Ключевой элемент квазирезонансного преобразователя напряжения на основе МДП-транзистора
Диссертация
Разработка подобных устройств связана с моделированием режимов работы импульсного коммутирующего элемента — полупроводникового ключа, который на практике не является идеальным ключом и может быть построен на основе комбинации биполярного транзистора, IGBT или МДП-транзистора и импульсных р-п, p-i-n или Шоттки диодов. Указанные полупроводниковые приборы обладают нелинейными динамическими… Читать ещё >
Список литературы
- Виноградов, Ю.В. Основы электронной и полупроводниковой техники. -Учебник для студентов высш. техн. учебн. Заведений. Изд. 2-е., доп. М.: «Энергия», 1972. — 536 с.
- Войтович, В. Si, GaAs, SiC, GaN силовая электроника. Сравнение, новые возможности / В. Войтович, А. Гордеев, А. Думаневич // Силовая электроника. — 2010. — № 5. — С. 4−10.
- Волович, Г. Резонансные преобразователи напряжения / Г. Волович // Схемотехника. 2003. — № 8. — С. 10−12.
- Горяшин, H.H. Оптимизация параметров выходного фильтра квазирезонансного стабилизатора напряжения / H.H. Горяшин // Вестник СибГАУ, Красноярск. 2008. — Вып. 19. — С. 126−131.
- Готтлиб, И. М. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы / И. М. Готтлиб. М.: Постмаркет, 2002. — 544 с.
- Гринберг, Р. Текущее состояние и направления дальнейшего развития силовых полупроводниковых приборов // Силовая Электроника. 2001 — № 27-С. 1−2.
- Горева, Л. IGBT транзисторы International Rectifier шестого поколения/ Л. Горева // Силовая Электроника. — 2009. — № 4. — С. 27−32.
- Горюнов, H.H. Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений/ H.H. Горюнов, Ю. Р. Носов М.:"Советское радио", 1968. — 303 с.
- Грехов, И. Силовая полупроводниковая электроника / И. Грехов // Компоненты и технологии. 2006. — № 3. — С. 1−6.
- Дьяконов, В.П. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах / В. П. Дьяконов, A.A. Максимчук и др. М.: СОЛОН-Р, 2002. — 512 с.
- Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники / Г. С. Зиновьев: Учебник. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. 4.2. 199 с.
- Колпаков, A. NPT, Trench, SPT.4to дальше?/ А. Колпаков // Силовая электроника. 2006. — № 3. — С. 14−22.
- Копылов, А. Силовые полупроводники фирмы Infineon Technologies // Силовая электроника и питание РЭ. 2004. — № 4 (34). — С. 24−29.
- Ланцов, В. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания / В. Ланцов, С. Эранасян // Силовая электроника. 2006. — № 4. — С. 5864.
- Ланцов, В. Надежность силовых устройств в России: мифы и реалии, проблемы и пути решения. Часть 3. / В. Ланцов, С. Эраносян // Силовая электроника. 2009. — № 1. — С. 4−10.
- Ланцов, В. Электронная компонентная база силовых устройств. Часть1. /
- B. Ланцов, С. Эранасян // Силовая электроника. 2009. — № 5. — С. 4−7.
- Лебедев, А. Анализ коммутационных процессов в ключе на МДП-транзисторе с индуктивной нагрузкой /А. Лебедев, И. Недолужко // Компоненты и технологии. 2007. — № 4. — С. 123−128.
- Лебедев, А. SiC-электроника: прошлое, настоящее, будущее/ А. Лебедев,
- C. Сбруев // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2006. — № 5. — С. 28−41.
- Лукин, A.B. Квазирезонансные преобразователи постоянного напряжения / A.B. Лукин // Электропитание. 1993. — вып.2. — С. 24−37.
- Лукин, А. В. Распределенные системы электропитания // Электронные компоненты. 1997. — Вып. 7. — С. 28−32.
- Лукин, A.B. Высокочастотные преобразователи постоянного напряжения и их классификация / A.B. Лукин// Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 1998. — № 1. — С. 33−36.
- Мелешин, В. И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2005. — 632с.
- Некрасов, М. Новая технология РТ IGBT против мощных полевых МОП-транзисторов / М. Некрасов, И. Щукина // Силовая электроника. 2004. -№ 1. — С. 14−16.
- Образцов, С. Силовые МДП-транзисторы на основе карбида кремния // Электронные компоненты. 2007. — № 8 — С. 33−36.
