автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Способы уменьшения динамических потерь в импульсных регуляторах мощности на силовых МДП-транзисторах

На правах рукописи

УДК 621.316.54: 621.314.632

Бочкарев Дмитрий Олегович

Способы уменьшения динамических потерь в импульсных регуляторах мощности на силовых МДП-транзисторах.

Специальность-05.09.03-Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2005 г.

Диссертация выполнена на кафедре «Микроэлектронные электросистемы»

Московского авиационного института (государственного университета)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Машуков Евгений Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, академик

Лукин Анатолий Владимирович

кандидат технических наук, доцент Бочаров Владимир Владимирович

Ведущая организация:

Федеральное государственное унитарное предприятие АКБ "Якорь".

Защита диссертации состоится «_»_2005г в_часов

на заседании диссертационного совета Д 212.125.07 в Московском авиационном институте (Государственном техническом университете) по адресу: 125993 г. Москва, А-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д.4, ученый совет МАИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского авиационного института (Государственного технического университета).

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью просим направлять по указанному адресу.

Автореферат разослан Т Г7Ц/Л/ 2005г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.125.07

к.т.н.,доцент А.Б.Кондратьев

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В устройствах бортовой автоматики, питающихся преимущественно напряжениями 30-300 В постоянного тока при максимальных мощностях до единиц киловатт все основные задачи регулирования электроэнергии могут в настоящее время решаться в основном МДПТ и частично ЮВ-транзисторами. Однако эффективность их применения обеспечивается только после решения следующих задач:

-организации низкоэнергетических процессов переключения в условиях сильного влияния параметров силовых цепей и цепей передачи сигналов, что было не столь актуальным при относительно малых скоростях переключения биполярных схем; -разработки специализированных машинных программ анализа «быстрых», процессов переключения с использованием адекватных электротепловых моделей силовых приборов, для того, чтобы гарантировать достоверность энергетических расчетов при решении нелинейных уравнений высших порядков;

-обобщение результатов численных энергетических расчетов на ЭВМ в форме относительно простых аналитических выражений, связывающих, например, динамические потери в • транзисторах с внешними параметрами схем, что упрощает разработку машинных программ оптимального синтеза силовых полупроводниковых устройств различных классов.

В первую очередь, следует констатировать отсутствие эффективного инструмента для исследования «быстрых» процессов в МДП - ключах и достоверных результатов динамических потерь -специализированной машинной программы с адекватными моделями силовых приборов. В настоящее время анализ «быстрых» процессов проводится, как правило, с помощью распространенных компьютерных программ класса P-SRICE или МС-6, разработанных первоначально для анализа несиловых электронных схем. Модели транзисторов и диодов, используемых в этих программах, не учитывают ряда особенностей современных мощных полупроводниковых приборов, таких, например, как поэтапный процесс восстановления выпрямительных свойств p-n -переходов, или наличие паразитных индуктивностей выводов. Кроме того, программы исключают возможность введения тепловой обратной связи от корпуса мощного прибора, нагретого собственными потерями, к термозависимым параметрам этого прибора, что очень важно при проектировании силовых устройств. В целом идеализация моделей транзисторов и диодов не позволяет использовать эти программы в энергетических расчетах. Следует отметить, что зарубежные

исследователи имеют в своем распоряжении адекватные модели, и необходимые программы. Однако, получить их в использование не удается, т.к. их создатели не заинтересованы во внедрении в нашу отечественную практику и охраняют их понятием «коммерческой тайны».

Таким образом, теория и практика построения ИРМ требует прежде всего разработки отечественной программы анализа «быстрых» процессов переключения в типовых каскадах на силовых МДП -транзисторах с учетом паразитных процессов и возможностью введения тепловых обратных связей. Основой такой программы могут стать некоторые из отечественных моделей силовых полупроводниковых приборов, достаточно хорошо отражающих их специфику. Так известны нелинейные модели мощного МДП транзистора и мощного биполярного диода, применение которых дает хорошее совпадение с экспериментом при умеренных скоростях переключения. Предварительные исследования показали, что дополненные индуктивностями выводов эти модели могут использоваться и при повышенных скоростях переключения.

