Ключевой элемент квазирезонансного преобразователя напряжения на основе МДП-транзистора

• Автор: Соломатова, Анна Александровна
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
1 АНАЛИЗ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КЛЮЧЕЙ В ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗОНАНСНЫМ КОНТУРОМ
1.1 Классификация высокочастотных импульсных преобразователей напряжения с резонансным контуром
1.2 Резонансные ключевые элементы, реализующие три типа «мягкого» переключения силового ключа в ПН с резонансным контуром
1.3 Классификация ключевых элементов импульсных ПН
Выводы по первой главе
2 ОЦЕНКА МОЩНОСТИ СТАТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КЛЮЧАХ, РАБОТАЮЩИХ В ЦЕПИ РК КВАЗИРЕЗОНАНСНОГО ПН С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПРИ НУЛЕ ТОКА
Выводы по второй главе
3. АНАЛИЗ МОЩНОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В МДП-КЛЮЧАХ КВАЗИРЕЗОНАНСНЫХ ПН С ПНТ И ПОЛНОЙ ВОЛНОЙ ТОКА РЕЗОНАНСНОГО ЦИКЛА
3.1 Экспериментальное определение причины возникновения мощности динамических потерь в ПН с ПНТ
3.2 Анализ процесса обратного восстановления встроенного в МДП-транзистор диода
3.3 Анализ токораспределения между встроенным в МДП-транзистор диодом и диодом Шоттки при параллельном включении
3.4 Моделирование динамических режимов диодов ключевого элемента квазирезонансного ПН с ПНТ
Выводы по третьей главе
4 РАБОТА КЛЮЧЕВОГО ЭЛЕМЕНТА В КВАЗИРЕЗОНАНСНОМ ПН С ПНТ И
ПОЛОВИНОЙ ВОЛНЫ ТОКА РЕЗОНАНСНОГО ЦИКЛА

Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Вывод формул к главе
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Перечень используемых приборов
ПРИЛОЖЕНИЕ В Амплитудно-частотная характеристика изготовленных
трансформаторов тока
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Осцилограммы работы ПНТ-преобразователя с полной
волной тока резонансного цикла
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Осцилограммы работы ПНТ-преобразователя с половиной
волны тока резонансного цикла
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Акты о внедрении

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
БТ - биполярный транзистор
ВАХ - вольт-амперная характеристика
ГУН - генератор, управляемый напряжением
КПД - коэффициент полезного действия
КЭ - ключевой элемент
МДП- метал-диэлектрик-полупроводник
J1A4X - логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
ПН - преобразователь напряжения
ПИЭ - первичный источник электропитания
ПНН - переключение при нулевом значении напряжения
ПНТ - переключение при нулевом значении тока
ПНТ-1 - переключение при нулевом значении тока с половиной волны тока резонансного цикла
ПНТ-2 - переключение при нулевом значении тока с полной волной тока
резонансного цикла
ПФ - передаточная функция
РК - резонансный контур
РКЭ - резонансный ключевой элемент
СЭС КА - система электроснабжения космического аппарата УУ - устройство управления
ФОСК - формирователь времени открытого состояния ЧИМ - частотно-импульсная модуляция ТТТИМ - широтно-импульсная модуляция
AC/DC преобразователи - (сокр. от англ. altemating current/direct current) -преобразователи переменного напряжения в постоянное DC/DC преобразователи - (сокр. от англ. direct current/direct currenty -преобразователи постоянного напряжения
IGBT - (от англ. Insulated-gate bipolar transistor ) биполярный транзистор с изолированным затвором

нагрузки (Л//ф«2/„) в установившемся режиме. В действительности разница между средним значением тока индуктивности выходного фильтра и его амплитудным значением может быть существенной. Необходимо оценить влияние переменной составляющей тока дросселя выходного фильтра на форму кривых тока через индуктивность РК и напряжения на резонансной емкости в течение резонансного цикла. Для этого был создан экспериментальный макет последовательного понижающего ПНТ-преобразователя, позволяющий проверить адекватность аналитического описания исследуемых режимов. Параметры элементов РК и выходного фильтра следующие: Тр=1,04мкГн, Ср=22нФ, 1ф=45мкГн, Сф=20мкФ.
На рисунке 2.14 приведены осциллограммы токов и напряжений для режимов ПНТ-1 (а) и ПНТ-2 (б), полученные при /Н=3,3±0,15А и {7вх=56±1В, Нвых=24±0,2В.
Рисунок 2.14 - Временные диаграммы сигналов в РК ПНТ-преобразователя, полученные аналитически (с учетом и без учета пульсаций тока дросселя выходного фильтра) и
экспериментально
Из экспериментальных диаграмм видно, что ток дросселя выходного фильтра изменяется внутри одного цикла преобразования и принимает различные значения на каждом из трех интервалов резонансного цикла, при этом аналитические кривые, построенные для постоянного тока дросселя (ДДф=0),