W pracy zaprezentowano wyniki pomiarów rezystancji termicznej oraz przejściowej impedancji termicznej tranzystora JFET mocy, wykonanego z węglika krzemu o symbolu SJEP120R063. Pomiary przeprowadzono z wykorzystaniem opracowanego w Katedrze Elektroniki Morskiej komputerowego systemu pomiarowego. Zbadano wpływ temperatury otoczenia oraz mocy cieplnej wydzielanej w rozważanym przyrządzie półprzewodnikowym na wartości rezystancji termicznej złącze-otoczenie, jak i wybranych parametrów występujących w modelu przejściowej impedancji termicznej.
EN
In the paper results of measurements of the thermal parameters of silicon carbide JFET, are presented. Measurements were performed by computer-aided measurement system, based on literature pulsedelectrical method. The influences of the ambient temperature and the dissipated power on the thermal parameters of the transistor were examined.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Półprzewodnikowe przyrządy mocy z węglika krzemu (SiC) osiągnęły poziom technologiczny umożliwiający powszechne stosowanie w układach przekształtnikowych. W artykule omówiono ostatnie osiągnięcia dotyczące układów przekształtnikowych z przyrządami z węglika krzemu oraz wybrane wyniki badań realizowane na Politechnice Gdańskiej. W artykule opisano właściwości statyczne i dynamiczne tranzystorów MOSFET i JFET z węglika krzemu oraz zagadnienia związane z realizacją ultraszybkich układów sterowania bramkowego. Przedstawiono przykłady wykonanych przekształtników o mocach do 40 kW, m.in. do napędu z silnikiem wysokoobrotowym oraz małej elektrowni wiatrowej.
EN
Semiconductor power devices made from silicon carbide (SiC) reached a level of technology enabling their widespread use in power converters. In this paper the author presents the recent developments concerning SiC-based power converters as well as describing some results of the research carried out at the Gdansk University of Technology. The paper describes the static and dynamic properties of investigated SiC transistors and presents selected issues related to their implementation in power converters. The examples of realized SiC-based power converters with powers up to 40 kW, e.g. for high speed induction motor drives and small wind turbines have also been presented in the paper.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zastosowanie technologii węglika krzemu (SiC) w falownikach napięcia pozwala na zwiększenie częstotliwości przełączeń oraz temperatury pracy przyrządów półprzewodnikowych. W celu zapewnienia minimalizacji strat oraz określonych właściwości dynamicznych tranzystorów z węglika krzemu wymagane jest stosowanie zaawansowanych układów sterowania bramkowego. W referacie przedstawiono analizę teoretyczną, wyniki badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych opracowanego na Politechnice Gdańskiej dwustopniowego układu sterowania bramkowego ze sprzężeniem typu DC dla tranzystorów SiC JFET 1,2kV typu normally-off.
EN
The SiC-based power inverters are expected to have lower losses and higher power density than silicon based DC-AC converters which are currently used in electrical drives and wind generation systems. The paper presents a low-cost two stage DC-coupled gate driver for normally off SiC JFETs. The prototype of above gate driver was worked out and investigated at the Gdansk University of Technology. Theoretical analysis, simulation results and static and dynamic characteristics of the 1200V normally off SiC JFETs operated with different types of SiC Schottky diodes are presented in the paper.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy dokonano estymacji strat mocy wydzielanych w kompletnych zestawach półprzewodnikowych trójfazowych przekształtników mostkowych o topologiach dwupoziomowego falownika napięcia, falownika prądu i falownika typu "Z" w przypadku, gdy łączniki tych układów są wykonane przy użyciu krzemowych tranzystorów IGBT i tranzystorów typu JFET i BJT z węglika krzemu. Uzyskane wyniki wskazują na korzystniejsze właściwości energetyczne układów z przyrządami z węglika krzemu, a także na możliwości redukcji gabarytów elementów biernych i zwiększenie wskaźnika mocy właściwej tych układów.
