Analiza właściwości falownika klasy E przy maksymalnych częstotliwościach przełączania tranzystorów mocy MOSFET

Tytuł:

Analiza właściwości falownika klasy E przy maksymalnych częstotliwościach przełączania tranzystorów mocy MOSFET

Doktorant:

Wojciech Jurczak

Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:

elektrotechnika

Data obrony rozprawy:

1 czerwca 2010 r.

Streszczenie:

Celem rozprawy doktorskiej było m.in.:

• opracowanie uproszczonego modelu komputerowego falownika klasy E, umożliwiającego przeanalizowanie podstawowych właściwości falownika,
• określenie maksymalnej częstotliwości przełączania zastosowanego w falowniku klasy E tranzystora mocy MOSFET,
• zaproponowanie modelu tranzystora mocy MOSFET, uwzględniającego rezystancję w zakresie przewodzenia, nieliniową, stratną pojemność wyjściową oraz czas wyłączania,
• opracowanie złożonego modelu komputerowego falownika klasy E, bazującego na zaproponowanym modelu tranzystora,
• zaprojektowanie, skonstruowanie oraz przebadanie laboratoryjne falowników klasy E o częstotliwościach pracy 14, 20 oraz 27 MHz,
• dokonanie weryfikacji złożonego modelu komputerowego falownika klasy E.

Zaprojektowano, skonstruowano i przebadano laboratoryjnie cztery falowniki klasy E, różniące się typem użytego tranzystora, częstotliwością pracy oraz mocą wyjściową. Końcowym efektem badań zrealizowanych w ramach rozprawy był falownik o zminimalizowanych stratach mocy. Dzięki zastosowaniu w nim szybkiego tranzystora MOSFET IXZ316N60 uzyskano częstotliwość pracy równą 27 MHz. Dla mocy wyjściowej 539,5 W i strat mocy tranzystora 78,1 W sprawność drenowa (stosunek mocy wyjściowej do wejściowej) wyniosła 85,1%. Moc zasilania obwodu sterowania była równa 39,2 W, a sprawność całkowita (stosunek mocy wyjściowej do sumy mocy wejściowej i zasilania drajwera) 80,2%. Praca obroniona z wyróżnieniem na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej – Gliwice 2010.