„Ohne Leistungselektronik funktioniert nichts“

Von Handy bis E-Lok: Ohne Leistungselektronik komme die Welt nicht aus, sagt Prof. Dr. Chiadò Caponet, Fachbereich VII, im Interview bei „Drei Fragen, drei Antworten“. Er lehrt an der BHT die neuesten Technologien.

Prof. Dr. Marco Chiadò Caponet
Prof. Dr. Marco Chiadò CaponetBild: Martin Gasch

Prof. Chiadò Caponet, Sie sind Professor für Leistungselektronik. Was ist Leistungselektronik überhaupt? Warum ist sie relevant?

Leistungselektronik ist in Ladegeräten für Smartphones oder Notebooks verbaut, in Elektroautos, Elektrolokomotiven oder Windkraftanlagen. Ohne Leistungselektronik funktioniert nichts in der heutigen Welt. Wie der Name sagt, sind die elektronischen Bauelemente für Leistung, nämlich große Leistung ausgelegt. Es handelt sich um elektronische Schalter, sogenannte Transistoren, die beispielsweise Elektromotoren steuern. Diese Transistoren können sich sehr schnell ein- und ausschalten – bis zu 200.000 Mal in einer Sekunde. Das heißt: Man kann Energie mit einer sehr hohen Effizienz umwandeln und nutzen.

In den vergangenen Jahren hat sich die Leistungselektronik rasant entwickelt. Wie zeigt sich dies?

Die Bauelemente sind leistungsfähiger geworden, vor allem dank neuer Halbleitermaterialien wie Galliumnitrid und Siliziumkarbid. Sie sind der Schlüssel für den nächsten Schritt hin zu einer energieeffizienten Welt. Die neuen Transistor-Bauelemente weisen im Betrieb weniger Verluste auf und können noch schneller schalten. Dies wirkt sich beispielsweise auf die Transformator-Bauteile in einem Ladegerät aus: Diese können aufgrund der hohen Schaltfrequenz kompakter und leichter gestaltet werden. Umso schneller ein Transistor schalten kann, desto weniger Platz benötigt die Schaltung. Sprich: Die leistungselektronischen Geräte werden immer kleiner, günstiger und energieeffizienter. Die neuen Halbleitermaterialien kommen etwa bereits in Schnell-Ladesäulen für Elektrofahrzeuge zum Einsatz, die Strom mit einigen hundert Kilowatt Leistung liefern und damit das Batteriefahrzeug in wenigen Minuten vollladen. Früher wären die Ladesäulen wesentlich größer gewesen – bei niedrigerer Leistung.

Welche Rolle spielen die aktuellen Technologien in der Lehre der BHT?

In den Vorlesungen „Leistungselektronik“ und „Leistungselektronik in Energieversorgungssysteme“ erläutere ich im Detail die neuen Leistungshalbleiter. Im Labor für Elektrotechnik haben die Studierenden die Möglichkeit, die Halbleiter-Bauelemente selbst auszuprobieren und kennenzulernen. Möglich ist dies dank der Unterstützung der Firma Infineon Technologies AG. Im Jahr 2022 hat sie der BHT in großem Umfang Evaluierungs- beziehungsweise Applikationsboards mit modernen Halbleiter-Bauelementen überlassen. Die Studierenden können die Platinen anschließen und Messungen vornehmen, etwa Strom- und Spannungsverläufe beobachten oder die Effizienz des leistungselektronischen Geräts ermitteln. Wenn die Studierenden später im Beruf mit diesen Technologien arbeiten müssen, besitzen sie bereits Kenntnisse und Erfahrungen. Dies ist ein großer Vorteil.


Information und Kontakt


Zurück