Prof. Dr. -Ing. Ulf Witkowski

Arbeitsgebiete / Forschung

Forschungsschwerpunkte im Fachgebiet Schaltungstechnik / Industrieelektronik sind der Entwurf ressourceneffizienter eingebetteter Systeme, mobile Ad-Hoc-Netzwerke zur drahtlosen Kommunikation, die zukunftsweisende (Wasserstoff-)Elektromobilität und die Entwicklung von Thermomanagement- und Elektroniksystemen für die nächste Generation von weißen Leuchtdioden.

Ressourceneffiziente eingebettete Systeme
Unter ressourceneffizienten eingebetteten Systemen verstehen wir elektronische Systeme, die für einen speziellen Einsatzzweck entworfen und hinsichtlich des Ressourcenbedarfs optimiert wurden. Als Ressourcen werden hierbei Energie- und Leistungsbedarf, Kosten sowie Platzbedarf eines Systems betrachtet. Ziel ist die Bereitstellung eines Entwurfsablaufes, mit dessen Hilfe ein eingebettetes System effizient unter Berücksichtigung einsatzrelevanter Randbedingungen spezifiziert, technisch umgesetzt und in einem Einbettungskontext in Betrieb genommen werden kann. Weitere Informationen:
Ressourceneffiziente eingebettete Systeme

Wasserstoff-Elektromobilität
Ein großer Teil des Verkehrsaufkommens des Individualverkehrs resultiert aus Pendelfahrten zwischen Wohnort und Arbeitsstätte sowie aus Besorgungsfahrten. Gerade für diese Einsatzbereiche eignen sich elektrisch angetriebene Fahrzeuge in Kombination mit einer Wasserstoff-Brennstoffzellentechnik sehr gut. Elektrofahrzeuge sind hoch effizient und leise im Betrieb. Sie benötigen im Stillstand so gut wie keine Energie und haben damit das Potential für eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen. Das Fachgebiet Schaltungstechnik erforscht zusammen mit dem Fachgebieten Physik, Elektrische Antriebe und Leistungselektronik sowie Datentechnik die technische Machbarkeit der Hydridspeicherung für mobile Anwendungen durch den Aufbau von zwei Fahrzeugen (Orthopädie-Scooter und Smart) mit Elektroantrieb und Wasserstoff-Brennstoffzellentechnik. Weitere Informationen:
Wasserstoff-Elektromobilität

Thermomanagement- und Elektroniksysteme für Leuchtdioden
Die in den letzten Jahren rasant anwachsende Anwendung von weißen Leuchtdioden (W-LEDs) trägt dazu bei, dass die Leuchtstoff-Forschung sich mehr und mehr in Richtung Materialeffizienz und umweltfreundliches Recycling verlagert. Eine lange Lebensdauer und ein sicherer Betrieb von W-LEDs erfordert allerdings eine besondere Berücksichtigung des Thermomanagements. Dies bedeutet, die Temperatur an wesentlichen Bauteilen einer LED wie der Halbleitersperrschicht und der Beschichtung mit Leuchtstoffpartikeln möglichst gering zu halten. Ziel der Forschungsarbeiten im Fachgebiet, die in Kooperation mit dem Fachgebiet Physik (Prof. Schweizer ) durchgeführt werden, ist zum einen die Entwicklung eines solchen Thermomanagementsystems, welches unter Zuhilfenahme von Simulationswerkzeugen, Wärmeflüsse und Temperaturprofile von verschiedenen Diodenvarianten ermittelt und zum anderen die Realisierung von der zugehörigen integrierten Leistungselektronik.

Mobile Ad-Hoc-Netzwerke
Die drahtlose Kommunikation gewinnt zunehmend an Bedeutung, wobei Energieeffizienz, Robustheit und Sicherheit bei der Datenübertragung sowie eine aus Anwendersicht einfache Nutzbarkeit wichtige Systemmerkmale darstellen. Schwerpunkt der Arbeiten im Fachgebiet bilden drahtlose mobile Ad-Hoc-Netzwerke. Ziel ist hier zum einen die Entwicklung energieeffizienter Kommunikationsknoten, die eine oder bei Bedarf auch mehrere Funktechnologien unterstützen. Zum anderen werden optimierte Routingverfahren für dynamische Netzwerke mit mobilen Knoten betrachtet. Als Funktechniken kommen unter anderem Bluetooth, Bluetooth Low Energy, ZigBee, Sub-1GHz-Funk und Ultra-Wide-Band (UWB) zum Einsatz.