Entwicklung eines Konstantstromladers mit Weitbereichseingang und neuartigem Snubberkonzept

Abstract

Diese Veröffentlichung behandelt eine neuartige Konstantstromladertopologie für Hochspannungskondensatoren, welche sich besonders für den mobilen Einsatz bei variablen Eingangsspannungen mit hohen Ausgangsleistungen eignet. Als besondere Anforderung ergibt sich hierbei die hohe geforderte Effizienz durch die begrenzt verfügbare Energiemenge der Batterieversorgung in Verbindung mit den benötigten sehr hohen Eingangsströmen. Weiterhin erfordert der mobile Einsatz eine Topologie, die möglichst wenig Volumen einnimmt und ein niedriges Gewicht bietet. Ein 2 kW Prototyp mit 50 kV Ausgangsspannung wurde entwickelt und in Betrieb genommen, der mit einer Eingangsspannung zwischen 20 und 50 V versorgt wird, wodurch sich Eingangsströme über 100 A ergeben. Zur Reduktion der Verlustleistung wurde eine neues Snubberkonzept entwickelt, das Überspannungen an den Halbleiterschaltern eliminiert, indem eine schnellere Kommutierung erfolgt, wodurch auch Schalter mit niedrigeren Sperrspannungen und daraus folgend niedrigerem Durchgangswiderstand eingesetzt werden können.