- Окснер, Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. Пер. англ. — М.: Радио и связь, 1985. — 288 с.
- Разевиг, В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro Сар 7. М.: Горячая линия — Телеком. 2003. — 368 с.
- Рассел, Д. Развитие технологий транзисторов MOSFET повышает их специализацию // Новости Электроники. 2009. — № 12. — С. 3−4.
- Хамзин, Н. Поведение высоковольтных MOSFET-транзисторов в преобразователях с мягким переключением: анализ и повышение надежности // Компоненты и технологии. 2006. — № 4. — С. 136−144.
- Шаропин, Ю. Карбид-кремниевые высоковольтные диоды шоттки компании CREE / Ю. Шаропин // Электронные компоненты. 2006. — № 6. -С.1−4.
- Патент 227 8459RU. Квазирезонансный высокочастотный преобразователь напряжения / Н. Н. Горяшин, М. В. Лукьяненко, А. Б. Базилевский //заявл. 08.12.04- опубл. 20.06.06.
- Abu-Qahouq, J. Generalized Analysis of Soft-Switching DC-DC Converters / J. Abu-Qahouq, I. Batarseh // IEEEISCAS, Vol. 3. 2000. — P. 507 -510.
- Abu-Qahouq, J. Unified Steady-State Analysis of Soft-Switching DC-DC Converters / I. Batarseh, J. Abu-Qahouq // IEEE Trans. Power Electron., Vol. 17, No. 5. -2002. Sep. — P. 684−691.
- Aksoy, I. A New ZVT-ZCT-PWM DC-DC Converter /1. Aksoy, H. Bodur, A. F. Bakan// IEEE Trans. Power Electron., Vol. 25, No. 8. 2010. — Aug. — P. 20 932 105.
- Andreycak, W. 1 Megahertz 150 Watt Resonant Converter Design Review // Unitrode Power Supply Design Seminar Handbook SEM-бООА, 1988.
- Andreycak, W. Zero Voltage Switching Resonant Power Conversion / W. Andreycak // Unitrode Power Supply Design Seminar SEM-700, 1990.
- Andreycak, W. Zero Voltage Switching Resonant Power Conversion / W. Andreycak // Application Note U-138. Unitrode Corp. April 1999.
- Baliga, B.J. Paradigm shift in planar power MOSFET Technology / В J. Baliga, D. A. Girdhar // Power Electronics Technology. 2003. — Nov. — P. 2432.
- Balogh, L. Design And Application Guide for High Speed MOSFET Gate Drive Circuits. Texas Instruments Incorporated — 2002. — P. 38.
- Bodur, H. A New ZVT-PWM DC-DC Converter / H. Bodur, F. Bakan // IEEE Trans. Power Electron. Vol. 17, No. 1. 2002. — Jan. — P. 40−47.
- Bodur, H. An Improved ZCT-PWM DC-DC Converter for High-Power and Frequency Applications / H. Bodur, F. Bakan // IEEE Trans. On Indust. Electron, Vol. 51, No. 1. 2004. — P. 89−94.
- Burra, R.K. CoolMOS Integral Diode: A Simple Analytical Reverse Recovery Model / R. K. Burra, K. Shenai // Power Electronics Specialist Conference, PESC '03.-2003.-P. 834−838.
- Bussato, J. Non Destructive Testing of Power MOSFET’s Failures during Reverse Recovery of Drain-Source Diode / J. Bussato, O. Fioretto // Power Electronics Specialist Conference PESC'96. — 1996. — P. 593−599.
- Canesin, C. A. Novel Zero-Current-Switching PWM Converters / C. A. Canesin, I. Barbi //IEEE Trans, on Indust. Electron., Vol. 44, No. 3. 1997. — P. 372 381.
- Choi, W. Improving System Reliability Using FRFET in LLC Resonant Converters / W. Choi, S. Young // PESC'08. 2008. — P. 2346−2351.
- Cho, B.H. Novel zero-current-switching (ZCS) PWM switch cell minimizing additional conduction loss / B.H. Cho // IEEE Trans. On Indust. Electron., Vol. 49, No. L-2002.-P. 165−171.
- Cliff, L.M. Modeling of Power Diodes with Lumped-Charge Modeling Technique / L. M Cliff, P.O. Lauritzen, J. Sigg // IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 12, No. 3. 1997. — P. 398−405.
- Dastfan, A. A New Macro-Model for Power Diodes Reverse Recovery / A. Dastfan // Proceedings of the 7th WSEAS International Conference on Power Systems. 2007. — Sept. — P. 48−52.
