Bild: Fraunhofer IZM
14.11. 2024 – Um den Ladeprozess von E-Autos am Hausstrom effektiver zu gestalten, erproben das Fraunhofer IZM und die TU Berlin einen originellen Ansatz: Eine spezielle Schaltung mit neuartigen, bidirektional sperrenden GaN-Transistoren. Einige Elektrofahrzeuge nutzen bereits Galliumnitrid (GaN)-Halbleiter in ihren aktiven Gleichrichtern, die hohe Schaltfrequenzen und kleinere Bauteile ermöglichen. Bisher sperrten diese jedoch die Spannung nur in eine Richtung. Die innovativen bidrektionalen GaN-Transistoren können sowohl positive als auch negative Spannungen sperren und ermöglichen damit neue Schaltungstopologien.
Eine der innovativen Schaltungen, deren Vorteile erst durch den Einsatz von bidirektionalen GaN-Transistoren zum Tragen kommt, ist die sogenannte Buck-Boost-Schaltungstopologie. Mit ihr können die Forscher:innen des Gemeinschaftsprojekts EnerConnect die Eingangsspannung sowohl erhöhen als auch senken. Durch diesen Effekt lassen sich die hohen Spannungen, mit denen die aktiven Gleichrichter in E-Autos normalerweise geschaltet werden, absenken. Das Resultat: Infolge der niedrigeren Schaltspannung verringern sich auch die Schaltverluste in den Stromrichtern – und die Gesamteffizienz des Ladevorgangs nimmt zu. (cp)