Силовая электроника №1'2005

Журнал Силовая Электроника №1 за 2005 г.
Компоненты силовой электроники

Новые высокомощные силовые диоды и тиристоры для промышленности, транспорта и энергетики

ОАО «Электровыпрямитель» освоило производство и приступило к выпуску высокомощных силовых диодов и тиристоров таблеточной конструкции для преобразовательного оборудования, используемого в промышленности, энергетике, транспорте, металлургии, на крупных объектах коммунального хозяйства и др. Новые полупроводниковые приборы изготавливаются на основе кремниевых структур диаметром от 63 до 101 мм, собираются в металлокерамические корпуса и предназначены для эксплуатации во всех климатических зонах России, а также в районах с холодным и тропическим климатом.

Расчет выходного фильтра ШИМ инвертора на заданный коэффициент гармоник напряжения на нагрузке

В статье описана методика расчета параметров выходного фильтра на заданный коэффициент гармоник напряжения на нагрузке. Приведен пример расчета Г-образного LC-фильтра мостового инвертора, реализующего равномерную многократную однополярную широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) по синусоидальной функции построения, с применением необходимых формул и иллюстрацией характерных графиков и диаграмм.

Быстродействующий каскодный ключ с полевым управлением

Быстродействующий каскодный ключ с полевым управлением.

Мощные резисторы для силовой электроники

Бурное развитие силовой преобразовательной техники, происходящее в настоящее время, неразрывно связано с появлением на рынке полупроводников новых компонентов, обладающих уникальными импульсными характеристиками. В первую очередь это силовые транзисторы MOSFET и IGBT, а также управляемые тиристоры GTO. Использование этих компонентов в мощных электроприводах, источниках питания и др. позволяет создавать преобразователи, имеющие высокую эффективность и отличные массогабаритные показатели. Однако необходимо принять во внимание, что не только силовые ключи определяют качественные показатели преобразовательного устройства, его разработка немыслима и без разнообразных пассивных компонентов — силовых конденсаторов, снабберов, элементов защиты, резисторов. О мощных резисторах, необходимых для разработки и производства силовых преобразователей, и пойдет речь в данной статье.

Подход к решению проблем разработки планарных структур высоковольтных биполярных транзисторов IGBT

Анализ развития конструктивного исполнения и технологии формирования элементарной ячейки IGBT биполярного транзистора показывает бесперспективность использования эпитаксиального наращивания рабочего слоя для высоковольтных полупроводниковых приборов с напряжением более 800 В. Передовые зарубежные фирмы работают с пластинами с тонким рабочим слоем исходного кремния или непосредственно с тонкими исходными пластинами кремния (bulk-diffused silicon). Другим возможным решением проблемы высокотемпературной обработки тонких рабочих пластин кремния является использование структур типа КНД, формируемых оригинальным процессом склейки через тонкий слой высокотемпературного стекла. Реализованные на базе этого конструктивно-технологического решения планарные варианты IGBT биполярных транзисторов показали высокие эксплуатационные характеристики и приемлемую технологическую воспроизводимость стабильности.

Устранение паразитных колебаний, возникающих при параллельном соединении полевых транзисторов MOSFET

Основная проблема при параллельном включении MOSFET полевых транзисторов — возникновение паразитных колебаний. В статье рассмотрены причины возникновения паразитных колебаний в полевых транзисторах компании Advanced Power Technology, исследованы методы их устранения и доказано, что добавление к базе транзистора индуктивности типа ферритового цилиндра (Ferrite bead) является наиболее оптимальным решением. Полученные результаты справедливы и для биполярных транзисторов типа IGBT.

MELCOSIM? IPOSIM? SEMISEL? О выборе и замене силовых модулей IGBT

В результате быстрого развития технологий мощных полупроводниковых приборов, в первую очередь MOSFET и IGBT, а также устройств управления — драйверов и микроконтроллеров, понятие «схемотехника» как искусство создания принципиальной схемы утратило свое первоначальное значение. Разработчику силового каскада требуется всего лишь грамотно выбрать ключевой элемент и драйвер, пользуясь соответствующими цифрами и графиками. Однако это «всего лишь» иногда оказывается серьезной проблемой. Предельные данные тока и напряжения транзистора или модуля, обычно вынесенные в заголовок технических характеристик, не дают разработчику никаких данных для расчета, а позволяют только в первом приближении сравнить один элемент с другим. Сложность выбора компонента заключается в том, что желательно максимально использовать его мощностные характеристики, чтобы не платить лишних денег за неоправданный запас по мощности. Упростить решение обеих задач — выбора компонента и поиска замены — позволяют автоматизированные программы теплового расчета.

