KIT - Elektrotechnisches Institut - Institut

Forschungsprojekte
Titel	Ansprechperson
AppLHy! – Transport und Anwendung von flüssigem Wasserstoff	Prof. Dr.-Ing. Marc Hiller M. Sc. Simon Frank
SupraGenSys - Entwurf, Optimierung und Bewertung von energieeffizienten, supraleitenden Generatorsystemen	Prof. Dr.-Ing. Martin Doppelbauer Prof. Dr.-Ing. Marc Hiller M.Sc. Tobias Zeller M.Sc. Simon Frank M.Sc. Nick Thönelt

Studentische Abschlussarbeiten
Titel	Forschungsthema	Betreuung
Entwicklung und Aufbau einer Hochstrom GaN Halbbrücke mit parallelisierten HEMTs	GaN HEMTs	M.Sc. Simon Frank, M.Sc. Martin Fein
Aufbau und Inbetriebnahme einer kryogenen Dual Active Bridge mit GaN Halbleitern	Kryogene Leistungselektronik	M.Sc. Simon Frank M.Sc. Martin Fein
Untersuchung verschiedener GaN-Bauelemente bei kryogenen Temperaturen	Leistungselektronik bei tiefen Temperaturen	M.Sc. Simon Frank
Analysis of powering schemes for a muon accelerator	Power electronics for a muon accelerator	M.Sc. Simon Frank
Design und Inbetriebnahme einer GaN-Vollbrücke mit Tieftemperaturkühlung für den Einsatz in einer Dual Active Bridge	Stromrichter bei tiefen Temperaturen	M.Sc. Simon Frank
Simulative Untersuchung von SiC- und GaN-Halbleitern für den Einsatz in einer hybriden Wasserstoff-Supraleiter-Pipeline	Leistungselektronik bei tiefen Temperaturen	M.Sc. Simon Frank
Entwicklung und Inbetriebnahme einer einphasigen Wechselspannungsregelung mit zugehöriger Hardware-Auslegung	Regelung Leistungselektronik	M.Sc. Dominik Schulz M.Sc. Simon Frank
Entwicklung eines intelligenten Gate-Treibers zur arbeitspunktabhängigen Einstellung der Schaltgeschwindigkeit	Ansteuerung von Leistungshalbleitern	M.Sc. Philipp Swoboda M.Sc. Simon Frank
Weiterentwicklung des ETI-Simulationstools zur Auslegung von Stromrichtern	Stromrichterauslegung	M.Sc. Simon Frank M.Sc. Tobias Merz
Auslegung, Aufbau und Inbetriebnahme eines 100-kVA Antriebsinverters für hybrid-elektrische Antriebssysteme in der Luftfahrt	Stromrichter-Entwicklung	M.Sc. Simon Frank
Implementierung und Inbetriebnahme eines automatisierten Hardware in the Loop (HIL)-basierten Testverfahrens für leistungselektronische Baugruppen und FPGA-Signalverarbeitung	Prüfsystem-Entwicklung	Schulz, Dominik Frank, Simon
Erweiterung des ETI-Simulationsmodells zur Auslegung von Stromrichtern	Stromrichterauslegung	M.Sc. Simon Frank M.Sc. Tobias Merz
Entwicklung einer 3 kV SiC-Endstufe für die Hochvolt-Prozesstechnik		M.Eng. Dirk Kranzer (Fraunhofer ISE) Dipl. Ing. Corentin Gasser (Fraunhofer ISE) M.Sc. Simon Frank
Entwicklung eines Simulationsmodells zur Auslegung von Stromrichtern	Stromrichterauslegung	M.Sc. Simon Frank M.Sc. Tobias Merz
Charakterisierung von Halbleitermodulen bei tiefen Temperaturen	Halbleiteruntersuchungen	M.Sc. Simon Frank
Entwicklung und Aufbau eines Hardware in the Loop (HIL)-basierten Inbetriebnahmesystems für leistungselektronische Baugruppen und FPGA-Signalverarbeitung	Prüfsystem-Entwicklung	Dominik Schulz Simon Frank
Weiterentwicklung des Doppelpulsprüfplatzes für tiefe Temperaturen	Prüfplatzentwicklung	Simon Frank Fabian Stamer

Veröffentlichungen
Titel	Quelle	Kurzbeschreibung
A Cryogenic Gallium Nitride Full Bridge for Use in a Thermally Insulating Dual Active Bridge	Link IEEE Explorer	In this paper, a Liquid Nitrogen (LN2) cooled Gallium Nitride (GaN) Cryogenic Full Bridge (CFB) is presented as part of a Dual Active Bridge (DAB) for use in a hybrid Liquid Hydrogen (LH2) High Temperature Superconductor (HTS) transmission line. The concept of a 20 kW DAB with cryogenic parts is outlined and the design of the CFB as one of the cryogenic parts is presented. Furthermore, the construction of a cryogenic test bench is described which is used to validate the functionality of the CFB and to characterize it. Finally, the first measurements of the prototype down to 82 Kelvin are presented, which confirm the increased efficiency of the GaN semiconductors at cryogenic temperatures.
A standardized and modular power electronics platform for academic research on advanced grid-connected converter control and microgrids	Link IEEE-Explorer	This paper introduces a multifunctional converter platform rated at 30kW. Individual units allow research on advanced grid-connected converter control, while their interconnection enables isolated microgrid investigations. The standardized and modular design allows simple reconfiguration of the system for different setups, for which multiple measurements are presented.
An Approach to the Design and the Interactions of a Fully Superconducting Synchronous Generator and Its Power Converter	Link MDPI	This study highlights the interdependencies between the design of a fully superconducting 10 MW wind power generator and the corresponding design of its power electronic converter.
Design of an Intelligent, Modular IGBT/SiC Inverter Platform up to 400 kW for Fast Realization of New Test-Bench Concepts	Link IEEE-Explorer	This paper presents an intelligent, modular two level, three phase inverter platform for up to 1200 V DC-link voltage and 400 kW continuous power at 10 kHz switching frequency.
Fully Automated Wide Temperature Range Semiconductor Characterization	Link IEEE-Explorer	This paper introduces a fully automated test bench for −75 °C up to 160 °C static and dynamic semiconductor characterization. First measurements performed with a 1.2 kV, 200 A Si-IGBT module and a 1.2 kV, 250 A SiC-MOSFET module show better semiconductor performance at lower temperatures compared to the conventional high temperature operation.

M.Sc. Simon Frank