Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 58

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
PL
W artykule omówione zostały zagadnienia związane z projektowaniem sterownika mikroprocesorowego dedykowanego do obsługi modułowego dwukierunkowego przekształtnika prądu stałego z izolacją galwaniczną w postaci podwójnych mostków aktywnych (DAB). W zależności od potrzeb, układ ten może pracować w konfiguracji równoległej lub szeregowo-równoległej zapewniając jednocześnie większą niezawodność, dzięki możliwości pracy z redundancją n+1. Realizacja pełnej funkcjonalności tego przekształtnika wymaga dużej liczby sygnałów cyfrowych i odpowiedniej mocy obliczeniowej, dlatego do jego obsługi opracowano sterownik w układzie programowalnym (FPGA). W rezultacie uzyskano bardzo ciekawe możliwości kontrolera, nieosiągalne w klasycznych układach mikroprocesorowych.
EN
In this paper a design process of digital controller dedicated to bidirectional modular DC//DC converter with galvanic isolation with dual active bridge (DAB) was presented. Depending of the application, proposed system may work as parallel (IPOP) or series-parallel (ISOP) configuration and provide higher reliability – thanks to redundancy n+1. Realization of all features of this converter needs the large number of control signals and a huge performance, therefore digital controller was implemented in programmable logic array (FPGA). Finally, a very good performance of the controller was obtained, which was unable to reach by other microcontrollers.
PL
Artykuł przedstawia analityczny sposób wyznaczania pojemności pasożytniczej uzwojeń dławika wysokoczęstotliwościowego o nowej konstrukcji, umożliwiającej 10 - krotną redukcję tej pojemności w porównaniu z rozwiązaniami stosowanymi dotychczas. Dla zaproponowanej metody, w sposób szczegółowy zaprezentowano rozkład uzwojeń w oknie rdzenia i na podstawie uzyskanej geometrii przyjętego modelu elementu magnetycznego przedstawiono opis analityczny oraz wyznaczono pojemność uzwojenia. Dokonano porównania uzyskanych wyników obliczeń z wynikami pomiarów przeprowadzonych dla dławika o indukcyjności L = 1,2mH/8A, przewidzianego do pracy w przekształtniku DC/DC podwyższającym napięcie.
EN
This paper presents an analytical method for determining parasitic capacitance of winding in high-frequency inductor, which allows 10 times reduction of this capacitance compared to traditional solutions. For the proposed method, winding distribution has been presented in detail and based on its geometry the analytical description has been presented and winding capacitance has been calculated. A comparison of the analytical results obtained from calculations with the results of measurements performed for the inductor with parameters L = 1,2mH / 8A dedicated for DC/DC boost converter has been done.
EN
The paper presents the results of calculations, simulations, and measurements of parasitic capacitance of winding in ferrite inductor suitable for cooperating with 2 kW DC-DC boost converter built using SiC JFET transistors, operating with a switching frequency of 100 kHz. The inductor winding is made of litz wire in a two-layer configuration. The lumped model of inductor winding was adopted. The results of analytical calculations have been compared with the results obtained from experimental investigations based on the resonance effect.
4
Content available remote Determination of the basic parameters of the high-frequency planar transformer
EN
The study is dedicated to the experimental and analytical determination of the parameters of the π-shape circuit models of high-frequency two-winding planar transformers used in various types of power electronic converters. For determining the winding capacitance, magnetizing and leakage inductances, waveforms of the voltage and current in the primary winding of a no-loaded and short-circuit transformer were used. The resistances of both windings for alternating current and the resistance corresponding to power losses in magnetic core were determined analytically based on Dowell’s and Steinmetz’s formulas, while considering the effect of temperature. The subject under consideration was a 5600 VA planar ferrite-core transformer designed for operating with a rectangular-wave primary voltage of 360 V and a frequency equal 100 kHz.
PL
Pracę poświęcono eksperymentalnemu i analitycznemu wyznaczaniu parametrów modeli obwodowych kształtu π wysokoczęstotliwościowych dwuuzwojeniowych transformatorów planarnych stosowanych w różnego rodzaju przekształtnikach energoelektronicznych. Do wyznaczania pojemności uzwojeń, indukcyjności magnesującej i indukcyjności rozproszenia wykorzystano oscylogramy napięcia i prądu uzwojenia pierwotnego transformatora pracującego bez obciążenia i w stanie zwarcia. Rezystancje obu uzwojeń dla prądu przemiennego oraz rezystancję odpowiadającą stratom mocy w rdzeniu wyznaczono analitycznie na podstawie wzorów Dowell’a i Steinmetz’a, uwzględniając przy tym wpływ temperatury. Przedmiotem rozważań był transformator z planarnym rdzeniem ferrytowym o mocy 5600 VA przeznaczony do pracy przy prostokątnym napięciu pierwotnym 360 V i częstotliwości 100 kHz.
