schaltfrequenzen.
Welche Funktion hat der Gate-Treiber bei Leistungsschaltern?
Rückseite
Liefert hohe Spitzenströme (1–10 A) zum schnellen Laden/Entladen der Gate-Kapazität, stellt galvanische Trennung her, schützt Logik vor Hochspannung.
Was versteht man unter Dead-Time in einer Halbbrücke?
Rückseite
Zeitliche Verzögerung zwischen Abschalten des oberen und Einschalten des unteren Schalters (und umgekehrt), verhindert Durchschlussschluss (Shoot-Through).
Wie wirkt sich der Ripple-Strom im Ausgangskondensator eines Buck-Wandlers auf dessen Lebensdauer aus?
Rückseite
ESR-Verluste (P = I_ripple² · ESR) erwärmen den Kondensator; Lebensdauer halbiert sich pro 10 °C Temperaturerhöhung (Arrhenius-Gesetz).
Was ist der Unterschied zwischen Spannungs- und Stromgeregeltem Modus (Voltage/Current Mode Control)?
Rückseite
Voltage Mode: nur Ausgangsspannung wird geregelt, langsamer; Current Mode: zusätzlicher innerer Stromregelkreis, schneller Lastsprung, inhärente Strombegrenzung.
Welche EMI-Maßnahme reduziert Common-Mode-Störungen am effektivsten?
Rückseite
Common-Mode-Drossel (CM-Choke) im Eingang plus Y-Kondensatoren gegen PE – dämpft asymmetrische Störungen auf den Leitungen.
Wie dimensioniert man den Boost-Induktor für Continuous Conduction Mode?
Rückseite
L ≥ (U_in · D) / (ΔI_L · f_sw) mit ΔI_L ≈ 20–40 % des maximalen Eingangsstroms; Sättigungsstrom > I_L_max + ΔI_L/2.