Kraftelektronik

Kraftelektronik är ett område inom elektroniken som behandlar effektomvandling. Det kan t ex vara omvandling mellan likström (DC) och växelström (AC) eller vice versa. Det kan också syfta till omvandling mellan olika likspänningsnivåer (DC/DC) eller mellan ac-spänningar av olika frekvenser. 

Arbetshästen i kraftelektroniken är krafthalvledarna som typiskt är transistorer, dioder, tyristorer eller varianter av dessa, vilka styrs så att den önskade omvandlingen åstadkoms.

Integrationen och styrningen av krafthalvledarna är något som innefattar flera discipliner. Genom den vanligen höga kopplingsfrekvensen för halvledaren så är utformningen av styrkretsarna ett kritiskt område. Egenskaperna för halvledaren, kringkomponenter och parasitiska kretsparametrar måste beskrivas i detalj.

Termiska egenskaper är ett annat viktigt område för integrationen av krafthalvledaren som hänförs till bortförsel av effektförluster genom värmeledning och kylning. Vidare måste feltillstånd och skyddsfilosofier analyseras för att applikationen ska bli säker och få hög tillgänglighet.

Ytterligare ett annat stort område är styrsystemet som ska utformas så att de önskvärda funktionerna för effektomvandlaren erhålles i förhållande till inställningar som användaren kan göra. Ett kontrollsystem innehåller typiskt ett gränssnitt mot användaren, ingångar för mätsignaler från olika sensorer samt styrsignalerna till krafthalvledare eller andra styrenheter såsom tex strömbrytare. Kontrollsystemet kan vara en stor och komplex kombination av centralenhet och distribuerade processorer alternativt en mindre inbäddad microcontroller.

Av största vikt för konstruktionen av effektomvandlaren är förståelsen för de anslutna energikällorna (tex solceller, vindturbiner, batterier) och den mottagande effektförbrukaren (tex motor, batteriladdare etc) eller det anslutna kraftnätet. En effektomvandlare måste uppfylla diverse standarder och så kallade grid codes vilka definerar krav på elkvalitet, elsäkerhet och miljö.

Ingenjörsprocessen består oftast datorsimulering av systemet för att säkerställa funktion och komponentkrav vilket kräver detaljerade modeller av krafthalvledare, kringkomponenter och anslutna system.

Om mig
Visa/dölj innehåll

CV

Utbildning

  • 1987 - M. Sc. degree in Electrical Engineering from the Lund Institute of Technology

Arbete

  • 2016 -- Adjungerad universitetslektor, Linköpings universitet
  • 2009-2016 ABB Grid Systems, Senior Principal Engineer
  • 1999-2009 ABB Corporate Research, Västerås
  • 1988-1999 ABB HVDC system development, Ludvika

Medarbetare
Visa/dölj innehåll

Organisation
Visa/dölj innehåll