PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 20

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  falownik klasy E
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote Output voltage control in the Class E ZVS inverter by frequency or reactance regulation
Mikolajewski Mirosław
Przegląd Elektrotechniczny
|
2020
|
R. 96, nr 9
8--15
EN
The paper presents results of an analysis of the Class E ZVS inverter in which output voltage is controlled by regulation of its operating frequency or by variations of the reactance of its series resonant circuit at the nominal frequency. Regulation characteristics of the inverter output voltage and output power versus operating frequency or reactance variation have been found. The boundaries of ZVS operation of the inverter have also been identified. Theoretical results have been validated by simulation and experimental results.
PL
W artykule prezentowane są wyniki analizy falownika klasy E ZVS, w którym napięcie wyjściowe regulowane jest poprzez zmianę częstotliwości pracy lub zmianę wartości reaktancji szeregowego obwodu rezonansowego przy stałej częstotliwości pracy. Dla analizowanego układu wyznaczono charakterystyki regulacji napięcia wyjściowego, mocy wyjściowej oraz warunki pracy ZVS. Otrzymany opis teoretyczny parametrów falownika zweryfikowano poprzez symulację i pomiary układu eksperymentalnego.
2
Content available remote Falownik klasy E (30 MHz, 300 W) z niskostratnym drajwerem hybrydowym
Legutko P.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2018
|
R. 94, nr 3
69--74
PL
W artykule przedstawiono realizację, analizę właściwości i badania eksperymentalne nowego typu niskostratnego drajwera hybrydowego dedykowanego dla tranzystorów MOSFET mocy serii DE pracujących w falowniku klasy E (30 MHz, 300 W). Nowa konstrukcja drajwera została wykonana w postaci obwodu drukowanego na płytce PCB o podłożu aluminiowym (ang. thermal clad) z wykorzystaniem dostępnych dyskretnych elementów małej mocy. Część połączeń została wykonana za pomocą tzw. bondingu kulkowego, drutem miedzianym o średnicy 75 μm, co znacząco wpłynęło na zmniejszenie gabarytów obwodu PCB. W ramach pracy drajwer hybrydowy został przebadany pod kątem strat mocy, czasów przełączeń i propagacji, a otrzymane wyniki badań zestawiono z badaniami przeprowadzonymi dla drajwerów scalonych dostępnych w sprzedaży. Nowoopracowana konstrukcja drajwera charakteryzuje się stratami mocy wynoszącymi 18 W, maksymalną częstotliwością pracy 30 MHz, czasami przełaczeń ok. 1 ns oraz niskim kosztem wykonania.
EN
This paper presents performance, property analysis, and experimental research of a new low-losses Hybrid Driver for DE-Series MOSFET power transistors. The new driver can operating in (30MHz, 300W) high-frequency class E inverter. The new hybrid driver design has been developed as a PCB circuit on a thermal clad technology with the use of discrete low power components. In the project tested three integrated drivers IXYS Corporation and additionally two discrete drivers and one hybrid driver have been designed. Additionally, in this paper presents characteristic power input by the drivers (fig.5) for three operating states: at idle, at capacitance load 3 nF and at gate MOSFET 501N16A load. Also in this paper presents voltage waveforms (fig.6) and pictures of the thermal camera. At the end presents the measurements of parasitic parameters (inductances LDR, capacities COUT and resistances RDR), switching and propagation times for all drivers.
3
Content available remote A single-switch class E voltage-source inverter for induction heating - influence of the parameters of the resonant circuit elements on its performance at optimal control
Skała A., Waradzyn Z.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2017
|
R. 93, nr 1
33--36
EN
The object of the article is a single-switch transistor inverter for induction heating operating optimally in class E. Results of measurements carried out in a novel inverter model at a few values of resonant capacitance for a few types of charge are presented. They are in a good accordance with the conclusions resulting from the theoretical analysis of the inverter.
PL
Przedmiotem artykułu jest jednołącznikowy falownik tranzystorowy do nagrzewania indukcyjnego pracujący optymalnie w klasie E. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów zrealizowanych przy kilku wartościach pojemności rezonansowej dla kilku rodzajów wsadu w wykonanym oryginalnym modelu falownika. Potwierdzają one wnioski wynikające z analizy teoretycznej falownika.
4
Content available remote Determination of efficiency in a single-switch class E ZVS-1S quasi-resonant inverter in application for induction heating
Skała A., Waradzyn Z.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2016
|
R. 92, nr 3
99--102
EN
The paper is an attempt of discussion and presentation of the concept of a method for determining efficiency of high frequency inverter systems used in electroheat processes. Based on the example of a constructed model of a single – switch Class E ZVS-1S quasi-resonant inverter and the obtained results of its measurements, an effort of assessment of the inverter performance and its efficiency has been made. The paper presents a brief analysis of the operation and basic relationships in the inverter, the concept of control, conceptual design, difficulties during its implementation and it also identifies sources of power losses in the inverter and determines its efficiency for various load parameters.
