On the Application of Active Gate Drivers in Electric Vehicle Traction Inverters

Zusammenfassung

To combat climate change, a shift towards energy-efficient electric vehicles is necessary. Wide-bandgap semiconductors like SiC enable faster switching, resulting in reduced losses in electric vehicle drive inverters, but also cause increased electromagnetic interference and stress on electric machines. This dissertation investigates the use of active gate drivers to mitigate these effects by controlling the switching speed while accounting for the inverter’s varying operating conditions. The performance of an active gate driver is verified through double pulse tests and compared to conventional drivers and dv/dt filters. The comparison shows that an active gate driver offers advantages over other methods of controlling dv/dt with respect to losses, weight, and volume. A test inverter verifies these findings and demonstrates that the active gate driver also functions in a drive system, controlling switching speed, reducing losses, and limiting EMI.

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Bibliographische Angaben

Auflage: 1/2025
Copyrightjahr: 2025
ISBN-Online: 978-3-69030-120-6
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IAL
Band: IAL 05/2025
Sprache: Deutsch
Seiten: 148
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Contents Kein Zugriff
2. Acronyms Kein Zugriff
3. Formula Symbol Convention Kein Zugriff
4. List of Formula Symbols Kein Zugriff
1 Introduction Kein Zugriff Seiten 1 - 2
1. 2.1 Electric Vehicle Drivetrains Kein Zugriff
2. 2.2 Parasitic Effects in Electric Vehicle Drivetrains Kein Zugriff
3. 2.3 SiC MOSFETs Kein Zugriff
4. 2.4 Generation of Losses in an Inverter Kein Zugriff
5. 2.5 Active Gate Drivers Kein Zugriff
6. 2.6 Contributions of this Dissertation Kein Zugriff
1. 3.1 Hardware Implementation of the Active Gate Driver Kein Zugriff
2. 3.2 Control Scheme of the Active Gate Driver Kein Zugriff
3. 3.3 Low-Level Control Scheme for Switching Speed Adjustment Kein Zugriff
4. 3.4 Double Pulse Measurements Kein Zugriff
5. 3.5 Low-Level Control Scheme to Reduce Voltage Overshoot Kein Zugriff
6. 3.6 High-Level Control of the AGD Kein Zugriff
7. 3.7 Loss Estimation by Virtual Sinusoidal Currents Kein Zugriff
8. 3.8 AGD Control Robustness Kein Zugriff
9. 3.9 Simplified AGD Control Schemes Kein Zugriff
10. 3.10 Summary Kein Zugriff
1. 4.1 Filter Modelling Kein Zugriff
2. 4.2 Filter Component Sizing Kein Zugriff
3. 4.3 Filter Loss Measurements Kein Zugriff
4. 4.4 Virtual Sinusoidal Measurements Kein Zugriff
5. 4.5 Summary Kein Zugriff
1. 5.1 Inverter Test Bench Kein Zugriff
2. 5.2 Efficiency Estimations Kein Zugriff
3. 5.3 Measurement Acquisition Kein Zugriff
4. 5.4 Measurement Results Kein Zugriff
5. 5.5 Summary Kein Zugriff
6 Conclusion Kein Zugriff Seiten 124 - 127
1. A.1 AGD Schematic Kein Zugriff
2. A.2 AGD-Based CM Current Reduction Kein Zugriff
Bibliography Kein Zugriff Seiten 132 - 146
Curriculum Vitae Kein Zugriff Seiten 147 - 148