EN
In this work estimations of power losses give off complete semiconductor elements on three phase bridge inverters in topologies like twolevel voltage source inverter, current source inverter and "Z" source inverter, in case that semiconductor elements of this topologies are made at using silicon IGBT transistors and silicon carbide JFET or BJT transistors were made. Results are pointing at more beneficial energy properties of inverters with silicon carbide devices, as well as to possibilities of the reduction in dimensions of passive elements and increasing the power density of this inverters.
W pracy omówiono stany awaryjne i zagrożenia występujące w trójfazowych falownikach z normalnie załączonymi tranzystorami SiC JFET. Dokonano analizy możliwości wystąpienia zagrożeń dla typowych układów falownika napięcia, falownika typu "Z" oraz falownika prądu. Zaprezentowano kompleksowy system zabezpieczeń trójfazowego falownika prądu oraz omówiono algorytm działania systemu nadzoru i monitorowania sygnałów w stanach awaryjnych. Przedstawiono wyniki badań prezentujące działanie systemu zabezpieczeń dla różnych przypadków zwarć w obwodzie głównym falownika, wynikających rn.in. z zaniku napięć pomocniczych układu sterowania.
EN
In this paper fault modes and problems appearing in three phase inverters with normally on SiC JFET transistors are presented. The possibility of the appearance of threats at typical inverters like Voltage Source Inverter, "Z" Source Inverter and Current Source Inverter are explored. Comprehensive security system of three phase Current Source Inverter are presented and algorithm of protection system and monitoring system of error signals are discussed. Results of the laboratory tests shows action of a protection system for the various cases of faults in the system and the auxiliary voltage loss are presented.
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z projektowaniem, budową i badaniami trójfazowego falownika prądu z tranzystorami SiC JFET. Omówiono podstawowe właściwości tranzystora SiC JFET 1,2 kV/5 A i przedstawiono odpowiedni sterownik bramkowy. Pokazano obliczenia strat mocy, które porównano z krzemowymi elementami półprzewodnikowymi. Dokonano doboru radiatora, a także poszczególnych elementów biernych układu. Pokazano przebiegi wartości chwilowych prądów i napięć oraz sprawność przekształtnika o mocy 2 kVA pracującego przy częstotliwości przełączeń 100 kHz. Ponadto zaprezentowano rozkład temperatury elementów półprzewodnikowych zarejestrowany kamerą termowizyjną. Przeprowadzone badania wyraźnie wskazują na korzyści wynikające ze stosowania nowych elementów półprzewodnikowych z węglika krzemu, które wchodząc w skład urządzeń energoelektronicznych znacznie polepszają ich parametry.
EN
In the paper issues of design, construction and test of three-phase current source inverter with Silicon Carbide JFETs. Basic properties of SiC JFET and its gate driver are presented. Calculations of the semiconductor power losses using SiC and silicon elements are compared, then heatsink and passive elements selection is discussed. Voltages and currents waveforms as well as efficiency of 2 kVA laboratory model are presented. Moreover thermal images of the semiconductor elements at nominal power are shown. Conducted tests prove improvements of the power electronics converters using new silicon carbide devices.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań reprezentatywnych próbek kilku typów łączników mocy z krzemu i węglika krzemu jak dioda PiN, dioda Shottky’ego, IGBT oraz JFET Stosując komorę termiczną z możliwie dokładnym pomiarem temperatury wyznaczono charakterystyki podające zmienność wybranych parametrów w przedziale 25 - 150 oC . Pomiary prowadzono z zastosowaniem krótkich, kilkumikrosekundowych impulsów tak by nie zakłócić warunków termicznych.
EN
In the paper, results of laboratory investigation of representative samples of semiconductor silicon and silicon-carbide power devices, such as PiN diode, Shottky diode, IGBT and JFET, are presented. With use of a thermal chamber the characteristics of temperature sensitive parameters for selected types of devices were determined by measurements in range 25 – 150 grad C using short pulses, which are not able to disturb thermal conditions.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.