Dipl.-Phys. Stefan Hain wird mit dem Young Engineer Award 2016 ausgezeichnet

Im Rahmen der Eröffnungsveranstaltung der PCIM Europe in Nürnberg vom 10.-12.05.2016, eine Fachkonferenz aus dem Bereich der Leistungselektronik, fand die jährliche Verleihung des Young Engineer Awards statt.

Die Qualität des Inhalts, der Neuigkeitsgehalt sowie die Aktualität und der Praxisbezug waren die Kriterien, in denen die Gewinnerbeiträge aus über 340 erstklassigen Einreichungen die PCIM Europe Konferenzdirektoren überzeugten. Bemerkenswert in diesem Jahr war die überaus hohe Qualität der Einreichungen junger Ingenieure. Daher waren erstmalig unter den insgesamt sechs Nominierten für den Best Paper Award auch vier Anwärter für den Young Engineer Award. Der Young Engineer Award wird an herausragende Beiträge junger Ingenieure (bis 35 Jahre) vergeben.

Der Lehrstuhl für Mechatronik-Mitarbeiter Herr Hain wurde für beide Preise nominiert und darf sich zu den glücklichen Gewinnern des Young Engineer Award zählen. Neben der Präsentation seines Beitrags auf der PCIM Europe Konferenz und der Veröffentlichung im Tagungsband, darf er sich über ein Preisgeld von 1.000 € freuen, welches von der INFINEON Technologies AG zur Verfügung gestellt wurde.

Mit seinem Beitrag “New Ultra Fast Short Circuit Detection Method Without Using the Desaturation Process of the Power Semiconductor” („Extrem schnelle Kurzschlussdetektion bei Leistungshalbleitern ohne Verwendung des Entsättigungsverhaltens“) konnte Herr Hain die Jury für sich gewinnen. In der Veröffentlichung wird eine innovative Methode vorgestellt, mit der es möglich ist einen Kurzschluss im Leistungshalbleiter extrem schnell zu detektieren und abzuschalten um diesen effektiv zu schützen. Bisherige Detektionsmethoden überwachen einen signifikanten Parameter des Halbleiterschalters wie Spannung und Strom um einen Fehlerfall zu erkennen. Diese Detektionstechniken besitzen aber entweder eine sehr lange Detektionszeit, wodurch der Halbleiter im Fehlerfall geschädigt werden kann, oder sind extrem aufwendig und teuer. Herr Hain umgeht diese Nachteile bei seiner Methode, indem das Verhalten zweier einfach zu messender Parameter gleichzeitig analysiert wird. Die Überwachung des IGBT-Zustandes in diesem zweidimensionalen Phasenraum gibt der neuen Detektionsmethode auch ihren Namen „2D – short circuit detection method“. Herrn Hain ist es durch diese innovative Idee gelungen mit einer sehr einfachen Detektionsschaltung einen beginnenden Kurzschluss nach ca. 20 ns zu detektieren und abzuschalten, noch bevor sich der Kurzschluss vollständig ausgebildet hat und das Modul schädigen kann. Damit ist diese Methode ca. 200-mal schneller als die bisher meist verwendete kommerzielle Detektionsschaltung. Die extrem schnelle Reaktion der 2D – Detektionsmethode führt dazu, dass Leistungshalbleiter nun nicht mehr robust gegen lange Kurzschlusszeiten sein müssen. Herr Hain hat es somit mit seiner Detektionsmethode geschafft, der Entwicklung von Leistungshalbleitern eine neue Möglichkeit zu geben deren Leistungsfähigkeit deutlich zu erhöhen ohne dabei gleichzeitig die Kontrolle des Halbleiters bei einem Kurschluss zu gefährden.

Herr Dipl.-Phys. Stefan Hain ist seit Oktober 2011 akademischer Rat an der Universität Bayreuth am Lehrstuhl für Mechatronik von Prof. Dr.-Ing. Mark-M. Bakran. In seinem Forschungsprojekt „Leistungsfähigkeit und Kurzschlussschutz von modernen IGBTs in niederinduktiven Invertersystemen“ beschäftigt sich Herr Hain neben seiner prämierten 2D – Kurzschlussdetektionsmethode mit dem Schaltverhalten moderner IGBTs im Normal- und Kurzschlussfall, der Leistungsfähigkeit schnell schaltender Halbleiter in niederinduktiven Systemen sowie mit neuartigen, hochdynamischen und induktiven Strommessverfahren.

Young Engineer SH

Bild v.l.n.r.: Jörg Malzon-Jessen, Fa. Infineon; Dipl.-Phys. Stefan Hain; Prof. Leo Lorenz, Konferenzdirektor

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