Wysokoczęstotliwościowe falowniki rezonansowe klasy DE i E – modelowanie, sterowanie, zastosowania

• Autorzy: Kasprzak M. , Kaczmarczyk Z. , Legutko P. , Zaleśny P.

Warianty tytułu

EN

High frequency class de and e resonant inverters – modeling, control, applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano dwa falowniki rezonansowe klasy DE i E, bazujące na tranzystorach MOSFET i pracujące w zakresie częstotliwości megahercowych. Opisano zasadę działania obu falowników oraz ich modele analitycznonumeryczne. W modelach falowników uwzględniono pojemności wyjściowe oraz skończone czasy wyłączania tranzystorów MOSFET. Opisano najnowsze tranzystory RF Power MOSFET oraz ich drajwery – dyskretne i rezonansowe. Podano przykład zastosowania falownika klasy DE o mocy 500 W i częstotliwości 13,56 MHz do nagrzewania dielektrycznego.

EN

Two resonant inverters, Class DE and E, based on MOSFET transistors and at frequencies in the megahertz’s range are described in the paper. The operation principle and analytically-numerical models are presented. The output capacitance and sufficient switch-off time of MOSFET is taken into account in inverter models. The most recent RF Power MOSFET transistors and two types of gate drivers are described – discrete type and resonant type. An example of application of 500 W/13,56 MHz Class DE inverter dedicated to dielectric heating is discussed too.

Słowa kluczowe

PL

falownik klasy E; falownik klasy DE; MOSFET; drajwer; nagrzewanie pojemnościowe

EN

class E inverter; class DE inverter; MOSFET; driver; dielectric heating

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 4
• Strony: 69--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Kasprzak M.

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

autor

Kaczmarczyk Z.

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

autor

Legutko P.

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

autor

Zaleśny P.

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Kasprzak M.: Falowniki rezonansowe klasy D i DE o częstotliwościach pracy do 13,56 MHz, monografia habilitacyjna. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013.
• 2. Kaczmarczyk Z.: Poprawa właściwości energetycznych falowników klasy E przez maksymalizację wykorzystania tranzystora, monografia habilitacyjna. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.
• 3. Kaczmarczyk Z., Kasprzak M., Cieśla T.: Wybrane aspekty falowników rezonansowych o częstotliwościach pracy 10-30 MHz i mocach 100-1000 W. Raport z projektu badawczego NCN nr N N510 664240, Gliwice 2013.
• 4. Kasprzak M., Rędzia D.: Falownik klasy DE 13,56 MHz/500 W z drajwerem typu flyback. „Przegląd Elektrotechniczny” 2010, nr 2, s. 243-246.
• 5. Kasprzak M.: Falownik klasy DE 13,56 MHz / 450 W - wpływ nieliniowej pojemności wyjściowej tranzystora MOSFET na sterowanie metodą AM. „Przegląd Elektrotechniczny” 2012, nr 4b, s. 123-127.
• 6. Kasprzak M.: Falownik klasy DE 8 MHz/300 W z rezonansowym drajwerem klasy D o sinusoidalnym kształcie napięcia bramkowego. „Przegląd Elektrotechniczny” 2013, nr 2a, s. 28-33.
• 7. Kaczmarczyk Z., Jurczak W.: Falownik klasy E 27 MHz, 500 W o podwyższonej sprawności. „Przegląd Elektrotechniczny” 2010, nr 2, s. 221-224.
• 8. Grzesik B., Kaczmarczyk Z., Junak J.: Study of Class E Inverter, a Supplying Source for Levitation Heating/Melting, Fourth European Space Power Conference. Poitiers (France) 4-8.09.1995, p. 323-328.
• 9. Fujita H., Akagi H., Shinohara S.: A 2-MHz 6-kVA Voltage-Source Inverter Using LowProfile MOSFET Module for Low-Temperature Plasma Generators. “IEEE Transactions of Power Electronics” 1999, vol.14, no.6, p. 1014-1020.
• 10. The ARRL Handbook 2004 for radio communications
• 11. RF Power MOSFET, IXIS RF Company, http://www.ixys.com, (dostęp 30.01.2015).
• 12. RF Power MOSFET, Microsemi, http://www.microsemi.com, (dostęp 30.01.2015).
• 13. Koizumi H., Suetsugu T., Fuji M., Shinoda K., Mori S., Ikeda K.: Class DE HighEfficiency Tuned Power Amplifier. “IEEE Transactions on Circuits and Systems – I: Fundamental Theory and Application” 1996, vol. 43, no.1, p. 51-60.
• 14. Sekiya H., Watanabe T., Suetsugu T., Kazimierczuk M.K.: Analysis and Design of Class DE Amplifier With Nonlinear Shunt Capacitances. “IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers” 2009, Vol.: 56 , Is. 10, p. 2362-2371.
• 15. Kaczmarczyk Z.: High-efficiency Class E, EF2 and E/F3 inverters. “IEEE Trans. Industrial Electronics” 2006, vol. 53, no. 5, p. 1584-1593.
• 16. Takeuchi et al.: Dielectric heating device, US Patent No. 4 320 276, 1982.
• 17. Legutko P.: Wysokoczęstotliwościowe drajwery tranzystorów MOSFET mocy. „Przegląd Elektrotechniczny” 2014, Nr 5, s. 229-235.
• 18. Legutko P.: Niskostratny drajwer tranzystora MOSFET mocy. „Pomiary Automatyka Kontrola” 2014, Nr 3, Vol. 60, s.188-191.