PL
W pracy przedstawiono opis analityczny i wyniki badań symulacyjnych modelu dynamicznego wielomodułowego przekształtnika DC-DC, złożonego z podwójnych mostków aktywnych (DAB). Rozpatrywana topologia charakteryzuje się szeregowo połączonymi zaciskami wysoko-napięciowymi i równolegle połączonymi zaciskami niskonapięciowymi, zapewniając w ten sposób dużą przekładnię napięciową między sprzęganymi obwodami napięcia stałego. Na podstawie obwodowego modelu podwójnego mostka aktywnego, opracowano uśredniony model dynamiczny opisany transmitancją operatorową. Wykorzystano przy tym narzędzia do identyfikacji obiektów dostępne w pakiecie System Identification Toolbox w środowisku Matlab'a, które umożliwiły dokonanie doboru parametrów regulatorów PI napięcia i prądu, wchodzących w skład zamkniętego układu sterowania przekształtnikiem trójmodułowym, zapewniających jego stabilną pracę i odpowiednie właściwości dynamiczne.
EN
This paper describes the results of the analysis of the dynamic model of a multi-modular DC-DC converter, consisting of double active bridges DAB. The considered topology has a series-connected high-voltage terminals and low-voltage terminals connected in parallel. On the basis of the circuit model of the DAB, averaged dynamic model in the form of a transfer function has been developed, using tools available in the System Identification Toolbox in Matlab. Using this software, the parameters of PI regulators in closed loop control were tuned, providing adequate dynamic properties and maintaining the stability of the system.
EN
The article presents an analytical description of the turn-off process of the power MOSFET suitable for use in high-frequency converters. The purpose of this description is to explain the dynamic phenomena occurring inside the transistor and contributing to the switching power losses. The detailed description uses the results of simulation studies carried out using a very precise model of the CoolMOS transistor manufactured by Infineon (IPW60R070C6). The theoretical analysis has been verified in experimental measurements of power dissipated during turn-off transient of MOSFET operating in a full bridge converter with switching frequency of 100 kHz. To estimate these switching losses an original thermovision method based on the measurement of heat dissipated in the power semiconductor switches has been used. The obtained results confirm the correctness of the conclusions drawn from the theoretical analysis presented in this paper.
EN
The paper presents an analytical approach to the determination of power losses in a high-frequency transformer operating in the dual active bridge (DAB). This transformer, having two single-phase transistor bridge inverters, couples two DC circuits that significantly differ in voltages (280 V and 51 V ±20%). Power losses in the core and windings of the planar transformer 5600 VA /100 kHz were calculated taking into account changes in the value and direction of the energy flow between the coupled DC circuits. These circuits represent storage or renewable energy sources and intermediate circuits of the converters used in distributed generation systems. Calculations were performed using the Steinmetz’s and Dowell’s equations. The analytical results have been verified experimentally.
EN
This paper presents the implementation of a thermal camera for the quantitative estimation of power losses in a high frequency planar transformer (100 kHz/ 5600 VA). The methodology is based on the observation of the transient temperature rise and determination of the power losses by means of curves representing the derivative of temperature as a function of power losses dissipated in the transformer. First, the thermal calibration characteristics had to be obtained from a simple experiment, where power losses are generated by DC current in the ferrite core and windings. Next, experimental investigations focused on the determination of the transformer power losses for a short circuit and no load, with a resistive load and with the rectifier as a load were carried out. Finally, to verify the obtained results, analytical calculations based on Dowell’s and modified Steinmetz’s equations were additionally made, which showed a good convergence. The proposed method is easy to implement and can be used as an alternative to the calorimetric method which is time-consuming and requires a complicated measurement setup.
9
Content available remote Experimental evaluation of GaN Gate Injection Transistors
EN
The paper presents experimental evaluation of Gate Injection Transistors produced on the base of Gallium Nitride (GaN). Authors show double-pulse test results and measurements of the half-bridge converter with inductive load. Obtained results indicate very good performance of new devices which are able to operate at high switching frequency and low power losses (0.6% losses of converter power at 150 kHz was achieved).