С помощью разработанной программы можно будет решить ряд важных задач на пути создания эффективных ИРМ, одной из которых является разработка комплекса методов организации низкоэнергетических траекторий переключения МДПТ, что наряду с уменьшением динамических потерь гарантирует увеличение надежности.

Прежде всего, здесь следует заново оценить эффективность такого известного метода, как форсировка процессов переключения увеличением управляющих токов. В схемах на БПТ форсировка включения неэффективна и даже опасна из-за инерционности ранее применявшихся блокирующих диодов. Форсировка отключения сдерживалась фактом сужения области безопасной работы из-за увеличения опасности «вторичного пробоя».

К настоящему времени в качестве блокирующих диодов могут применяться высоковольтные диоды Шоттки, имеющие пренебрежимо малые времена восстановления, либо обычные диоды с временами восстановления не более 30..50 не. Это снимает ограничение на форсировку включения. Форсировка отключения также возможна из-за практического отсутствия у МДПТ «вторичного пробоя». Открывается путь к оптимизации параметров цепей управления. Однако при этом не следует забывать о связи «быстрых» процессов с перенапряжениями и сверхтоками в транзисторах. Вслед за этим необходимо переоценить энергетические возможности реактивных формирователей траекторий как средства уменьшения потерь. При форсированных процессах роль

формирователей могут частично взять на себя паразитные реактивности силовых контуров и реактивности схем замещения силовых приборов, что используется, например, при создании схем выключения высокочастотных ИВЭ.

Третьей важной задачей является исследование влияние на процессы переключения силовых контуров структурных особенностей и параметров несиловых цепей передачи импульсных сигналов от ШИМ к силовым транзисторам. Если процессы переключения силовых цепей форсированы, то процессы переключения несиловых цепей уже нельзя считать идеализированными. Возникают обратные связи от выходных каскадов на цепи управления через паразитные параметры и появляется опасность нарушения расчетных алгоритмов с увеличением динамических потерь. Необходимо найти способы борьбы с такими явлениями. Последнее особенно важно в реверсивных ИРМ с мостовыми выходными каскадами, поскольку паразитные процессы могут усложнить борьбу со сквозными токами.

Исследование процессов переключения мостовых схем на МДПТ, определение условий возникновения сквозных токов и методов борьбы с ними с учетом влияния паразитных параметров силовых контуров и цепей управления является четвертой задачей анализа «быстрых» процессов в пределах настоящей работы.

Итак, с научной стороны настоящая работа нацелена на минимизацию динамических потерь в типовых каскадах ИРМ на МДПТ, разработку комплекса методов уменьшения потерь и аналитическое их описание, а с практической стороны - на создание инструмента исследований в виде машинной программы анализа, разработку рекомендаций по выбору параметров управляющих цепей, аппаратурные решения." по схемам передачи сигналов к силовым транзисторам.

Цель и задачи работы

Целью работы является разработка и исследование методов уменьшения динамических потерь в силовых МДП - ключах импульсных регуляторов мощности для повышения их экономичности и надежности.

Задачи работы

1. Разработка алгоритма к специализированной машинной программе анализа процессов переключения типовых каскадов ИРМ на МДП- транзисторах с учетом паразитных параметров силовых цепей.

2. Разработка методов уменьшения динамических потерь в СТК на основе вариации параметров цепей управления.

3. Обобщение результатов численных расчетов динамических потерь в транзисторах типовых каскадов в форме аналитических выражений, связывающих эти потери с внешними параметрами схем и с параметрами транзисторов, для последующего использования полученных соотношений при оптимальном синтезе силовых устройств.

4. Оценка эффективности реактивных формирователей низкоэнергетических траекторий как средства уменьшения динамических потерь в схемах с силовыми МДП - ключами.

5. Разработка методов уменьшения динамических потерь в СТК мостовых каскадов на основе структурной оптимизации несиловых цепей передачи импульсных сигналов к силовым транзисторам с учетом влияния паразитных параметров этих цепей на расчетные алгоритмы переключения.

6. Разработка практических схем управления силовыми МДП -транзисторами мостовых каскадов в устройствах регулирования электрической энергии.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использованы методы теории электрических цепей, компьютерное моделирование,

экспериментальные исследования. Научная новизна

1. Разработан алгоритм расчета динамических потерь в типовых каскадах ИРМ с учетом паразитных параметров силовых цепей, послужившей основой. создания специализированной компьютерной программы.