- Eberle, W. A Practical Switching Loss Model for Buck Voltage Regulators/ W. Eberle, Z. Zhang, Y. Liu, P.C. Sen // IEEE Trans. Power Electron., Vol. 24, No. 3.-2009.-P. 700−713.
- Erickson R.W. Fundamentals of Power Electronics. First Edition. — New York: Chapman and Hall, 1997. — 791 p.
- Fiel, A. MOSFET Failure Modes in the Zero-Voltage-Switched Full-Bridge Switching Mode Power Supply Application / A. Fiel, T. Wu // International Rectifier -2001.-P. 1−6.
- Grant, D.A. Power MOSFETS: theory and applications / D.A. Grant, J. Gowar // New York: Wiley, 1989. 504 p.
- Jabbari, M. Unified Analysis of Switched-Resonator Converters / M. Jabbari// IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 26, No. 5. 2011. — May — P. 1364−1376.
- Jovanovic, M. M. Zero-Voltage-Switching Technique In High-Frequency Off-Line Converters / M. M. Jovanovic, W. A. Tabisz., F. C. Lee // In Proc. Applied Power Electron. Conf and Expo. 1988. — P. 23−32.
- Jovanovic, M.M. A Technique for Reducing Rectifier Reverse-Recovery-Related Losses in High-Power Boost Converters / M. M. Jovanovic // IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 13, No. 5. 1998. — Sept. — P.932−941.
- Jovanovic, M. M. Power Supply Technology Past, Present, and Future // Power Conversion and Intelligent Motion China Conf. for Power Electronics (PCIM China) Proc. — 2007. — P. 3−15.
- Hua, G. Novel Zero-Current-Transition PWM Converters / G. Hua, E. X. Yang, Y. Jiang, and F. C. Lee // IEEE Trans. On Power Electronics, Vol. 9, No.6 -1994.-P. 601−606,
- Iannello, C. Small Signal and Transient Analysis of a Full-bridge, ZCS-PWM using averaging / Chris Iannello, Issa Batarseh // Submitted to IEEE Tran. On Power Electronics. 2003.
- Kimball, J.W. Evaluating Conduction Loss of a Parallel IGBT-MOSFET Combination / J.W. Kimball, P.L. Chapman // IEEE, IAS. 2004. — P. 1233−1237.
- Lauritzen, P.O. A Simple Diode Model with Reverse Recovery / P.O. Lauritzen // IEEE Trans. Power Electron., Vol.6, No.2. 1991. — Apr. — P .188 191.
- Lauritzen, P.O. A Simple Diode Model with Forward and Reverse Recovery / P.O. Lauritzen, Clif L. Ma // IEEE Trans. Power Electron., Vol.8, No.4. 1993. -Oct. — P. 342−346.
- Liang, S. Schottky Barrier Diode Characteristic Under High Level Injection / S. Liang, W.T. Ng, C. Andre T. Salama // Solid-State Electronics Vol. 33, No.l. -1990.-P. 39−46.
- Liang, Y. Diode Forward and Reverse Recovery Model for Power Electronic SPICE Simulations / Y. Liang, V.J. Gosbell // IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 5, No. 3. 1990. — P. 346−356.
- Liang, Y.C. Design Considerations of Power MOSFET for High Frequency Synchronous Rectification/ Y.C. Liang, R. Oruganti, B. Tiong // IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 10, No. 3. 1995.-May-P. 388−395.
- Mammano, R. Resonant Mode Converter Topologies /R. Mammano, Unitrode Power Supply Design Seminar SEM600, Topic 1, 1988.
- Micro Cap 7. Electronic Circuit Analysis Program User’s Guide Sunnyvale: Spectrum Software, 2001.
- Palmer, P.R. Circuit Simulator Models for the Diode and IGBT with Full Temperature Dependent Features / P.R. Palmer, T. Santi, J.L. Hudgins, X. Kang, J.C. Joyce, P.Y. Eng // IEEE Trans. Power Electron., Vol.18, No.5. 2003. — Sep. -P. 1220−1229.
- Randall, R. Choosing Power Switching Devices for SMPS Designs MOSFETs or IGBTs // Fairchild Semiconductors, Application Note 7010. — 2005. -P. 1−6.
- Ren, Y. Analytical Loss Model of Power MOSFET / Y. Ren, M. Xu, J. Zhou, F.C. Lee // IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 21, No. 2. 2006. — P. 310−319.
