W książce przedstawiono współczesny stan wiedzy na temat energoelektronicznych układów rezonansowych; metod analizy i projektowania oraz nowych struktur układów dla różnych zastosowań praktycznych.
Obwody rezonansowe występują w urządzeniach energoelektronicznych jako podstawowe części składowe obwodów głównych przekształtników. Kształtując prąd i napięcie sinusoidalne o wysokiej częstotliwości, wspomagają procesy przełączania przyrządów półprzewodnikowych przekształtnika, minimalizując zarówno straty mocy w procesie przełączania, jak i stromości zmian prądów i napięć. Minimalizacja strat mocy w procesie przełączania przyrządów umożliwia podwyższenie częstotliwości przekształcania energii, co prowadzi do minimalizacji wielkości stosowanych transformatorów, dławików i filtrów.
Najstarszym klasycznym rozwiązaniem są falowniki z obciążeniem rezonansowym, zwane falownikami szeregowymi lub szeregowo-równoległymi. W układach tranzystorowych zmiana impedancji obwodu rezonansowego wraz z częstotliwością sterowania pozwala sterować parametrami układu, takimi jak: napięcie, prąd czy moc wyjściowa układu. W układach tyrystorowych zjawisko rezonansu służy dodatkowo do wymuszonego wyłączenia tyrystorów. Tę grupę układów przekształtnikowych przedstawia rozdział trzeci.
Kolejną odrębną grupę przekształtników z wykorzystaniem obwodu rezonansowego stanowią przekształtniki quasi-rezonansowe. W układach tych tranzystor i dioda rozładowcza wraz z obwodem rezonansowym stanowią integralny łącznik, którego elementy półprzewodnikowe są przełączane przy zerowym napięciu bądź zerowym prądzie, co minimalizuje straty mocy w procesie przełączania. Czas przewodzenia (lub wyłączenia) tranzystora w takim łączniku musi być stały, określony parametrami obwodu rezonansowego, stąd regulacja parametrów wyjściowych przekształtnika (napięcia, prądu, mocy) możliwa jest tylko poprzez zmianę częstotliwości sterowania.
Spis treści:WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ
1. WSTĘP
2. PROCESY PRZEŁĄCZANIA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
2.1. Proces przełączania diody
2.2. Proces przełączania tranzystora MOSFET
3. FALOWNIKI REZONANSOWE
3.1. Falowniki rezonansowe zasilane ze źródła napięcia
3.1.1. Falownik szeregowy
3.1.2. Falowniki szeregowe z odbiornikiem włączonym równolegle do kondensatora
3.1.3. Falownik rezonansowy o układzie CLL
3.1.4. Falownik rezonansowy o sterowaniu fazowym napięcia odbiornika
3.2. Falowniki zasilane ze źródła prądu
3.2.1. Falowniki klasy D z obwodem rezonansu równoległego
3.2.2. Falownik rezonansowy przełączany przy zerowym napięciu (ZVS)
3.3. Falowniki z modulacją gęstości impulsów
3.4. Rezonansowe przekształtniki DC/DC
3.4.1. Przekształtnik DC/DC z falownikiem szeregowym
3.4.2. Przekształtnik DC/DC z falownikiem szeregowym i obciążeniem równoległym do kondensatora rezonansowego
4. PRZEKSZTAŁTNIKI QUASIREZONANSOWE
4.1. Podstawowe układy quasi-rezonansowych przekształtników DC/DC
4.1.1. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC obniżający napięcie przełączany przy zerowym prądzie
4.1.2. Ouasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC obniżający napięcie przełączany przy zerowym napięciu
4.1.3. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie przełączany przy zerowym prądzie
4.1.4. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie przełączany przy zerowym napięciu
4.1.5. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC podwyższająco-obniżający napięcie przełączany przy zerowym prądzie
4.1.6. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC podwyższająco-obniżający napięcie przełączany przy zerowym napięciu
4.1.7. Złożone konfiguracje quasi-rezonansowych przekształtników DC/DC
4.2. Przekształtniki napięcia stałego na stale z izolacją galwaniczną
4.2.1. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC z izolacja galwaniczną przełączany przy zerowym prądzie
4.2.1.1. Półfalowy stan pracy przekształtnika quasi-rezonansowego z diodą rozładowczą i pojemnością rezonansową na wyjściu prostownika
4.2.1.2. Półfalowy stan pracy przekształtnika ąuasi-rezonansowego bez diody rozładowczej
4.2.1.3. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC z mostkowym układem prostownika i półfalowym stanem pracy
4.2.1.4. Pełnofalowy stan pracy przekształtników quasi-rezonansowych
4.2.1.5. Rezonansowy przekształtnik DC/DC z mostkowym układem prostownika i pełnofalowym stanem pracy
4.2.2. Quasi-rezonansowy przekształtnik DC/DC z izolacją galwaniczną przełączany przy zerowym napięciu
5. PRZEKSZTAŁTNIKI MULTIREZONANSOWE
5.1. Multirezonansowy przekształtnik DC/DC obniżający napięcie przełączany przy zerowym napięciu
5.2. Różne konfiguracje przekształtników DC/DC z łącznikiem multi-rezonansowym
5.3. Przekształtniki multirezonansowe o stałej częstotliwości kluczowania
6. PRZEKSZTAŁTNIKI STEROWANE POPRZEZ REGULACJĘ SZEROKOŚCI IMPULSÓW
6.1. Układy ?miękkiego" przełączania przy zerowym napięciu
6.2. Układ komutacji z ?przeniesieniem" procesu wyłączania przy zerowym napięciu (zero voltage transition)
6.3. Układy ?miękkiego" przełączania przy zerowym prądzie
6.4. Przekształtnik biegunowy komutowany rezonansowo
7. REZONANSOWE UKŁADY POŚREDNICZĄCE FALOWNIKÓW
7.1. Przekształtnik DC/AC zasilany przez napięciowe złącze rezonansowe
7.2. Przekształtnik DC/AC zasilany przez prądowe złącze rezonansowe
7.3. Przekształtnik z quasi-rezonansowym obwodem szeregowym kształtującym impulsy stałoprądowe
8. PRZEKSZTAŁTNIKI PRĄDU PRZEMIENNEGO NA PRĄD STAŁY
8.1 Wprowadzenie
8.2 Układy przetwarzające wielkości wyjściowe falowników
8.2.1. Prostowniki klasy D zasilane z źródła prądu
8.2.2. Prostowniki klasy D zasilane z źródła napięcia
8.2.3. Prostowniki klasy E o małej stromości napięcia du/dt
8.2.4. Prostowniki klasy E o małej stromości prądu di/dt
LITERATURA