PL
Artykuł jest próbą dyskusji i przedstawieniem koncepcji metody wyznaczania sprawności układów falowników wysokoczęstotliwosciowych wykorzystywanych w grzejnictwie elektrycznym. Na przykładzie wykonanego modelu układu jednołącznikowego falownika napięciowego ZVS–1S klasy E i wyników zrealizowanych pomiarów podjęto próbę oszacowania jego sprawności. W referacie przedstawiono pokrótce analizę pracy oraz podstawowe zależności występujące w falowniku, koncepcję jego sterowania, założenia projektowe, trudności wykonawcze oraz określono źródła strat mocy w falowniku i wyznaczono jego sprawność dla różnych parametrów obciążenia.
5
Content available remote Wysokoczęstotliwościowe falowniki rezonansowe klasy DE i E – modelowanie, sterowanie, zastosowania
Kasprzak M., Kaczmarczyk Z., Legutko P., Zaleśny P.
Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
|
2015
|
z. 4
69--80
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.
6
Content available remote Metoda projektowania wysokoczęstotliwościowych falowników klasy E
Kaczmarczyk Z.
Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
|
2014
|
z. 4
53--66
PL
W artykule przedstawiono metodę projektowania wysokoczęstotliwościowych falowników klasy E. Ze zwiększaniem częstotliwości pracy falowników rezonansowych konieczne staje się stosowanie bardziej złożonych (dokładniejszych) metod ich projektowania, uwzględniających istotne parametry pasożytnicze (np. nieliniową pojemność wyjściową tranzystora MOSFET). Zaproponowana metoda została wyjaśniona oraz zweryfikowana. Zaprojektowano i przebadano laboratoryjnie dwa falowniki klasy E (30 MHz, 300 W).
EN
A design method of high-frequency Class E inverters is presented in the article. With increasing operating frequency of resonant inverters, more complex (more accurate) methods for their design are required. In this case, inverter parasitic parameters (e.g. nonlinear output capacitance of MOSFET transistor) are taken into consideration. The proposed method is explained and verified. Two Class E inverters (30 MHz, 300 W) were designed and laboratory tested.
7
Content available remote Jednołącznikowy falownik z przełączaniem ZVS do nagrzewania indukcyjnego - praca optymalna
Waradzyn Z., Skała A., Świątek B., Klempka R., Kieroński R.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2013
|
z. 125
147--156
PL
W artykule omówiono pracę optymalną jednołącznikowego tranzystorowego falownika klasy E do nagrzewania indukcyjnego. Przedstawiono wykresy najważniejszych parametrów falownika w zależności od wartości elementów obwodu rezonansowego. Są nimi względny czas przewodzenia tranzystora, względna częstotliwość jego przełączania oraz względne warto ści maksymalnego napięcia na tranzystorze, maksymalnego prądu tranzystora oraz mocy falownika. Podane wyniki uzupełniono o przykładowe przebiegi czasowe prądów i napięć w falowniku otrzymane zarówno na podstawie analizy matematycznej, jak i poprzez symulacje w programie Spice. Przedstawiono również koncepcję układu sterowania falownika, który powinien zapewniać pracę w warunkach bliskich optymalnym.
EN
The optimum operation of a single-switch class E inverter for induction heating has been discussed in the paper. The graphs of the most important inverter parameters as a function of the values of the resonant circuit elements are shown. These parameters are: relative conduction time of the transistor, relative switching frequency, and relative values of the maximum voltage across the transistor, maximum transistor's current arid power of the inverter. The results presented have been illustrated with some current and voltage waveforms obtained on the basis of mathematical analysis as well as using Spice simulations. An idea of a control circuit has also been discussed, which should ensure nearly optimum operation of the inverter.
8
Jednołącznikowy falownik napięciowy klasy E w zastosowaniu do nagrzewania indukcyjnego : topologia, cykle pracy oraz koncepcja sterowania modelu układu. Cz. 2
Skała Ł, Waradzyn Z
Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
|
2013
|
Vol. 54, nr 12
81-87
PL
W pierwszej części niniejszego artykułu została przedstawiona topologia jednołącznikowego tranzystorowego falownika napięciowego klasy E w zastosowaniu do nagrzewania indukcyjnego. Omówiono fazy (takty) jego pracy ze specjalnym uwzględnieniem pracy optymalnej. Podano założenia projektowe układu i obliczenia parametrów elektrycznych oraz przykładowe przebiegi czasowe prądów i napięć w falowniku otrzymane poprzez symulacje w programie IsSpice. W części drugiej artykułu zaprezentowano koncepcje układów sterowania falownika, który powinien zapewniać pracę w warunkach bliskich optymalnym, ich weryfikacje na podstawie badań symulacyjnych, zastosowany układ rozruchowy falownika, opis kilku bloków układu sterowania oraz przebiegi otrzymane w zbudowanym modelu falownika.
EN
The first part of this paper presents the topology of a single-switch voltagefed class E transistor inverter applied to induction heating. The modes of its operation with special emphasis on optimum operation have been discussed. The design assumptions and calculations of electrical parameters as well as sample waveforms of currents and voltages in the inverter obtained through simulations in the IsSpice have been presented. The second part of the paper includes: the concepts of the inverter control system, which should provide operation in conditions close to the optimum, their verification on the basis of simulation tests, soft-start system of the inverter, description of some control system blocks and the waveforms obtained experimentally in the model of the inverter.
9
Jednołącznikowy falownik napięciowy klasy E w zastosowaniu do nagrzewania indukcyjnego : topologia, cykle pracy oraz koncepcja sterowania modelu układu. Cz. 1
Skała A., Waradzyn Z.
Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
|
2013
|
Vol. 54, nr 11
93-99
PL
W artykule przedstawiono topologię jednołącznikowego tranzystorowego falownika napięciowego klasy E w zastosowaniu do nagrzewania indukcyjnego. Omówiono fazy (takty) jego pracy ze specjalnym uwzględnieniem pracy optymalnej. Przedstawiono założenia projektowe układu i obliczenia parametrów elektrycznych oraz przykładowe przebiegi czasowe prądów napięć w falowniku otrzymane poprzez symulacje w programie IsSpice. W części drugiej artykułu zostanie zaprezentowana również koncepcja układu sterowania falownika, który powinien zapewniać pracę w warunkach bliskich optymalnym oraz zostaną przedstawione przebiegi otrzymane w układzie prototypowym.
EN
This paper presents the topology of a single-switch voltage-fed class E transistor inverter applied to induction heating. The modes of its operation with special emphasis on optimum operation are discussed. The paper includes the design assumptions and calculations of electrical parameters and sample waveforms of currents and voltages in the inverter obtained through simulations in the IsSpice. In the second part of the paper the concept of the inverter control will be presented, which should provide inverter operation in conditions close to the optimum operation, and the waveforms obtained in the model of the system will be shown.
10
Content available Prototyp układu bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej
Cieśla T., Kaczmarczyk Z., Stępień M., Kustosz R., Grzesik B.
Pomiary Automatyka Kontrola
|
2010
|
R. 56, nr 8
922-925
PL
W artykule opisano prototyp układu bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej, który może być zastosowany do zasilania protezy serca. Opisano poszczególne podzespoły prototypu oraz zaprezentowano wybrane wyniki pomiarów przy mocy wyjściowej ~30 W i odległości pomiędzy planarnymi cewkami sprzężonymi magnetycznie 10÷15 mm. Przy mocy wyjściowej 32,5 W i odległości pomiędzy cewkami 13 mm, pomimo wysokiej częstotliwości pracy układu (800 kHz), uzyskano całkowitą sprawność 92,3%. W artykule zaproponowano metodę projektowania układu oraz oszacowano rozkład strat mocy w jego podzespołach.
EN
A prototype of a wireless energy transfer system is described in the paper. It could be applicable for powering the artificial heart. Wire-less energy transfer is based on magnetically coupled planar coils (Fig. 4). The coils are attached to the coordinate table (Fig. 2) which is used to set the distance between them. The system operates at 800 kHz with output power of ~30 W and distance between the coils of 10÷15 mm. It is powered by a Class E inverter (Fig. 3). A synchronous rectifier (Fig. 6) and capacitive output filter are used to supply a resistive load with high efficiency. In order to minimize power losses of the system, an appropriate design procedure is included and explained in the paper. The prototype system was fabricated and tested to confirm theoretical predictions. Meas-ured voltage and current waveforms illustrates the inverter and synchronous rectifier operation (Fig. 7). The DC-DC efficiency and output power of the system as a function of the distance between the coils were also measured (Fig. 8). The maximum efficiency of 92,3% was obtained for the distance between the coils of 13 mm and output power of 32,5 W. Additionally, the analysis of power losses distribution in each component of the system was included (Fig. 9). The results confirm satisfactory performances of the tested prototype system.
11
Model symulacyjny falownika z szeregową indukcyjnością o wysokiej częstotliwości pracy
Szychta E., Kiraga K.
Logistyka
|
2009
|
nr 3
CD-CD
PL
W prezentowanym artykule omówiono strukturę falownika rezonansowego klasy E z szeregową indukcyjnością (uwzględniona została również rezystancja pasożytnicza obwodu dopasowującego) do wysokoczęstotliwościowego nagrzewania indukcyjnego. Dołączono także wyniki badań symulacyjnych falownika w oparciu o program Simplorer.
EN
The article discusses structure of E-class resonant inverter with series induction and matching circuit in highfrequency induction heating. Results of Simplorer-based simulation testing are introduced as well.
12
Content available remote Falownik klasy E - 27 MHz, 500 W
Kaczmarczyk Z., Jurczak W.
Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
|
2008
|
z. 4
207-218
PL
W artykule krótko scharakteryzowano problematykę falowników wysokich częstotliwości oraz przedstawiono model komputerowy i wyniki weryfikacji eksperymentalnej falownika klasy E o częstotliwości pracy 27 MHz i mocy wyjściowej 500 W. W falowniku tym pojemność równoległa do tranzystora równa jest jedynie jego pasożytniczej pojemności wyjściowej. Przedstawiony model umożliwia dokonanie analizy właściwości oraz syntezy parametrów falownika do pracy optymalnej. Model falownika zawiera model tranzystora z rezystancją przewodzenia, czasem wyłączania oraz stratną nieliniową pojemnością wyjściową tranzystora. W celu zweryfikowania modelu komputerowego zaprojektowano i przebadano laboratoryjny falownik klasy E. Wyniki pomiarów potwierdzają poprawność opracowanego modelu falownika.
EN
Some problems concerning high-frequency inverters, a computer model and results of the experimental verification of a 27 MHz, 500 W Class E inverter are presented in the paper. A capacitance connected in parallel with the transistor of the inverter is only composed of the transistor output capacitance. The proposed model can be applied to the analysis of the inverter characteristics and the synthesis of its parameters for the optimum operation. The inverter model includes a transistor model with on-resistance, turn-off time and lossy nonlinear output capacitance of the transistor. The laboratory setup of the Class E inverter has been built and tested to verify the computer model. The measurements validate the inverter model.
13
Poprawa właściwości energetycznych falowników klasy e przez maksymalizację wykorzystania tranzystora
Kaczmarczyk Z.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
|
2007
|
z. 200
1-177
PL
Przedmiotem pracy są energoelektroniczne, rezonansowe falowniki klasy E i problematyka dotycząca ich właściwości energetycznych. Zasadniczym celem pracy jest kompleksowe przeanalizowanie możliwości zwiększenia mocy wyjściowej oraz sprawności falownika klasy E przez lepsze wykorzystanie parametrów pracy tranzystora. Do realizacji tego celu zastosowano odpowiednią analizę teoretyczną i weryfikujące badania laboratoryjne. Najważniejszymi założeniami obowiązującymi w ramach pracy są: zachowanie parametrów pracy tranzystora oraz dominacja strat mocy przewodzenia nad pozostałymi stratami tranzystora. Na początku pracy dokonano przeglądu stanu aktualnego zagadnienia (rozdz. 2). Następnie scharakteryzowano właściwości statyczne i dynamiczne tranzystorów mocy MOSFET, istotne z punktu widzenia ich stosowania w falownikach klasy E (rozdz. 3). Wskazano parametry tranzystorów ograniczające sprawność i moc wyjściową falowników. Ponieważ porównanie właściwości energetycznych oraz przeprowadzenie maksymalizacji sprawności falowników klasy E wymaga użycia odpowiednich współczynników, dlatego zdefiniowano sprawność drenową r\D, sprawność całkowitą rj, współczynnik mocy zainstalowanej tranzystora kvi oraz zmodyfikowany współczynnik wydajności mocy wyjściowej falownika CPQ (rozdz. 4). Wykazano, że kształt przebiegów napięcia i prądu tranzystora (wartość współczynnika &OT) ma wpływ na osiągane sprawności oraz moce wyjściowe falowników rezonansowych. W kolejnej części pracy wyjaśniono i uporządkowano terminologię z zakresu falowników klasy E (rozdz. 5) oraz dokonano systematycznego przeglądu i rozbudowanego porównania wybranych właściwości falowników klasy E (rozdz. 7). Zaproponowano nową, uogólnioną definicję układów klasy E, w której jako główny warunek podano maksymalnie miękkie przełączanie zaworu (diody, tyrystora, tranzystora). Znane z literatury klasy układów, uwzględniając ich specyficzne właściwości i charakterystyczne nazewnictwo, pogrupowano w klasy podstawowe, odwrotne, niepełne i mieszane. Następnie wyjaśniono współzależność pomiędzy wartościami parametrów falownika klasy E a realizowanym rodzajem pracy (pracą optymalną, suboptymalną lub nieoptymalną). Pokazano również możliwe, użyteczne lub całkowicie nieprzydatne praktycznie przypadki pracy optymalnej falownika klasy E. W celu oceny właściwości energetycznych różnych falowników rezonansowych wstępnie porównano pod tym względem wszystkie falowniki klasy E, falowniki klasy EF2 i E/F3 oraz kilka powszechnie znanych falowników klasy DE, D i D"1. Wymagane wartości ich parametrów obliczono na podstawie modeli komputerowych falowników. Modele te bazowały na równaniach stanu i ich rozwiązaniu za pomocą metody macierzy przejścia w programie Matlab (rozdz. 6, dodatek). Szczegółowa analiza właściwości falownika klasy E w funkcji jego parametrów wykazała (rozdz. 8), że niewielkie podwyższenie jego sprawności i kilkuprocentowe zwiększenie mocy wyjściowej można uzyskać stosując płytką pracę nieoptymalną, zmniejszając współczynnik wypełnienia przewodzenia tranzystora lub dołączając kondensator różnicowy w falowniku symetrycznym. Dlatego kontynuowano poszukiwania innych, bardziej efektywnych metod poprawy właściwości energetycznych falownika klasy E. Korzystniejszy kształt przebiegów napięcia i prądu tranzystora oraz wyższe sprawności i większe moce wyjściowe uzyskuje się w falownikach klasy EF2 i E/F3 (rozdz. 9). Falowniki te można utworzyć z dowolnego falownika klasy E. Wymagane jest jedynie dołączenie równoległe do tranzystora dodatkowego, szeregowego obwodu rezonansowego oraz właściwy dobór parametrów falownika. W falowniku klasy EF2 obwód ten dostrojony jest w przybliżeniu do częstotliwości drugiej harmonicznej, natomiast w falowniku klasy E/F3 do częstotliwości trzeciej harmonicznej. W obu falownikach tranzystor przełączany jest maksymalnie miękko, typowo dla układów klasy E. Na podstawie wyników analizy właściwości falowników klasy EF2 i E/F3 stwierdzono, że maksymalny przyrost ich mocy wyjściowych względem mocy falownika klasy E wynosi odpowiednio około 43% i 25% przy zachowaniu parametrów pracy tranzystora. Następnie kontynuowano analizę właściwości falowników klasy E, E?2 i E/F3. Przedstawiono i przedyskutowano pewne aspekty wpływu zmian parametrów falowników na ich właściwości. Na zakończenie pracy wybrane wyniki analizy teoretycznej potwierdzono eksperymentalnie (rozdz. 11). Skonstruowano oraz przebadano laboratoryjne falowniki klasy E, EF2 i E/F3, pracujące optymalnie z częstotliwością l MHz. Podczas pomiarów straty mocy (6,5 W) oraz wartość szczytową napięcia (455 V) tranzystora mocy MOSFET typu SPP20N65C3 utrzymywano na w przybliżeniu jednakowym poziomie. Dla kolejnych falowników klasy E, EF2 i E/F3 uzyskano następujące wyniki: sprawności drenowe 96,7%, 97,1%, 97,5%, sprawności całkowite 96,1%, 96,7%, 97,0% oraz moce wyjściowe 365,3 W, 525,3 W, 448,0 W. Stosunki mocy wyjściowych falowników klasy EF2 i E/F3 do mocy wyjściowej falownika klasy E wynosiły 1,44 oraz 1,23. Porównując wyniki obliczeń teoretycznych i pomiarów, pozytywnie zweryfikowano opracowane i wykorzystane w pracy modele komputerowe falowników klasy E, EF2 i E/F3. Falowniki klasy E i EF2 przebadano również przy częstotliwości pracy 16 MHz. Stosując specjalizowany tranzystor MOSFET typu DE375-102N10A, uzyskano odpowiednio: sprawności drenowe 88%, 91%, sprawności całkowite 86%, 89% oraz moce wyjściowe 800 W, 970 W. Praca zawiera również zestawienie ważniejszych określeń i terminów oraz dodatek, w którym zamieszczono szczegółowy opis modeli falowników klasy E, EF2 i E/F3 w programie Matlab.
EN
Power electronic, resonant Class E inverters and problems concerning their power capabilities are the subject of the work. The main aim is to carefully analyze the possibilities of increasing the output power and efficiency of a Class E inverter by improving the utilization of transistor parameters. With this end in view, a proper theoretical analysis and verifying laboratory research have been applied. The theoretical analysis has been carried out on the assumption that the transistor parameters are constant and conduction power losses dominate the rest of transistor power losses. At the beginning of the work, the state of the art of the subject was presented (Chapter 2). Next, the static and dynamic properties of power MOSFET transistors were described, which are particularly important when the transistors are used in Class E inverters (Chapter 3). The transistor parameters limiting efficiency and output power of inverters were indicated. In order to compare the power capabilities of Class E inverters and to maximize their efficiency, the following factors were defined: drain efficiency tjD, overall efficiency tj, factor of transistor installed power kui, and modified power output capability CPO (Chapter 4). It was shown, that the shape of the transistor voltage and current waveforms (the values of factor kui) determines the efficiency and the output power of resonant inverters. In the next part of the work, the terminology concerning Class E inverters (Chapter 5) was explained and arranged. Moreover, the systematic overview and the extended comparison of some properties of Class E inverters were carried out (Chapter 7). A new, generalized definition of Class E circuits was proposed, including in it as a fundamental condition maximum softswitching of a switch (a transistor, a thirstier or a diode). The known classes of circuits were grouped into basic, inverse, sub-, and mixed classes, taking into account their specific properties and nomenclature. Next, the correlation between selected parameters of the Class E inverter and its operation mode (optimum, suboptimum or non-optimum operation) was explained. There were also shown some possible and useful or totally useless modes of the optimum operation of the Class E inverter. In order to evaluate the power capabilities of different resonant inverters, all members of the Class E inverter family, Class E2 and EfF inverters, and several well-known Class DE, D, and D"1 inverters were compared in this regard. The required values of their parameters were computed by means of the computer models of the inverters. These models based on the state equations and their solutions using the method of matrix exponential in the Matlab program (Chapter 6, Appendix). The detailed analysis of the Class E inerter properties as a function of its parameters proved (Chapter 8), that a small increase in the efficiency and a few percent increase in the output power of the inverter can be obtained by applying its limited non-optimum operation, decreasing a transistor on-duty cycle or adding a differential capacitor in a symmetric inverter. Therefore, there were continued the further explorations of different, more effective methods to improve the power capabilities of a Class E inverter. The more beneficial shape of the transistor voltage and current waveforms, the higher efficiency and output power are obtained in Class EF2 and E/F3 inverters (Chapter 9). These inverters can be created from any Class E inverter. With this aim in view, an additional, series resonant circuit should be connected in parallel with the transistor and the inverter parameters should be properly adjusted. In the Class EF2 inverter this circuit resonates approximately at the second harmonic, and in the Class E/F3 inverter at the third harmonic. In both inverters the transistor is maximally soft-switched, which is typical of Class E circuits. Basing on the analysis of the properties of the Class EF2 and E/F3 inverters, it was found that the maximum increase in their output powers was approximately equal to 43% and 25%, respectively, in comparison with the Class E inverter performance. These results were obtained keeping the same transistor parameters for all the inverters. Next, the analysis of the properties of the Class E, EF2, and E/F3 inverters was continued. Some aspects of the influence of changing parameters on their properties were presented and discussed. In the last part of the work, selected results of the theoretical analysis were confirmed experimentally (Chapter 11). The laboratory Class E, EF2, and E/F3 inverters were designed and tested at the operating frequency of l MHz. During the measurements, the power losses (6.5 W) and the peak voltage (455 V) of a SPP20N65C3 MOSFET transistor were approximately kept at the constant level. The following results were obtained for the Class E, EF2, and E/F3 inverters, respectively: drain efficiency of 96.7%, 97.1%, 97.5%, overall efficiency of 96.1%, 96.7%, 97.0%, and output power of 365.3 W, 525.3 W, 448.0 W. The ratios of the output powers of the Class EF2 and E/F3 inverters to the Class E output power were equal to l .44 and l .23, respectively. The computer models of the Class E, EF2, and E/F3 inverters were successfully verified by comparing the results of their calculations and the measurements of the laboratory inverters. The Class E and EF2 inverters were also tested at the operating frequency of 16 MHz. Applying as a switching device a DE375-102N10A MOSFET transistor, the following results were obtained, respectively: drain efficiency of 88%, 91%, overall efficiency of 86%, 89%, and output power of 800 W, 970 W. The work also includes a set of relevant definitions and terms, and the appendix, where the computer models of the Class E, EF2, and E/F3 inverters in the Matlab program were detailed.
14
Content available remote Falownik klasy E o zmniejszonych stratach mocy tranzystorów-symulacja i badania laboratoryjne
Kaczmarczyk Z., Jurczak W.
Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
|
2007
|
z. 4
37-46
PL
W artykule wyjaśniono koncepcję zmniejszenia strat mocy tranzystorów symetrycznego falownika klasy E, polegającą na zmniejszeniu wartości skutecznej prądów tranzystorów jedynie przez dołączenie kondensatora różnicowego do bazowej topologii symetrycznego falownika klasy E. W celu zweryfikowania tej koncepcji porównano wyniki pomiarów laboratoryjnego falownika klasy E (500 W, 1 MHz) przed i po dołączeniu kondensatora różnicowego. Przedstawiona została również szczegółowa analiza właściwości takiego falownika za pomocą programu SPICE.
EN
A concept of reducing transistor power losses of a symmetric (push-pull) Class E inverter is explained in the paper. The concept consists in lowering the rms value of transistor currents only by adding a differential capacitor to a basic topology of the symmetric Class E inverter. In order to verify this concept, the measurement results of the laboratory Class E inverter (500 W, 1 MHz) before and after connecting the differential capacitor are compared. The detailed analysis of the inverter properties by means of SPICE software is also presented.
15
Falowniki klasy E o podwyższonej sprawności
Kaczmarczyk Z.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
|
2006
|
z. 198
49-60
PL
W artykule przedstawiono koncepcję podwyższenia sprawności falownika klasy E, polegającą na dołączeniu dodatkowego, szeregowego obwodu rezonansowego. Odpowiednio dostrojony obwód dodatkowy umożliwia poprawę kształtu napięcia tranzystora oraz wpływa na podwyższenie sprawności falownika. Równocześnie zachowane są warunki komutacji miękkiej ZVS i ZdVS typowe dla klasy E. W celu potwierdzenia zaproponowanej koncepcji dokonano pomiarów laboratoryjnych klasycznego falownika klasy E oraz ulepszonych falowników klasy EF2 i E/F2. Zmierzone przy częstotliwości pracy l MHz wartości mocy wyjściowych wynosiły 366 W, 526 W i 447 W, jednocześnie wyznaczono sprawności całkowite 96,6%, 97,1% i 97,4%, odpowiednio dla falowników klasy E, EF2 i E/F3.
EN
The paper presents a new concept of efficiency increase of Class E inverters. It is based on inserting an additional series resonant circuit in a basic Class E topology. The properly tuned additional circuit improves the shape of transistor voltage waveform and, as a result, inverter efficiency. At the same time, ZVS and ZdVS soft-switching conditions typical of Class E, are preserved. Measurements results of a classic Class E inverter and improved Class EF2 and E/F3 inverters are given to verify the validity of the presented concept. The measured output power of the inverters was 366 W, 526 W, and 447 W, with the total efficiency of 96,6%, 97,1%, and 97,4% respectively at the operating frequency of l MHz.
16
Content available remote Falownik klasy E - teoria i praktyka przekształtnika wysokiej częstotliwości
Kaczmarczyk Z.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2004
|
R. 80, nr 9
817-820
PL
W artykule przedstawiono uzasadnienie tendencji podwyższania częstotliwości pracy falowników, opisano podstawowe właściwości i zasadę działania reprezentatywnego falownika klasy E. Dokonano przeglądu literatury, ilustrującego obszar możliwych zastosowań tego typu falowników. Wybrane realizacje praktyczne falowników klasy E zostały szczegółowo scharakteryzowane, przedstawiając ich częstotliwości pracy, moce, sprawności oraz zastosowania.
EN
A justification of a tendency to increase in operating frequency of inverters and a description of basic properties and operation principle of a representative Class E inverter are presented in the paper. Next, an application area of such kind of inverters is delivered based on literature data. Selected fabricated Class E inverters are described in details and their operating frequency, power, efficiency and application are tabulated.
17
Content available remote Improving properties of high-frequency Class E inverters
Kaczmarczyk Zbigniew
Archives of Electrical Engineering
|
2004
|
Vol. 53, nr 4
449--459
EN
The paper presents original numerical analysis of Class E inverter properties concerning the maximisation of its output power. It has been carried out on the basis of a MATLAB model of Class E inverter. High-efficient, 800 W, 16 MHz Class E and 1 kW, 16 MHz Class EF inverters have been successfully designed, fabricated and tested. The inverters are built employing a DE-SERIES MOSFET and a gate driver manufactured by Directed Energy, Inc. (DEI). The Class EF inverter is introduced as an example of possibility for improvement of the Class E inverter performance. The selected laboratory measurements of both inverters are given and compared to the results obtained from SPICE simulation.
PL
W pracy przedstawiono oryginalną analizę numeryczną właściwości falownika klasy E mającą na celu zmaksymalizowanie jego mocy wyjściowej. W analizie tej wykorzystano model falownika klasy E w programie MATLAB. Zaprojektowano, skonstruowano oraz przebadano falowniki klasy E oraz EF, pracujące z częstotliwością 16 MHz. odpowiednio o mocach 800 W oraz 1 kW. W falownikach zastosowano tranzystor typu DE-SERIES MOS FET ze sterownikiem dedykowanym, oba firmy Directed Energy, Inc. (DEI). Falownik klasy EF został wprowadzony jako przykład możliwości poprawy właściwości falownika klasy E. Przedstawiono również wybrane wyniki pomiarów laboratoryjnych obu falowników, które następnie porównano z wynikami symulacji uzyskanymi w programie SPICE.
18
800 W, 16 MHz laboratory class E inverter
Kaczmarczyk Z., Grzesik B.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
|
2003
|
z. 187
71-78
PL
W pracy przedstawiono opis konstrukcji i właściwości wysokoczęstotliwościowego falownika klasy E (800 W, 16MHz) bez zewnętrznego kondensatora równoległego. W konstrukcji falownika wykorzystano tranzystor typu DE-SERIES MOSFET ze sterownikiem dedykowanym, oba firmy Directed Energy, Inc. (DEI). Wyniki pomiarów laboratoryjnych falownika zostały porównane z wynikami symulacji w programie SPICE. W celu poprawy właściwości falownika klasy E przeanalizowano jego zmodyfikowaną wersję, nazwaną falownikiem klasy EF.
EN
The paper describes the design and performance of a high-efficient, 800 W, 16MHz Class E inverter without an external shunt capacitor. The inverter is built employing a DE-SERIES MOSFET and a gate driver from Directed Energy, Inc. (DEI). Inverter design and inverter performance characteristics are presented and compared to the results obtained from SPICE simulation. A slightly different configuration. Class EF inverter, is analysed as an example of possibility for improvement of the Class E inverter performance.
19
Falownik klasy E z powielaniem częstotliwości
Kaczmarczyk Z., Grzesik B., Kasprzak M.
Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej
|
2001
|
T. 7, z. 1
153-158
PL
W pracy przedstawiono metodę analizy i procedurę projektowania falownika klasy E pracującego z powielaniem częstotliwości. Wyznaczono i zamieszczono podstawowe właściwości podwajającego częstotlowość falownika klasy E z równoległym kondensatorem. Skonstruowano i poddano pomiarom falownik laboratoryjny pracujący w warunkach komutacji optymalnej. Jako zawór falownika zastosowano tranzystor MOSFET IRF740. Dla mocy wejściowej 144W i częstotliwości przełączeń 1 MHz uzyskano sprawność 80%. Uzyskane wyniki pomiarów laboratoryjnych są zgodne z wynikami wyznaczonymi na drodze obliczeń teoretycznych.
EN
An overview of the present state and the problems of frequency multiplication using Class E inverter are presented in the paper. A method for analysis and design procedure of the Class E frequency multiplier has been described. The features and main characteristics of the Class E frequency doubler with shunt capacitor have been calculated and shown. A laboratory model of the inverter was built and tested for optimal mode of operation. The IRF740 MOSFET transistor was used as the switching device. Efficiency of 80% was obtained in the laboratory inverter of input power 144W and frequency 1 MHz. The laboratory results show a good agreement between experimental values and those theoretically predicted.
20
Falownik klasy E - przykład przekształtnika energoelektronicznego najwyższych częstotliwości
Kaczmarczyk Z.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
|
1999
|
z. 170
129-141
PL
Praca niniejsza ma na celu przedsatwienie falownika klasy C za pomocą opisu teoretycznego, symulacji komputerowych, wybranych wyników eksperymentów laboratoryjnych oraz przykładów zastosowań. Falownik ten ma duże znaczenie w energoelektronice, ponieważ umożliwia pracę z wysoką częstotliwością (>1 MHz), czego wynikiem jest zmniejszenie gabarytów i wagi oraz zwiększenie gęstości mocy. W pracy zamieszczono opis działania falownika klasy C, jego podstawowe właściwości oraz wyniki pomiarów trzech systemów: laboratoryjnego, lewitacyjnego i do topienia proszków metali.
EN
The presentation of Class E inverter by means of relevant theory, results of simulations, results of laboratory measurements and examplary applications are the subject of the paper. This inverter is of high importance in power electronics as it allows to obtain relatively high frequency of operation (>1 MHz), which in turn leads to reduction of size and weight and increasing of power density. The paper presents: principle of operation of Class E inverter, its main properties, results of experiments carried out with three systems: laboratory, levitation and the one for melting of metal powders.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.