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Hochspannende Elektronik wird langlebiger

Madhu Lakshman Mysore (l.) und Xing Liu haben an der TU Chemnitz am Leistungselektronik-Projekt "Power2Power", mitgearbeitet. Hier messen sie an einen Versuchsstand, wie robust die neuen Leistungshalbleiter sind und wie sich die Kurzschluss-Gefahr senken lässt. Foto: Professur für Leistungselektronik der TUC

Madhu Lakshman Mysore (l.) und Xing Liu haben an der TU Chemnitz am Leistungselektronik-Projekt „Power2Power“, mitgearbeitet. Hier messen sie an einen Versuchsstand, wie robust die neuen Leistungshalbleiter sind und wie sich die Kurzschluss-Gefahr senken lässt. Foto: Professur für Leistungselektronik der TUC

TU Chemnitz arbeitete im „Power2Power“-Projekt mit an besserer Leistungselektronik für Solarkraftwerke und Elektroautos

Chemnitz/Dresden, 19. Januar 2023. Damit die Leistungselektronik in Elektroautos, Solarkraftwerken und Eilzüge nicht mehr so schnell durchbrennt und jahrzehntelang hält, haben Forscher der TU Chemnitz im Zuge des „Power2Power“-Verbundprojektes robustere und kurzschlussfestere Transistoren mitentwickelt. Das geht aus einer Mitteilung der Chemnitzer Uni hervor.

IGBTs im Fokus

Das Projekt zielte unter anderem darauf, sogenannte „Insulated Gate Bipolar Transistoren“ (IGBT) zu verbessern. Das sind Minischalter, die starke Ströme und hohe Spannungen steuern, dafür selbst aber nur relativ niedrige Spannungen brauchen und wenig Strom verbrauchen. Infineon stellt solche IGBTs unter anderem in seiner 300-Millimeter-Fabrik in Dresden her.

Technik ist auch für Hochgeschwindigkeitszüge und Straßenbahnen interessant

Wichtig sind solche Transistoren beispielsweise für die Steuerelektronik an Windkraft- und Solaranlagen. „Zusätzlich profitieren aber auch Anwendungen in der Elektromobilität und in der Traktionstechnik, zum Beispiel bei Hochgeschwindigkeitszügen und Straßenbahnen“, erklärte Prof. Thomas Basler vom Lehrstuhl für Leistungselektronik an der TU Chemnitz. Gerade in der Traktionstechnik würden besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Elektronik gestellt, da diese bis zu 30 Jahre halten müsse.

Infineon: über 98 % Wirkungsgrad erreicht

„Vor allem im Bereich der Elektromobilität ermöglichen die vom Power2Power-Konsortium entwickelten Lösungen eine signifikante Senkung des Energieverbrauchs und die Energieumwandlung mit Wirkungsgraden von über 98 Prozent für Umrichter und Antriebsstränge in Elektrofahrzeugen“, berichtete Infineon. „Ergebnisse des Kooperationsprojekts haben außerdem erfolgreich gezeigt, dass die Lebensdauer von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge um das 1,5-fache verlängert.“

In modernen Autos verbauen die Hersteller immer mehr Elektronik - und davon profitieren auch wichtige Chipproduzenten wie die Infineon-Fabriken in Dresden. Foto: Infineon

In modernen Autos verbauen die Hersteller immer mehr Elektronik – und davon profitieren auch wichtige Chipproduzenten wie die Infineon-Fabriken in Dresden. Foto: Infineon

Infineon Dresden war Koordinator

Koordinator für das 2019 gestartete und vor allem in Sachsen realisierte „Power2Power“-Projekt war Infineon Dresden. Beteiligt waren 43 Partner, darunter eben die TU Chemnitz, aber auch die Technische Universität Dresden, die Hochschule Zittau-Görlitz, Siltronic Freiberg und X-Fab Dresden. Im Fokus stand Leistungselektronik mit höherer Leistungsdichte, Energieeffizienz und Lebensdauer. Dotiert war „Power2Power“ mit rund 74 Millionen Euro.

KDT-Manager: Leistungselektronik ist wichtig für Klimaziele

Ein Finanzier war die EU, die dafür Zuschüsse aus dem Programmtopf „Electronic Components and Systems for European Leadership“ (Ecsel) und dessen Nachfolger „Joint Undertaking Key Digital Technologies“ (KDT) zahlte. Denn Brüssel verknüpft große Hoffnungen mit dieser speziellen Elektronik. „Leistungselektronik ist eine der wichtigsten Schlüsselindustrien in Europa und spielt eine zentrale Rolle, wenn wir in Europa unsere Klimaziele erreichen wollen“, betonte KDT-Manager Yves Gigase. Das Konsortium habe Lösungen entwickelt, die „die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Mikroelektronikindustrie nachhaltig stärken und ihren Anteil am Weltmarkt erhöhen werden. Das Projekt hat vor allem die Technologie deutlich verbessert, was unter anderem zu einer höheren Zuverlässigkeit geführt hat, und eine Pilotlinie für die künftige Großserienproduktion von IGBT-Chips aufgebaut.“

Anschlussprojekt „Powerized“ soll neue Leistungselelektronik in Wertschöpfungsketten einbetten

Und ein Anschlussprojekt startet dieser Tage auch: „Im nächsten Projekt ,Powerized’, das bereits im Januar startet, arbeitet ein Konsortium von 62 Partnern an der Digitalisierung von Anwendungen für Leistungselektronik innerhalb wichtiger technologischer Wertschöpfungsketten“, kündigte Infineon an.

Autor: hw

Quellen: TUC, Infineon, Oiger.Archiv