Leistungselektronik
Bericht
Leistungselektronik auf dem Vormarsch
- Miniaturisierung und höhere Leistungsdichte
- Neue Materialien für Entwärmung der Bauteile
- BAIKEM-Forum mit über 220 Experten in Nürnberg
Ein bedeutendes Themenfeld für Produktinnovationen ist die zunehmende Substitution von
mechanischen Systemen wie der Hydraulik durch mechatronische Lösungen. Diese ermöglichen
höhere Funktionalität und verbesserte Energieeffizienz. Basis hierfür sind beeindruckende Entwicklungen in der Leistungselektronik. Einen ausgezeichneten Einblick bot das Kooperationsforum „Leistungselektronik – Materialien-Komponenten-Systeme“ am 9. Oktober 2007 in Nürnberg. Es wurde von Bayern Innovativ im Rahmen von BAIKEM konzipiert und organisiert.
Partner waren der Cluster „Leistungselektronik“, das European Center for Power Electronics e.V. (ECPE) sowie das Fraunhofer IISB aus Erlangen.
Die Halbleitertechnologie ermöglicht eine fortschreitende Miniaturisierung der Bauelemente.
Gleichzeitig werden vermehrt Funktionen integriert. Dies führt zu höheren Leistungsdichten.
Deshalb kommt auch in der Leistungselektronik dem intelligenten Wärmemanagement eine
besondere Bedeutung zu, zum Beispiel über den Einsatz innovativer Materialien. Eine Alternative
ist der Einsatz von Keramiken als Trägermaterial und Kühlkörper, wie sie bereits für Hochleistungs-LEDs erfolgreich verwendet werden. Einen anderen Ansatz verfolgt die SGL Carbon GmbH über individuell angepasste Carbonwerkstoffe, die sich u. a. durch eine hervorragende Thermoschockbeständigkeit auszeichnen, oder eine Wärmeleitpaste aus Graphit. Bei höchsten Leistungsdichten werden jedoch Flüssigkeitskühlungen über Heatpipes oder Thermosyphons notwendig.
Eine neue Dimension gezielter Materialinnovationen präsentierte Dr. Martin März vom Fraunhoferinstitut IISB am Beispiel funktional gefüllter Kunststoffe. Diese können über die Art und
Form der Füllstoffpartikel in ihren magnetischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften
maßgeschneidert werden. Dadurch ermöglichen sie z. B. spritzgegossene induktive
Komponenten mit gleichzeitiger Anpassung an vorhandene Bauräume. Als zukünftige
Anwendung wurde ein 100 KW Hochleistungs-DC /DC-Wandler im Notebook- Format vorgestellt. Maßgeschneiderte Bauteile entsprechend Kundenanforderungen sind generell ein bedeutender
Trend. Auch Kondensatoren werden zukünftig zum Teil individuell hergestellt. Diesen Weg geht auch ein Branchenführer wie Murata Elektronik, der über eine Milliarde Standardkondensatoren
pro Tag produziert.
Einen herausragenden Akzent hinsichtlich Produktinnovationen setzte Dr. Peter Jänker, EADS, mit seinem Einblick in hoch integrierte elektrische Aktuatoren in der Luftfahrt. So dämpfen Hubschrauber-Rotorblätter mit Piezoaktoren Vibrationen und damit Lärm und verbessern zudem die Flugeigenschaften des Helikopters.
Die Präsenz von Firmen und Instituten aus einem weiten Spektrum begeisterte die Teilnehmer auf diesem BAIKEM-Forum und führte zu zahlreichen Kontakten für neue Entwicklungen im dynamischen Feld der Leistungselektronik.