2. В ходе компьютерного моделирования процессов переключения типовых каскадов ИРМ на силовых МДП - транзисторах обнаружены ранее неизвестные перегрузки транзисторов мостовых схем, не поддающихся экспериментальным исследованиям. Установлена невозможность точного определения динамических потерь по экспериментальным осциллограммам, а также по результатам моделирования с помощью компьютерных программ класса P-SPICE.

3. Дана оценка влияния внешних параметров исследованных схем и параметров силовых полупроводниковых приборов на динамические потери. Показано в частности, что в нереверсивных регуляторах суммарные потери за цикл переключения слабо зависят от температуры, а в высоковольтных регуляторах

увеличиваются при ее снижении. В реверсивных регуляторах установлена идентичная слабая температурная зависимость.

4. Решена задача оптимизации параметров цепей управления силовыми МДП - ключами в нереверсивных и реверсивных регуляторах по критерию минимальных динамических потерь при ограничениях на допустимые перенапряжения и сверхток.

5. Показана возможность использования собственных реактивностей силовых контуров в качестве формирователей низкоэнергетических траекторий переключения МДП -транзисторов при форсированном их управлении.

6. Обоснована возможность исключения специальных цепей формирования низкоэнергетических траекторий переключения из числа средств для уменьшения динамических потерь при условии форсированного управления транзисторами.

7. Найдены принципы структурной оптимизации цепей передачи импульсных сигналов к «плавающим» транзисторам мостовых схем для исключения отрицательного влияния паразитных параметров этих цепей на динамические потери в силовых транзисторах.

Практическая ценность

1. Разработана специализированная машинная программа анализа процессов переключения и расчета динамических потерь в СТК типовых каскадов ИРМ, реализованная в среде МАИАВ с использованием модернизированных моделей силовых полупроводниковых приборов.

2. Получены энергетические макромодели динамических потерь в СТК на МДП - транзисторах для схем нереверсивных и реверсивных ИРМ, в аналитический форме, связывающие эти потери с параметрами полупроводниковых приборов и внешними параметрами схем, что существенно упрощает построение компьютерных программ оптимизации силовых электронных регуляторов.

3. Разработаны практические рекомендации по выбору параметров цепей управления силовыми МДП - ключами в расчете на минимизацию динамических потерь при ограничениях на допустимые перегрузки по токам и напряжениям.

4. Разработаны и внедрены на предприятии АКБ «Якорь» практические схемы драйверов силовых МДП - ключей, а также схемы передачи импульсных сигналов к «плавающим» транзисторам мостовых каскадов, свободные от паразитных эффектов, увеличивающих динамические потери.

Апробация работы

Основные положения докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры микроэлектронных электросистем Московского государственного авиационного института (технического университета), 11-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2004» Реализация результатов

Основные результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «АКБ»ЯКОРЬ», а так же в учебный процесс по кафедре 306 Московского государственного авиационного института (технического университета). Публикации

По теме диссертации и результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ: 5 статей и тезисы докладов. Структура и объем работы

Диссертационная работа включает в себя введение, шесть глав, общие выводы по работе, список литературы, приложение и содержит 160 страниц основного текста, 72 рисунка, 3 таблицы, 82 наименования из списка литературы на 8 страницах.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследования.

В первой главе рассмотрена специфика математических моделей МДП-транзисторов и диодов с позиции возможности их использования для расчетов процессов переключения. Показано, что в этом случае достаточную точность расчетов удается получить лишь в модели, учитывающей:

- нелинейный характер емкости сток-затвор, сток-исток; -наличие паразитных индуктивностей используемых приборов. На основании указанной математической модели была разработана программа расчета быстрых процессов в МДП-транзисторах с целью определения их динамических потерь, характерных коммутационных перегрузок. Сравнительный анализ показал, достаточно высокое совпадение осциллограмм с наблюдаемыми в эксперименте. Максимальная погрешность в расчете, определяющих динамические потери, длительностей фронтов включения-выключения не превосходила 10... 17%, что вполне удовлетворительно для инженерной практики. Следует отметить, что аналогичный расчет, произведенный с помощью известных программ MICRO CAP, дает

многократную ошибку (до 20 раз).