PL
Artykuł przedstawia ocenę w trybie eksperymentu tranzystorów typu Gate Injection Transistor zbudowanych na bazie azotku galu (GaN). Autorzy prezentują wyniki testów dwupulsowych a także wyniki pomiarów układu półmostka obciążonego dławikiem. Wyniki wskazują na bardzo dobre parametry nowych przyrządów, charakteryzujących się niskimi stratami mocy nawet przy dużych częstotliwościach przełączeń (uzyskano 0.6% strat mocy przekształcanej przy 150kHz).
PL
W pracy przedstawiono analityczny opis łączeniowych strat energii w łącznikach z wysokonapięciowymi tranzystorami MOSFET, pracującymi w topologii mostkowej. Analizie poddano straty energii przy załączaniu twardym i miękkim, a także przy załączaniu małego prądu obciążenia i przy pracy bez obciążenia. W opisie uwzględniono wpływ pasożytniczych pojemności złączowych i zewnętrznych pojemności elementów półprzewodnikowych a także pasożytniczą pojemność odbiornika. Do wyprowadzenia zależności określających straty energii w łącznikach z tranzystorami MOSFET, wykorzystano zasadę zachowania ładunku i energii. Otrzymane zależności matematyczne wykorzystują wielkości dostępne w katalogach lub do określenia których wystarczą proste testy eksperymentalne.
EN
This paper presents an analytical description of the switching energy losses in high voltage MOSFETs used in the H-bridge converters. The energy losses in hard- and soft- switching and under both with light load and without load were analyzed. In the analytical model the parasitic junction capacitance, external capacitance of the semiconductors, and equivalent parasitic capacitance of the load were taken in the account. By obeying conservation of energy and conservation of electric charge laws during the analytical investigations the equations describing the energy losses are derived. The mathematical formulas that are provided by this research can be used for determining the switching losses generated in the semiconductor devices using parameters from manufacturers catalogues.
PL
W artykule przedstawiono wybrane sposoby ograniczania łączeniowych strat energii w tranzystorach MOSFET pracujących z twardą komutacją. Głównym źródłem strat energii w tym procesie jest ładunek wsteczny diod zwrotnych komplementarnych łączników w gałęzi. W badaniach właściwości dynamicznych strukturalnych diod zwrotnych wysokonapięciowych tranzystorów MOSFET wykazano ścisłą zależność ładunku wstecznego od długości czasu martwego w gałęzi przekształtnika. W związku z powyższym zaproponowano sposób minimalizacji dynamicznych strat energii przez dostosowanie czasu martwego w gałęziach przekształtnika do wartości prądu przełączanego przez tranzystory. Wyniki badań zaprezentowano dla tranzystorów MOSFET wykonanych w różnych technologiach
EN
In this paper, selected methods to reduce switching losses in Power MOSFETs under hard switching operation were presented. The main part of these switching losses in two switches branch is body diode reverse recovery charge. Studies have demonstrated the dependence of the reverse recovery charge on the dead time length. Accordingly, the proposed methods of minimizing switching losses by adjusting the dead time length to switching current value. Simulation studies have shown a significant reduction in switching losses in the dual active bridge after applying the control algorithm with a variable dead time.
EN
The paper discusses selected methods of reducing switching energy losses in MOSFET transistors operating in a hard-switching mode. The main source of energy losses in this process is the reverse recovery charge of the body diodes of complementary power MOSFET operating in two-switches branch. Studies of the dynamic properties of the structural diodes of high-voltage MOSFET transistors indicate a close dependence of the reverse recovery charge on the dead time length in a converter’s leg. A method for minimizing the dynamic energy losses has been proposed, which consists in adjusting the dead time in the converter legs depending on the value of current switched over by the transistors. Investigation results have been provided for a representative bridge topology with MOSFET transistors made in different technologies.
PL
W referacie przedstawiono wybrane sposoby ograniczania łączeniowych strat energii w tranzystorach MOSFET pracujących z twardą komutacją. Głównym źródłem strat energii w tym procesie jest ładunek wsteczny diod zwrotnych komplementarnych łączników pracujących w gałęziach wielołącznikowych. Badania właściwości dynamicznych strukturalnych diod zwrotnych wysokonapięciowych tranzystorów MOSFET wskazują na ścisłą zależność ładunku wstecznego od długości czasu martwego w gałęzi przekształtnika. Zaproponowano sposób minimalizacji dynamicznych strat energii polegający na nastawianiu czasu martwego w gałęziach przekształtnika w zależności od wartości prądu przełączanego przez tranzystory. Przedstawiono wyniki badań w odniesieniu do reprezentatywnego układu mostkowego z tranzystorami MOSFET wykonanymi w różnych technologiach.
PL
W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia projektowania wielogałęziowego wysokoczęstotliwościowego przekształtnika DC/DC o charakterystyce podwyższającej napięcie, przeznaczonego do zastosowania jako sprzęg odnawialnych źródeł energii z układem trójfazowego falownika napięcia. Przedstawiono zasadę działania układu oraz podstawowe przebiegi wartości chwilowych prądów i napięć wyznaczone w drodze symulacji w pakiecie SABER. Oszacowano i porównano straty mocy w układzie w zależności od zastosowanych elementów półprzewodnikowych z węglika krzemu oraz wytypowano elementy do zastosowania w układzie rzeczywistym.
EN
This paper presents design issues of the interleaved DC/DC boost converter aimed to link renewable energy sources and three phase voltage source inverter. Operation principles of the inverter as well as basic waveforms of the currents and voltages obtained by SABER simulations are presented. Estimation and comparison of power losses for various Silicon Carbide power devices is also shown.
PL
W referacie przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz pomiarów laboratoryjnych mające na celu udoskonalenie metodyki wyznaczania strat łączeniowych w tranzystorach MOSFET pracujących w przekształtnikach mostkowych. Obiektem, w odniesieniu do którego prowadzono badania jest podwójny mostek aktywny, dla którego uwzględniono znamienne stany pracy charakteryzujące sie miękkim i twardym załączaniem tranzystorów oraz specyficznymi warunkami przełączania przy niewielkim obciążeniu. Podany jest sposób wykorzystania i ocena przydatności firmowych modeli w SPICE przy wyznaczeniu strat w stanach dynamicznych tranzystorów MOSFET.
EN
In the paper some results of simulation and real laboratory measurements in the aim of improvement of methodology of power switching loss estimation in MOSFET’s are presented. The objective converter circuit respectively which the investigations are done is dual active bridge. Its specific mode of working as soft or hard switching as well as switching at low loads has been taken into account. The example of application of producer applied MOSFET SPICE models for switching power loss estimation is given.
PL
W artykule przedstawiono główne zagadnienia związane z projektowaniem, budową i badaniami trójfazowego falownika napięcia przy użyciu tranzystorów Z-FET z węglika krzemu charakteryzującego się wysoką sprawnością (>98%) i wysoką częstotliwością przełączeń (do 150kHz). Omówiono dobór warunków pracy tranzystorów, pracujących bez zewnętrznych diod zwrotnych, w kontekście miniaturyzacji układu. Przedstawiono przyjętą metodykę projektowania dla układu o mocy znamionowej S = 6 kVA. Ponadto artykuł zawiera wyniki badań laboratoryjnych falownika o cechach prototypu, który na wyjściu filtru LC wytwarza napięcie przemienne 3x400V RMS.
EN
This paper presents the main issues related to the design, construction and tests of a three-phase voltage source inverter with Silicon Carbide MOSFETs, which is characterized by a high efficiency (>98%) and high switching frequency (up to 150kHz). The selection of the operation conditions of transistors, which are operating without external anti-parallel diodes, in the context of miniaturization of the converter was discussed and the design methodology on the example of converter with rated power S = 6 kVA was presented. Furthermore, the paper shows the results of laboratory tests of the prototype with the output voltages 3x400V RMS.
PL
W pracy przedstawiono sposób analitycznego wyznaczania pojemności wysokonapięciowych tranzystorów MOSFET i diod Schottky’ego SiC, stosowanych w przekształtnikach wysokiej częstotliwości. Silna nieliniowość oraz trudności w pomiarach sprawiają, że zwykle wykorzystywane są wartości zastępcze tych pojemności, nieprowadzące do poprawnych obliczeń mocy strat łączeniowych. Zaproponowany sposób charakteryzowania pojemności prowadzi do uściślenia wyników, co zostało zweryfikowane w badaniach symulacyjnych i eksperymentalnych.
