Zuverlässigkeit & Robustheit

Die Sensorik ist ein wichtiger Bestandteil von intelligenten Geräten und Anlagen, z. B. die Zustandsüberwachung für die vorausschauende Wartung, die ein kontextbezogenes Verständnis und eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Produktionsanlagen ermöglicht und zu einer drastischen Verringerung der Ausfallzeiten aufgrund der vorbeugenden Wartung führt. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein System zur Überwachung von KI-Daten unter Verwendung des FP-AI-MONITOR2-Frameworks von STMicroelectronics implementiert werden. Die Software wird hierfür an unser eigenes Mikrocontroller-Board und an die entsprechenden Sensorknoten angepasst.

Aufgaben & Ziele

• Einarbeitung & Literaturrecherche
• Analyse des FP-AI-MONITOR2 und anderer KI-bezogener Software
• Anpassung des Mikrocontroller-Quellcodes für ein eigenes Board
• Verifikation & Validierung des Designs
• Abschlussarbeit & Präsentation

Vorkenntnisse

• Vorlesung Leistungselektronik I/II oder ähnlich
• Kenntnisse in der Programmierung von ARM-Mikrocontrollern in C hilfreich
• Starkes Interesse an KI

Beginn: ab sofort

Kontakt: Kevin Muñoz Barón

Aufgabenstellung

Wie in vielen Technologiebereichen wird auch in der Leistungselektronik das Ziel ver-folgt, Bauteile kleiner, leichter und gleichzeitig leistungsfähiger zu gestalten. 3-dimensionale Schaltungsträger wie MID‘s (Molded Interconnect Devices) haben diesbezüglich viele Vorteile. Zum einen besitzen sie das Potenzial zur weiteren Systemminiaturisierung und Funktions-integration. Zum anderen kann die Teilevielfalt eines Systems reduziert und die Wärmeabfuhr individuell optimiert werden. Neben MID auf Thermoplastbasis sind es neuerdings auch duroplastische und keramische Substratmaterialien die entwickelt wurden und für die Leistungselektronik interessant sind. Mit kleineren Leistungsmodulen und höherer Leistungsdichte steigen allerdings gleichzeitig die Anforderungen an die Aufbau- & Verbindungstechnik (AVT). Ein wichtiges Kriterium für die Materialauswahl und die AVT ist die thermische Performance. Die Berechnung des transienten Temperaturverhaltens der Halbleiter für ein gegebenes Verlust-leistungsprofil kann bspw. durch Zth-Kurven ermittelt werden.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen WBG-Leistungshalbleiter, auf neuartigen- räumlichen Substraten transient thermisch gemessen werden. Ein Teil der Arbeiten ist dabei die Konzeption, die Auslegung, die Konstruktion und der Aufbau von Probekörpern mit modernen AVT-Technologien wie Lötverfahren, Silber-sintern oder auch Semi-Sintern.

Die studentische Arbeit wird in Kooperation zwischen Hahn-Schickard und dem ILH betreut.

Einzeltätigkeiten

• Aufbau von Probekörpern
• Durchführung von Zth-Untersuchungen
• Bewertung und Zusammenfassung der Ergebnisse
• Dokumentation der Arbeit

Beginn: ab sofort

Kontakt ILH: Dominik Koch

Kontakt Hahn-Schickard: Kai Werum

Im sich entwickelnden Markt für Elektrofahrzeuge besteht ein Bedarf an hoch effizienter und zuverlässiger Leistungselektronik. Während Silizium bereits seit mehreren Jahrzehnten auf dem Markt existiert und ausgefeilte Lebensdauermodelle wie LESIT oder CIPS08 für diese Komponenten entwickelt wurden, fehlt dieses Wissen noch weitgehend für SiC aufgrund der unterschiedlichen Technologie und Physik. In diesem Gesamtprojekt soll ein 3-Phasen-Wechselrichter entwickelt werden, der nahe an den Anwendungsbelastungen arbeitet und damit Modelle erstellt werden können, die präzise die Lebenszeit voraussagen können.

Ruben Schnitzler