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Bild: Embedded Softwareentwicklung für DC Microgrid Hardware

Embedded Softwareentwicklung für DC Microgrid Hardware

Jan Andreas Holzer

      Titel
      • Embedded Softwareentwicklung für DC Microgrid Hardware
      Autor/in
      Datierung
      • 06.06.2025
      Beschreibung
      • Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erweiterung der Embedded Software eines bestehenden
        DC-Microgrid-Prototyps. Ziel ist es, die bestehende Regelung mit einem MPPT-Algorithmus zu
        ergänzen und die Schaltverluste des Tiefsetzstellers durch Softswitching zu reduzieren. Zusätzlich
        wird untersucht, ob sich die Totzeit der MOSFETs mit einer bereits verbauten analogen Schaltung
        automatisch messen lässt und ob daraus der Spulenstrom indirekt erfasst werden kann. Der MPPT
        wird implementiert und in Simulationen, Labor- und Freilufttests validiert. Die Regelung direkt am
        Solarpanel zeigt gute Ergebnisse. Für das Softswitching wird die erforderliche Schaltfrequenz
        berechnet und experimentell überprüft. Die Bedingungen für Softswitching lassen sich zuverlässig
        einhalten. Die Totzeitmessung funktioniert grundsätzlich, wird jedoch durch Signalschwingungen und
        begrenzte Zeitauflösung beeinträchtigt.

        This thesis focuses on the extension of the embedded software of an existing DC microgrid
        prototype. The goal is to enhance the existing control system with a Maximum Power Point Tracking
        (MPPT) algorithm and to reduce switching losses in the buck converter through soft switching.
        Additionally, the work investigates whether the dead time of the MOSFETs can be automatically
        measured using an integrated analog circuit and whether the inductor current can be indirectly
        derived from it. The MPPT is implemented and validated through simulations, as well as lab and
        outdoor testing. The regulation directly at the solar panel shows good results. For soft switching,
        the required switching frequency is calculated and experimentally verified. The conditions for soft
        switching can be reliably met. The dead time measurement works in principle but is affected by
        signal overshoot and limited time resolution.
      Urheberrechtshinweis
      • Holzer Jan Andreas, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
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