EN
The paper presents specific problems of analytic approach to determining capacitances of high-voltage MOSFET and Schottky diodes. Strong non-linearity of these capacitances leads to real problems in design calculations for high frequency converters because inadequate value of capacitance is taken into account. The proposed method of based on the approximation of data curves using an analytic function offers a significant improvement of calculation results. This has been verified with simulations and laboratory measurement test.
PL
W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z doborem dławików wejściowych wielogałęziowego przekształtnika typu DC/DC o charakterystyce podwyższającej napięcie, sprzęgającego baterię modułów fotowoltaicznych z trójfazowym, dwupoziomowym falownikiem napięcia. Rozpatrzono trzy topologie dławików: jako elementów pracujących niezależnie oraz o dodatnim i ujemnym sprzężeniu magnetycznym. Na podstawie badań symulacyjnych topologie te oceniono pod względem wartości tętnień prądu pobieranego z baterii ogniw słonecznych. Zamieszczono wyniki badań eksperymentalnych przekształtnika dwugałęziowego DC/DC o mocy znamionowej PN = 3kW, zbudowanego z elementów półprzewodnikowych z węglika krzemu, umożliwiających przełączanie z częstotliwością fs =125 kHz.
EN
In this work the selection of input inductors for interleaved DC/DC boost converter as device between PV battery and three phase voltage source inverter was presented. Description of three topologies has been taken into account: two independent inductors, two inversely and directly coupled inductors. Based on simulation studies of these topologies, values of PV battery current ripples were evaluated. Results obtained from experimental tests with use two phase, 3kW DC/DC converter build with use Silicon Carbide semiconductors operating with frequency equal fs =125kHz were also showed.
PL
W pracy omówiono problematykę strat mocy w elementach półprzewodnikowych z węglika krzemu (SiC) w zastosowaniu do jednofazowego falownika napięcia, charakteryzującego się wysoką sprawnością energetyczną. Na podstawie danych katalogowych poszczególnych przyrządów półprzewodnikowych (SiC JFET, SiC BJT i SiC MOSFET) w sposób analityczny wyznaczono straty mocy. Wyniki obliczeń porównano z wynikami badań modelu laboratoryjnego jednofazowego falownika o mocy S = 2 kVA.
EN
In this work the problem of the power losses in the semiconductor elements made with silicon carbide (SiC) as applicable to high efficiency single-phase voltage source inverter was presented. Based on data from manufacturers regarding switching energy losses for individual semiconductor devices (SiC JFET, BJT and SiC MOSFET), analytical power loss calculations in leg configuration were determined. The calculations were compared with a measured results obtained from laboratory model single-phase full bridge inverter with rated power S = 2kVA.
PL
W referacie przedstawiono praktyczne rozwiązania układów przekształtnikowych umożliwiających prowadzenie testów na stanowisku badawczym podwójnego mostka aktywnego lub podobnych sprzęgów o dwukierunkowym kontrolowanym przepływie energii. W przypadku gdy na stanowisku brak jest prostownika PWM przystosowanego do zwrotu energii do sieci w rozwiązaniach zaproponowano jako odbiornik energii impulsowo regulowany rezystor.
EN
In the paper some practical solutions of DC suppliers useful for laboratory testing of converter interfaces with bi-directional energy flow as in case of dual active bridge are presented. In the case when lab line converters with facility of reversal energy flow are not available the PWM controlled resistor can be applied for power dissipation.
EN
This paper presents an analysis of the power transfer between two DC circuit by use a single phase galvanically isolated dual active bridge - DAB. The analytical description of instantaneous values of the currents in both DC and in AC circuits of the DAB is done. The influence of the dead time as well as voltage drops across the transistors and diodes of the bridges is examined. The different relations between voltages of the DC circuits coupled through DAB and various phase shift ratios are considered. The analytical relations describing the average values of the currents in DC circuits are derived. These currents can be used to predict the power in both DC circuits and power losses generated in semiconductor devices of the converter. It is assumed that the voltage drops across these devices in conduction states are constant. The calculation of the transferred power as well as power losses and energy efficiency for the DAB converter power rated 5600 VA which is used to energy transfer between DC circuits 280 V and 51 V±20% is presented. The proposed relations and calculation results can be useful for preliminary evaluation of power losses generated in semiconductor devices and for design of the cooling system. Due to the high switching frequency of 100 kHz, the phase shift modulation for the control of DAB is used. To validate the theoretical investigations a few experimental results are presented.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.