SEMiX + SKYPER = адаптивный интеллектуальный силовой модуль IGBT нового поколения

Жесткая конкуренция, существующая в сфере производства компонентов силовой электроники, требует от фирм-производителей постоянного улучшения параметров компонентов, совершенствования технологий, разработки новых поколений элементов с уникальными характеристиками. Этого же требуют и растущие мировые требования по энергосбережению, эффективности и миниатюризации силовых преобразовательных устройств. Производители постоянно борются за снижение габаритов силовых модулей, повышение уровня их «интеллекта», снижение стоимости. У современного разработчика нет времени на схемотехнику, он хочет иметь максимально законченный силовой блок и заниматься только отработкой алгоритмов управления. Благодаря усилиям инженеров и конструкторов SEMIKRON эта фирма является бессменным лидером в области компонентов для мощных применений. На выставке PCIM-2004, прошедшей в Нюрнберге в мае 2004 года, было представлено новое поколение интеллектуальных силовых модулей IGBT, построенных на основе модулей последнего поколения SEMiX и драйвера SKYPER.

Новые высокоточные силовые модули таблеточного исполнения IGBT компании Westcode

В данной статье рассмотрены основные характеристики press-pack IGBT фирмы Westcode, показаны возможности построения различных преобразователей на их основе. Предложенный материал является базовой информацией, необходимой для понимания возможностей и задач данной технологии. Стоит отметить, что рассмотренные силовые транзисторы являются первым поколением, серийно освоенным компанией, которая в настоящее время предлагает press-pack IGBT на напряжения 2500, 4500 и 5200 В в трех типах корпусов: 47, 75 и 100 мм.

Модели мощных биполярных транзисторов и определение их параметров

Рассмотрены модели большого сигнала мощных биполярных транзисторов как для приближенного кусочно-линейного, так и для уточненного численного анализа режимов работы силовых транзисторов и процессов в преобразовательных устройствах. Рассмотрены также методики определения параметров передаточной, кусочно-линейной, модифицированной передаточной, PSpice (Гуммеля-Пуна) моделей по справочным данным.

Источники питания

Выбор параметров цепи управления дроссельных регуляторов тока

Статья посвящена анализу критериев оценки параметров цепи управления дроссельных регуляторов тока. Также предложен новый критерий оценки параметров цепи управления. Проведенные исследования процессов в цепи управления регуляторов тока позволили обосновать выбранный критерий и сформулировать определения таких режимов работы регулятора,как вынужденное намагничивание, свободное намагничивание и граничный режим.

Защита от перегрузки по току в схеме обратноходового преобразователя напряжения с токовой пилой

В статье описывается расчет статических характеристик обратноходового преобразователя напряжения, построенного на основе ШИМ-модулятора с токовым управлением. Показано, что точное описание характеристик защиты по току возможно только при учете потерь, приводящих к увеличению запасенной в силовом трансформаторе энергии.

Новый принцип обратимого выпрямительно-инверторного преобразования с ШИМ-коррекцией мощности

Новый принцип «плавающих потенциалов» в емкостных делителях напряжения позволяет реализовать обратимую взаимосвязь каналов питания постоянного и переменного тока с высокой массо-энергетической эффективностью и высоким качеством электроэнергии автономной системы электроснабжения.

Методы измерения тока в активных корректорах коэффициента мощности

Существующие варианты схемотехнических решений для измерения тока в активных корректорах коэффициента мощности не дают однозначного решения проблемы. Знание плюсов и минусов той или иной схемы позволит разработать хорошее схемотехническое решение инженерам, которые впервые подходят к проектированию корректоров коэффициента мощности.

Новый DC-DC конвертор с нулевыми пульсациями и интегрированными магнитопроводами. Часть 2

Связанный дроссель — мощное средство микроминиатюризации DC-DC конверторов. Как показано автором ранее, применение связанного дросселя вместо двух отдельных позволяет при тех же пульсациях и потерях в меди почти вдвое сократить объем магнитного материала, а при тех же затратах магнитного материала — примерно вдовое уменьшить потери в меди и более рационально использовать конструктивный объем [7]. Возможность же получения нулевых пульсаций тока при конечных размерах реактивных элементов является совершенно уникальной.

