Способы уменьшения динамических потерь в импульсных регуляторах мощности на силовых МДП-транзисторах

• Автор: Бочкарев, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Глава 1 Математические модели и программные средства, использованные для расчета переходных процессов
Глава2 Методы уменьшения динамических потерь в силовых МДП-транзисторах нереверсивных регуляторов постоянного тока.
2.1 Описание процессов переключения
2.2 Влияние параметров схемы на динамические потери
2.3 Энергетические макромодели динамических потерь в нереверсивных регуляторах
2.3.1 Динамические потери в высоковольтных регуляторах
2.3.2 Динамические потери в низковольтных регуляторах
2.4 Влияние температуры эксплуатации на показатели
К коммутационных процессов в нереверсивных регуляторах
Выводы
Глава 3. Методы уменьшения динамических потерь в МДП-транзисторах мостовых схем
3.1 Процессы переключения полумостовых схем без внешних блокирующих диодов
3.2 Процессы переключения полумостовых схем с внешними блокирующими диодами
3.2.1 Процессы переключения в высоковольтной стойке
3.2.2 Процессы переключения низковольтной стойки
3.3 Влияние температуры эксплуатации на показатели
коммутационных процессов мостовых схем
Выводы
Глава 4. Формирователи низкоэнергетических траекторий как средство уменьшения динамических потерь в МДП-ключах.
4.1 Процессы в схемах с пассивными формирователями
4.2 Процессы в схемах с рекуперативными формирователями
Выводы
Глава 5. Структурная оптимизация цепей управления драйверами как метод уменьшения динамических потерь в мостовых схемах
5.1 Процессы переключения в схемах с гальваническим управлением драйверами
5.2 Процессы переключения в схемах с оптронным управлением драйверами
5.3 Процессы переключения в схемах с трансформаторным
управлением
Выводы
Глава 6. Практическая реализация выводов и рекомендаций диссертации.
6.1 Основные требования к усилителям мощности (драйверам) силовых МДП-транзисторов в составе импульсных регуляторов мощности
6.2 Анализ технических характеристик зарубежных драйверов
6.3 Практические схемы драйверов для управления силовыми МДП и IGB транзисторами в составе конверторов и инверторов для
авиационных СЭС
Заключение
Литература
Приложение: Акты о внедрении и использовании научных и практических результатов диссертационной работы.

Транзисторные импульсные регуляторы мощности (ИРМ) широко применяются в системах бортовой автоматики. Известны примеры их применения в составе узлов генерирования электроэнергии, централизованных и децентрализованных конверторов и инверторов ИВЭ, систем электропривода, систем распределения электроэнергии летательных аппаратов различных классов с напряжениями основных и промежуточных систем электропитания в десятки-сотни вольт постоянного тока. [ 1-9,59-62] Область применения транзисторных ИРМ постоянно расширяется, захватывая кроме бортовых и такие наземные системы, как автоматизированные комплексы управления станками, насосные агрегаты нефтяной промышленности и др. [10-16,63]
Прогресс в развитии транзисторных ИРМ зависит в первую очередь от достижений в физике и технологии силовых транзисторов. На смену биполярным транзисторам (БТ), определявшим технические характеристики ИРМ до 80-х - 90-х годов, пришли силовые МДП - транзисторы (МДГГГ), имеющие преимущества перед БТ по всем ключевым параметрам вплоть до напряжений 100-200 В, а также ЮВ транзисторы (ЮВТ), имеющие преимущество перед БТ и МДПТ по статичным потерям при напряжениях свыше 300...500 В. Последние составляют конкуренцию не только БТ и МДПТ, но и тиристорам в устройствах глубоко регулируемого электропривода [17,18,64,65].
Ключевые возможности типовых силовых МДПТ характеризуются, например следующими сочетаниями токов и напряжений: 200В, 450А а для ЮВТ соответственно 1200А, 3300В и 1400А, 1800В [19,66].
В устройствах бортовой автоматики, питающихся преимущественно напряжениями 30-300 В постоянного тока при максимальных мощностях до единиц киловатт все основные задачи регулирования электроэнергии могут в настоящее время решаться в основном МДПТ и частично ЮВформирователей низкоэнергетической траектории. В сильноточных схемах существует возможность снижения потерь при включении за счет использования формирующего действия индуктивностей выводов истока и стока.
5. Исследовано влияние температуры среды на динамические потери. Показано, что с ростом температуры процессы включения убыстряются и потери уменьшаются, а процессы отключения затягиваются и потери растут. Определение критической температуры среды, соответствующей максимальным суммарным потерям требует численных расчетов в каждом конкретном варианте ИРМ.