Aufgabe der Leistungselektronik ist es, elektrische Energie mit hoher Effizienz in die von unterschiedlichsten Anwendungen jeweils benötigte Form umzuwandeln und den Leistungsfluss zu steuern. Für diesen Zweck werden sogenannte Halbleiter, wie z.B. Transistoren, Dioden oder Thyristoren in unterschiedlichsten Topologien verwendet. Insbesondere schnell schaltende Transistoren bieten einen hohen Freiheitsgrad für die Wandlung elektrischer Energie. Die Leistungsklassen erstrecken sich dabei über einen sehr weiten Bereich von typischerweise weniger als einem Watt bei Spannungsreglern in der Kommunikations- elektronik bis hin zu mehreren Gigawatt bei Anlagen zur Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ). Das Gebiet hat einen interdisziplinären Anspruch, vom Schaltungsentwurf über Modulations- und Regelverfahren bis hin zur elektromagnetischen Verträglichkeit. Insbesondere der Ausbau erneuerbarer Energien und die Elektromobilität erhöhen den Einsatz leistungs- elektronischer Komponenten und treiben die Forschung auf diesem Gebiet voran.

Innovationen im Bereich der Halbleitertechnik führten in den letzten Jahren zu einem Wechsel von Silizium basierten IGBTs (insulated-gate bipolar Transistor) hin zu Siliziumcarbid basierten MOSFETs (metal-oxid-semiconductor field-effect transistor). Dadurch entstehen Vorteile wie Platzeinsparung und Erhöhung der Schaltfrequenzen. Durch eine erhöhte Schaltfrequenz ergibt sich ein größerer Freiheitsgrad in der Modulation und Regelung von Strömen und Spannungen. Aktuelle Forschungen untersuchen den Einsatz von Galliumnitrid basierten HEMTs (high-electron-mobility transistor), was eine zusätzliche Verbesserung des Platzbedarfs der Komponenten und eine weitere Erhöhung der möglichen Schaltfrequenzen mit sich bringt. Dadurch entstehen u.a. neue Fragestellungen in Bezug auf die Ansteuerung schnell schaltender Bauelemente oder die Störaussendungen leistungselektronischer Komponenten.

Die Arbeitsgruppen untersuchen u.a. den Einsatz dieser neuen Technologien, sowie die damit verbundenen Vor- und Nachteile. Neue Topologien und Anwendungen, wie beispielsweise aktive Filter, Emulatoren, HiL-Anwendungen (Hardware in the Loop) oder Modulations- und Messverfahren werden erforscht und optimiert. In Anbetracht der steigenden Frequenzbereiche spielt auch die genauere Modellierung und Entwicklung passiver Bauteile eine zunehmend wichtige Rolle. Frequenzabhängige Effekte von Kapazitäten und Induktivitäten müssen für Simulationsmodelle analysiert und berücksichtigt werden. Für all diese Zwecke stehen Labore mit Umrichter- und Motorprüfständen inkl. der erforderlichen Messtechnik zur Verfügung.