Selected applications of the MOSFETs in AC-DC rectifier systems

• Autorzy: Tutaj J.

Warianty tytułu

PL

Wybrane zastosowania tranzystorów MOSFET w układach prostownikowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the principle of the uncontrolled transistor rectifier single- and/or multi-phase. The results of computer simulation waveforms of power and voltages are also given as well as of the currents of the uncontrolled transistor rectifier in single- and/or multi-phase, single- and/or double-way connections using PSPICE. The possibility of using a modified transistor rectifier in low-voltage power supply systems is indicated. In comparison with the conventional diode rectifiers (realized on the silicon power diodes), the transistor rectifier, exhibit a number of advantages, namely: they have a much lower forward-voltage drop, and therefore less power losses on heat, and better energetic efficiency and reliability. These transistor rectifiers can be made in the form of a Modular Circuit (MC) or an Application Specified Integrated Circuit (ASIC). Computer simulation allowed for the imitation of any selected waveforms of voltages and currents in the electronic commutator acting as a modified transistor rectifier. This simulation also confirmed the benefits of using a transistor rectifier instead of a conventional diode rectifier, such as higher energetic efficiency (reduction of power losses caused by the heat in the electronic commutator) and the associated reliability

PL

Artykuł opisuje zasadę działania oraz modele fizyczne komutatorów elektronicznych, działających jako tranzystorowe prostowniki z wykorzystaniem tranzystorów MOSFET z wstecznym przewodnictwem prądu jako klucze elektroniczne o małym spadku napięcia. Komutator elektroniczny, działający jako tranzystorowy prostownik, może być stosowany w wielu dziedzinach, na przykład, jako prostownik prądnicy samochodowej i konwencjonalnego prądnico-rozrusznika, spawarek mobilnych itp. Artykuł opisuje również nową konfigurację prostownika tranzystorowego bez użycia optoelektronicznych elementów separacyjnych, dzięki czemu możliwa jest łatwa realizacja prostownika w technologii układów scalonych. Symulacja komputerowa pozwala na uzyskanie przebiegów czasowych prądów i napięć na wszystkich elementach modelu fizycznego komutatora elektronicznego, zarówno podczas normalnej pracy, jak również w wybranych stanach awaryjnych. W pracy przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych, gdzie eksperymentalne tranzystory MOSFET były używane jako szybko przełączalne sterowalne zawory elektryczne (klucze elektroniczne) o stosunkowo niskim spadku napięcia w stanie przewodzenia. W badaniach eksperymentalnych, jako komutator elektroniczny został wykorzystany moduł tranzystorów MOSFET typu FM600TU firmy Mitsubishi. Tranzystorowy prostownika trójfazowy w układzie mostkowym ma wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnym diodowym prostownikiem, takich jak wyższa sprawność energetyczna oraz większa niezawodność, wynikająca z niższej temperatury zaworów elektrycznych. W artykule zamieszczono również prostownik tranzystorowy jednofazowy, zintegrowany ze stabilizatorem impulsowym, który może być zrealizowany również jako jeden układ scalony.

Słowa kluczowe

EN

MOSFET transistor; rectifier circuits; electronic key; electronic commutator; transistor rectifier

PL

tranzystor MOSFET; układy prostownikowe; klucz elektroniczny; komutator elektroniczny; prostownik tranzystorowy

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 4
• Strony: 88--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Tutaj J.

• Mechatronics Institution, Institute for Automotive Vehicles and Combustion Engines, Department of Mechanical Engineering, Krakow University of Technology, Al. Jana Pawła II 37, PL 31-864 Krakow

Bibliografia

• 1. Fijalkowski B., Single Chip Macrocomutator - An Indispensable Module of New Concept AC and/or DC Dynamotors for Automotive Very Advanced Propulsion Systems, EVS9, November 13-16, Toronto, Ontario, Canada, 1989.
• 2. Malikopoulos A., Filipi Z., Simulation of an Integrated Starter/Alternator (ISA) System for the HMMWV, Proc. 2006 SAE World Congress, April 3-6 Detroit, Michigan, 2006.
• 3. Ochije K., Pollock Ch., A Controlled PWM AC/DC Converter for a High-Speed Brushless Generator for Minimum kVA Rating, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 40, No. 3 May/June 2004.
• 4. Pelz G., Mechatronic Systems: Modelling and Simulation with HDLs, John Wiley & Sons, 2003.
• 5. Rashid M., Power Electronics Handbook, 3rd Edition, Elsevier, 2011.
• 6. Rodriguez J., Silva E., Modelling, Analysis and Simulation of Matrix Converters, Proceedings of the International Conference & Workshop on Emerging Trends in Technology, New York, 2011.
• 7. Tutaj J., Fijalkowski B., High-Performance AC-DC Power Electronic Converter Generator for Hybrid-Solar Vehicles, Journal of Energy and Power Engineering, Vol. 9, No. 7, July 2015.
• 8. Vázquez N., Three-Phase Rectifier With Active Current Injection and High Efficiency, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 1, January 2009.
• 9. www.mitshubishichips.com

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.