środa, 13.11.2019 - tydzień (P)arzysty
logoPolSl2019 2logoRE100
Wydział Elektryczny

Tytuł:
Analiza i badania wysokoczęstotliwościowych falowników klasy DE z tranzystorami MOSFET na bazie SiC i GaN.
Doktorant:
Krzysztof Przybyła
Promotor:
dr hab. inż. Marcin Kasprzak, prof. PŚ
Promotor pomocniczy:
dr inż. Marcin Zygmanowski
Recenzenci:
dr hab. inż. Jacek Rąbkowski, prof. PW - Politechnika Warszawska - recenzja 
dr hab. inż. Paweł Szcześniak - Uniwersytet Zielonogórski - recenzja 
Dziedzina nauk technicznych:
Elektrotechnika
Data obrony rozprawy:
12 września 2019 r.
Data nadania stopnia:
12 września 2019 r.
Streszczenie:

W ramach rozprawy doktorskiej badano możliwości zastosowania tranzystorów MOSFET na bazie węglika krzemu (SiC) i azotku galu (GaN) w wysokoczęstotliwościowym falowniku klasy DE. W Katedrze KENER prowadzone były badania nad falownikami klasy DE i E z pasma 13,56 MHz z tranzystorami Si MOSFET DE375-102N10A (1000 V/10 A) firmy IXYS. Sprawność energetyczna badanych falowników nie przekraczała 80%. W okresie prowadzenia tych badań wybór tranzystorów MOSFET na bazie SiC/GaN był ograniczony a parametry tych tranzystorów nie pozwalały na osiągnięcie częstotliwości kilkunastu MHz.

Motywacją do podjęcia badań był niewystarczający stan literatury na temat możliwości zastosowania tranzystorów MOSFET na bazie SiC i GaN w falownikach klasy DE wysokiej częstotliwości (f>10 MHz). Ponadto postęp technologiczny tranzystorów SiC i GaN umożliwił ich zastosowanie przy tak wysokiej częstotliwości.

Rozprawa składa się z trzech zasadniczych części. Część pierwsza (rozdz. 1-2) stanowi wprowadzenie do tematyki rozprawy, wstęp formalny (motywacja, cel rozprawy, zakres, założenia) i przegląd literatury. Część druga (rozdz. 3-6) zawiera podstawy teoretyczne, na podstawie których zaprojektowano i wykonano cztery wersje falowników klasy DE z tranzystorami MOSFET na bazie SiC (2 wersje) i GaN (2 wersje). W rozdziale szóstym znajduje się opis modelu komputerowego falownika klasy DE zaproponowany przez autora. W trzeciej części (rozdz. 7-9) zamieszczono wyniki badań laboratoryjnych wraz z opisem kolejnych wersji falowników i niezbędnych elementów składowych falownika, takich jak: układ sterowania, obwód dopasowania falownika do obciążenia, drajwer uniwersalny. Badania wykazały, że w przypadku falowników z tranzystorami GaN MOSFET możliwe jest uzyskanie sprawności energetycznej powyżej 90%. W rozdziale 8 zamieszczono wyniki obliczeń modelu komputerowego falownika. Rozdział 9 zawiera podsumowanie i propozycję dalszych badań.