Управление последовательностью включения источников питания Texas Instruments с двумя выходами

Для уменьшения энергопотребления и повышения производительности элементы топологии процессорных ядер имеют меньшие размеры и требуют меньших напряжений питания, чем напряжения системной шины. Управление питанием в таких системах требует особого внимания. Микросхемы управления питанием предыдущих поколений и литература по их применению не предлагают адекватных решений проблем соотношения из надежности, производительности и стоимости, с которыми сталкиваются разработчики. В статье предлагаются решения по управлению последовательностью включения выходных напряжений и применению новых микросхем управления питанием для повышения надежности систем и уменьшения их стоимости.

Программируемые низкопрофильные (1U) источники питания Nemic-Lambda

В статье представлены программируемые источники питания серии Genesys фирмы Nemic-Lambda (Израиль), характеризующиеся высокими энергетическими, массо-габаритными, точностными и надежностными показателями. Изделия подключаются к интерфейсам последовательной связи и программируются дистанционно. Возможность подключения к универсальной интерфейсной шине GPIB позволяет легко интегрировать изделия в системы испытательного оборудования.

Индукционный нагрев

Контроллер управления компенсацией реактивной мощности печи индукционного нагрева

В статье приводятся результаты разработки, производства и применения специализированного контроллера типа АРМ/ИП для управления компенсацией реактивной мощности индукционной печи индукционного нагрева промышленной частоты. Контроллер обеспечивает заданную величину и направление реактивной мощности в узле подключения печи индукционного нагрева к печному трансформатору (электрической сети) в определенном диапазоне cos Ф около единицы путем автоматической ступенчатой коммутации секций статических конденсаторов к индуктору печи индукционного нагрева.

Измерение параметров индукторов установок индукционного нагрева на режимах, близких к номинальным

Высокочастотные источники питания для индукционного нагрева металлов занимают особое место среди устройств силовой электроники. В настоящее время известно достаточно большое количество силовых тиристорных и транзисторных схем, реализующихся в источниках питания для индукционного нагрева. Вне зависимости от типа применяемой схемы, процесс согласования индуктора с источником питания в ряде случаев представляет собой достаточно сложную задачу, для облегчения решения которой необходимо знание параметров индуктора при индукционном нагреве. Одному из способов экспериментального определения этих параметров посвящена эта статья.

Установка для индукционного нагрева крайних ниппелей кронштейнов анододержателей

Для повышения производительности при ремонте анододержателей предлагается установка для индукционного нагрева крайних ниппелей кронштейнов анододержателей.

Силовые разъемы

Промышленные силовые разъемы от Tyco Electronics HTS

Западногерманская фирма HTS, основанная в 1956 году, с 1976-го начала тесно сотрудничать c известной американской компанией АМР и в 1996 году стала ее подразделением. Позже компания АМР вместе со своими подразделениями вошла в состав концерна Tyco Electronics. Фирма HTS специализируется на производстве промышленных силовых разъемов для машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения и пищевой индустрии. В статье рассмотрены особенности и основные характеристики промышленных силовых разъемов HTS.

Электромеханические контакторы для коммутации низковольтных конденсаторных батарей

В статье приводится краткий обзор специальной группы электромеханических контакторов для коммутации ступеней низковольтных автоматических конденсаторных установок — наиболее распространенного средства компенсации реактивной мощности в системах промышленного электроснабжения.

Электроприводы

Применение современных преобразователей частоты

В первом номере журнала «Силовая электроника» за 2004 год была опубликована статья «Современные преобразователи частоты. Методы управления и аппаратная реализация», в которой рассказывалось о методах построения современных преобразователей частоты (ПЧ) для управления асинхронными электродвигателями и о функциональном составе преобразователей. В данной статье будут описаны режимы работы преобразователей и основные области применения преобразователей частоты в промышленности.

Преобразователи частоты производства ОАО "Электровыпрямитель" для высоковольтного асинхронного электропривода переменного тока

В статье описывается серия высоковольтных преобразователей частоты типа ВПЧА для асинхронного электропривода переменного тока, осваиваемая в серийном производстве ОАО «Электровыпрямитель».

САПР

Модификация PSpice-модели магнитного сердечника.

Предложена методика определения параметров PSpice-модели магнитного сердечника, позволяющая более точно определить эти параметры по справочным характеристикам. Предложены две модификации PSpice-модели для учета частотных свойств магнитных материалов с помощью постоянного и нелинейного сопротивлений. Дана методика определения параметров этих моделей.

Школа MATLAB. Урок 1. Моделирование устройств силовой электроники. Основные инструментарии Simulink.

Предлагаемая статья открывает цикл публикаций «Школа MATLAB». В статье рассмотрены основные инструментарии Simulink — пакета, необходимого для моделирования систем управления устройств силовой электроники.

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо