PhD position for developing multi-physics models of planar inductors and transformers

Die Labor für Hochleistungs-Elektroniksysteme (HPE) am Departement für Informationstechnologie und Elektrotechnik der ETH Zürich führt international führende Forschung an leistungselektronischen Umwandlungssystemen durch, die beispielsweise in zukünftigen Energieverteilungssystemen zur Integration erneuerbarer Energiequellen oder in Traktionsanwendungen/elektrischen Fahrzeugen erforderlich sind. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt auf Festkörper-Pulsmodulatoren für medizinische Anwendungen (Computertomographie/Krebsbehandlung) und Beschleuniger (CERN).

Für ein neues Forschungsprojekt zu planar magnetischen Komponenten für hochkompakte, flache leistungselektronische Systeme suchen wir einen Doktoranden (100%) zur Entwicklung von Mehrphysikmodellen von planar Induktivitäten und Transformatoren. Wir suchen hochmotivierte Personen mit einem herausragenden akademischen Hintergrund, die daran interessiert sind, eine Promotion im wichtigen und interdisziplinären Forschungsbereich der Modellierung und Optimierung planar magnetischer Geräte (Induktivitäten und Transformatoren) zu verfolgen.

Planar magnetische Geräte, die beispielsweise PCB-basierte Wicklungsstrukturen nutzen, sind Schlüsselkomponenten vieler leistungselektronischer Wandler mit flachem Profil, die beispielsweise für DC-DC-Wandler (PoL-Wandler) in zukünftigen Rechenzentren oder in Automobilanwendungen zur Verbindung der Hauptantriebsbatterie mit der 12V-Batterie erforderlich sind. Planare magnetische Geräte werden auch häufig in drahtlosen Lade-/Energieübertragungssystemen benötigt, wo sie hochkompakt und effizient sein müssen.

Um die Effizienz und Leistungsdichte solcher planar magnetischen Geräte zu steigern, werden Sie Mehrphysikmodelle von planar Magnetik entwickeln. Diese Modelle beschreiben umfassend die (HF) Verluste in den Wicklungen, die parasitären Kapazitäten der Wicklungen sowie die Temperaturverteilung in der Wicklung und dem Kern. Darüber hinaus werden Sie Modelle zur Gestaltung der elektrischen Isolation der Wicklung entwickeln. Basierend auf diesen Modellen werden Sie an der Optimierung der Kern- und Wicklungsgeometrie arbeiten sowie fortschrittliche Kükonzepte für die Wicklungen und den Kern entwickeln.

Die entwickelten Modelle sollten in Optimierungsverfahren für leistungselektronische Umwandlungssysteme auf rechnerisch effiziente Weise integriert werden. Dies ist entscheidend, um herausragende Systemeffizienzen und Leistungsdichten zu erreichen sowie einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. Die Modelle sind auch Teil eines laufenden, umfassenderen Projekts zur Entwicklung eines Modellierungsrahmens bei HPE, das die Möglichkeit bietet, mit anderen Doktoranden an verschiedenen Modellierungsaspekten zusammenzuarbeiten.

Zur Überprüfung der neuen Kühl- und Wicklungskonzepte sowie der entwickelten Modelle werden Sie verschiedene Prototypen entwerfen und bauen, einschließlich PE-Umwandlungssystemen, um die planar Magnetik unter realistischen Bedingungen zu betreiben.

Unser Labor bietet eine herausfordernde und wissenschaftlich spannende Vollzeitstelle innerhalb eines dynamischen internationalen Teams an einer der weltweit führenden technischen Universitäten. Wir fördern auch aktiv die Teilnahme an internationalen Konferenzen und bieten ein wettbewerbsfähiges Gehalt, hervorragende Leistungen sowie herausragende Forschungs- und Laboreinrichtungen für Ihre Experimente.

Profil

• Sie müssen einen Diplom-/M.Sc.-Abschluss in Elektrotechnik mit ausgezeichneten Noten haben.
• Fundamentale Kenntnisse über leistungselektronische Umwandlungssysteme.
• Fließende Englischkenntnisse.
• Die Bereitschaft, sich voll und ganz als Teil eines internationalen Teams zu engagieren.
• Darüber hinaus sollten Sie Interesse an der detaillierten Modellierung und Gestaltung von magnetischen Komponenten sowie an der Optimierung leistungselektronischer Systeme haben.

Wir bieten

• Ihre Arbeit mit Einfluss: Werden Sie Teil der ETH Zürich, die nicht nur Ihre berufliche Entwicklung unterstützt, sondern auch aktiv zu positiven Veränderungen in der Gesellschaft beiträgt.
• Unser Labor bietet eine herausfordernde und wissenschaftlich äußerst spannende Vollzeitstelle in einem dynamischen, internationalen Team an einer der weltweit führenden technischen Universitäten.
• Wir fördern aktiv die Teilnahme an internationalen Konferenzen und bieten ein wettbewerbsfähiges Gehalt, hervorragende Leistungen sowie herausragende Forschungs- und Laboreinrichtungen für Ihre Experimente.
• Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir setzen uns für Chancengleichheit ein, schätzen Vielfalt und pflegen ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller Mitarbeiter und Studierenden respektiert werden.