- Reid, M.D. Modelling the Temperature Dependent Reverse Recovery Behaviour of Power Diodes / M.D. Reid, S.D. Round, R.M. Duke // Proc. International Power Electron. Conf. 2000. — P. 779−783.
- Rodrigues, M. Analysis of the Switching Process of Power MOSFETs using a New Analytical Losses Model / M. Rodrigues, A. Rodrigues, P. Miaja, J. Zuniga // Proc. of Power Electronics Specialists Conference. 2009. — P. 3790−3797.
- Rodrigues, M. An Insight into the Switching Process of Power MOSFETs: An Improved Analytical Losses Model / M. Rodrigues, A. Rodrigues, P. Miaja, D. Lamar, J. Zuniga // IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 25, No. 6. 2010. -P. 1626−1639.
- Rossetto, L. Quasi-Resonant Multi-Output DC/DC Converter With Push-Pull Topology / L. Rossetto, G. Spiazzi, P. Tenti, F. Brasola, L. Fontanella, G. Patechi // Prec. of IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC). 1994. — Feb. — P. 971−977.
- Russi, J.L. Multi-Pole ZVT Converters: A Novel Methodology Synthesis / J.L. Russi, M.L. Martins, L. Schuch, J.R. Pinheiro, H.L. Hey // 8th Brazilian Power Electronics Conference COBEP 2005. — 2005. — P. 617−624.
- Russi, J.L. Novel Synthesis Methodology for Resonant Transition PWM Converters/ J.L. Russi, M.L. Martins, H.L. Hey //8th Brazilian Power Electronics Conference COBEP 2005. — 2005. — P. 506−513.
- Russi, J.L. Novel Resonant Transition PWM Inverters: Synthesis and Analysis / J.L. Russi, M.L. Martins, J.R. Pinheiro, H.L. Hey // 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference, June 18−22, Jeju, Korea. 2006. — P. 2700−2706.
- Sattar, A. Power MOSFET Basics / A. Sattar // IXYS Corporation 2002. -lip.
- Shen, Z.J. Power MOSFET Switching Loss Analysis: A New Insight / Z.J. Shen, Yali Xiong, Xu Cheng, Yue Fu, P. Kumar // IEEE Industry Applications Conference, Vol. 3. 2006. — P. 1438−1442.
- Tien, B. Determination of Carrier Lifetime from Rectifier Ramp Recovery Waveform / B. Tien, C. Hu // IEEE Trans. Electon. Devices. Vol.9, No. 10. 1988. -Oct.-P. 553−555.
- Tsuyoshi, F. Evaluation of High Frequency Switching Capability of SiC Schottky Barrier Diode, Based on Junction Capacitance Model/ F. Tsuyoshi,
- К. Tsunenobu, Н. Takashi //IEEE Trans, on Power Electron., Vol. 23, No. 5. 2008. -P. 2602−2611.
- Tulbure, D. Introduction to Power MOSFETs // MicroNote Series 901, Microsemi Santa Ana 2002. — P. 12−14.
- Xiao, Y. Analytical Modeling and Experimental Evaluation of Interconnect Parasitic Inductance on MOSFET Switching Characteristics / Y. Xiao, H. Shah, T. P. Chow, R. J. Gutmann // Proc. IEEE Applied Power Electronics, conf. 2004. -P. 516−521.
- Yang, B. Topology Investigation for Front End DC/DC Power Conversion for Distributed Power System/ Bo Yang/ PhD thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University. 2003. — 316 p.
- Yueqing, W. Prediction of PIN Diode Reverse Recovery / W. Yueqing, Z. Qingyou, Y. Jianping, S. Chaoqun // Delta Power Electronics Center 2004 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference. 2004. — P. 2956−2959.
- Zacharias, P. Perspectives of SiC Power Devices in Highly Efficient Renewable Energy Conversion Systems /Р. Zacharias// Invited plenary paper of 7th Europen Conference on Silicon Carbide and Related Materials, ECSCRM Barcelona, 2008.
- Zhang, H. System Modeling and Characterization of SiC Schottky Power Diodes / H. Zhang, Tolbert L.M., B. Ozpineci // IEEE COMPEL workshop. 2006. -P. 199−204.
- Patent 4 720 667 USA, G05 °F 1/40. Zero-current Switching Quasi-Resonant Converters Operating in a Full-Wave Mode/ Kwang-Hwa Liu, Fred C.Lee.-№ 877 184- заявл. 20.01.1986- опубл. 19.01.1988.
- Patent 5 066 900 USA, H02M 3/335. DC/DC Converter Switching at Zero Voltage / J.A. Basset. № 542 478- заявл. 22.06.1990- опубл. 19.11.1991.
- Patent 5 418 704 USA, H02M 3/335. Zero-voltage-transition Pulse-width-modulated Converters / Guichao C. Hua, Fred C.Lee. № 66 943, заявл. 24.05.1993- опубл. 23.05.1995.
- Patent 5 486 752 USA, H02M 3/335. Zero-current Transition PWM Converters / Guichao C. Hua, Fred C.Lee. № 262 049, заявл. 17.06.1994- опубл. 23.01.1996.
- Patent 574 845 USA, H02M 3/335. Family of Zero Voltage Switching DC To DC Converters / F. Ngai, К. Poon, M. H. Pong. Заявка № 787 295, заявл. 24.01.1997- опубл. 05.05.1998г
- Patent 5 959 438 USA, G05 °F 1/56. Soft-Switched Boost Converter with Isolated Active Snubber / Y. Jang, M.M. Jovanovic.- № 09/5 204, заявл. 9.01.1998- опубл. 28.09.1999.
- Patent 6 051 961 USA, G05 °F 1/613. Soft-Switching Cell For Reducing Switching Losses In Pulse-Width-Modulated Converters / Y. Jang, M.M. Jovanovic.-№ 09/250 789, заявл. 11.02.1999- опубл. 18.04.2000.
- Patent 2002/795A1 USA, G05 °F 1/40. Universal Pulse Width Modulated Zero Voltage Transition Switching Cell / E. H. Wittenbreder. № 09/772 511, заявл. 29.01.2001- опубл. 03.01.2002.
- Patent 7 215 101 USA, B2 G05 °F 1/613. Soft-Switching DC/DC Converter Having Relatively Fewer Elements/ Yu-Ming Chang. № 11/1 412 178, заявл. 31.05.2004- опубл. 08.05.2007.
- Работы автора В изданиях из перечня ВАК:
- Соломатова, А.А. Определение волнового сопротивления колебательного контура квазирезонансного стабилизатора напряжения / А. А Соломатова, Н. Н. Горяшин // Вестник СибГАУ, Красноярск. 2007. — Вып. 14.-С. 99−102.
- Соломатова, А.А. Моделирование режимов параллельной работы квазирезонансных преобразователей напряжения с коммутацией ключевых элементов при нулевых значениях тока / Н. Н. Горяшин, М. В. Лукьяненко,
- A.A. Соломатова, А. Ю. Хорошко // Вестник СибГАУ, Красноярск. 2009. -Вып. 25.-С. 53−58.
- Соломатова A.A. Анализ режимов работы квазирезонансного преобразователя напряжения / H.H. Горяшин, М. В. Лукьяненко, A.A. Соломатова, А. Ю. Хорошко // Изв. ВУЗов. Приборостроение, СПб. 2011. -Т. 54, № 4. -С. 7−13.
- Соломатова, A.A. Оценка статических потерь мощности в квазирезонансном преобразователе напряжения / А. А Соломатова, H.H. Горяшин // Вестник СибГАУ, Красноярск. 2011. — Вып. 37. — С. 13−19.
- Соломатова, A.A. Экспериментальный анализ работы МДП-транзистора в квазирезонансном преобразователе напряжения / А. А Соломатова, H.H. Горяшин // «Доклады ТУ СУР», Томск. 2011. — № 2 (24), ч. 1. — С. 258 263.1. Остальные публикации:
- Соломатова, A.A. Анализ коммутационных процессов МДП-ключей резонансных преобразователей напряжения // Решетневские чтения: материалы XIII международ, научн. конф., Красноярск. 2009. — С. 166−167.
- Соломатова, A.A. Исследование работы МДП-ключа в квазирезонансном преобразователе напряжения с полной волной тока резонансного цикла / Решетневские чтения: материалы XIV международ, научн. конф., Красноярск. 2010. — С. 174−175.
- Соломатова, A.A. МДП-ключ в квазирезонансном преобразователе напряжения / А. А Соломатова, H.H. Горяшин // Материалы докладов международ, научн.- практ. конф. «Электронные средства и системы управления», Томск: B-Спектр. 2011. — С. 98−104.
- Заявка на изобретение «Высокочастотный квазирезонансный преобразователь напряжения с полной волной тока резонансного цикла» / H.H. Горяшин, A.A. Соломатова (РФ).№ 2 011 109 630, заявл. 14.03.11- экспертиза по существу.