Во второй главе исследуются процессы переключения МД П-транзистора нереверсивных регуляторов постоянного тока с LR нагрузкой. По результатам проведенного моделирования было установлено, что динамические потери в транзисторе во-первых, зависят не только от величины емкостей, но и от характера вольт-фарадных кривых емкости сток-затвор. Во-вторых, потери нельзя оценивать, контролируя на транзисторе внешний ток и напряжение, поскольку характер изменения этих параметров может существенно отличаться от характера их изменения на активном элементе транзистора- его эквивалентном генераторе.

Для получения аналитических зависимостей, связывающих динамические потери с параметрами схем, применялся метод аппроксимации результатов, полученных при моделировании. Была разработана вспомогательная программа, позволяющая производить вариации параметров и определять наиболее существенные из них, а так же определять коэффициенты, входящие в аналитическую макромодель. В результате были получены следующие выражения, определяющие скорости изменения токов при включении и отключении: V) 0д), а

так же длительности фронтов напряжения

(Ер - Уо) ■ £_

К =-

с„ +с„, +са

(1)

(Ет+№)•■?

(2)

г ,,

~ Ю

Еп+ио + — 5

-_£_V

''■£♦34 71

С +С

(3)

(4)

Где

-С281,С782-коэффициенты, определяющие емкость сток-затвор, в зависимости от напряжения на ней;

-Csil,Csi2 аналогично для емкости сток-исток; ^-динамическая крутизна;

-иД^-паразитные индуктивности истока, стока транзистора;

-ИгДр(Кт)- объемное сопротивление области затвора, сопротивление управления включения(выключения);

-иО,Ер(Ет)-напряжение переключения, управления; Е, 10-напряжение питания, ток коммутации.

Анализ полученных выражений для скоростей тока и,, показывает, что они зависят не только от общепринятого соотношения "ЯС", но и от величины "8Ь". Наличие влияния индуктивности истокового (в меньшей мере стокового) вывода обусловлено наличием динамической отрицательной обратной связи. Таким образом, принципы реализации форсирования процессов переключения будут совершенно разными в двух группах ИРМ: относительно низковольтных, но сильноточных («ЯС»«»8Ь») и высоковольтных, но слаботочных («ЯС»»»8Ь»). Применительно к авиационной автоматике, в первую группу входят ИВЭ и регуляторы КДПТ с напряжениями 30..60 В и токами в сотни ампер. Во вторую группу входят конверторы ИВЭ, а так же регуляторы БДПТ и АД с питающими напряжениями 200...400 В и токами в десятки ампер.

В высоковольтных схемах определяющее влияние на потери имеет проходная емкость затвор - сток, а потери включения (выключения) определяются следующими выражениями:

= Ю2Е/(2У; + К(ЮЕ/2)1и т + XV» (5)

(6)

Где К= 1,2... 1,5 - поправочный коэффициент, компенсирующий погрешности аппроксимации;

- потери холостого хода;

-паспортные значения тотального заряда транзистора и

блокирующего диода.

Из выражения (6) следует, что в высоковольтных схемах существует возможность организации процесса отключения без потерь за счет использования емкостей транзистора и диода в качестве реактивных формирователей низкоэнергетической траектории. Такой

режим может быть создан при выполнении условия и

достигается за счет выбора определенных по величине сопротивлений запирания Ят, согласно выражения (4). В сильноточных схемах существует возможность снижения потерь наоборот, при включении за счет использования формирующего действия индуктивности истока (в меньшей мере стока). В данном случае форсирование процесса включения возможно лишь за счет выбора оптимального напряжения (а

не сопротивления) выключения. В этом случае потери включения (выключения) будут определяться следующими выражениями:

где оиы —-— I ть,)-- - относительное значение допустимом

Е Е

перегрузки транзистора по напряжению при выключении.

На рис. 1,2 показаны расчетные осциллограммы процессов переключения МДП - транзисторов с реализацией "форсировки" при выключении в высоковольтном варианте и соответственно при выключении в низковольтном, сильноточном. Из приведенных осциллограмм видно, что не очень сильное форсирование процесса отключения позволяет практически полностью исключить потери на этом этапе (рис. 1). В низковольтном, сильноточном варианте форсирование процесса включения по напряжению ограничено лишь предельно - допустимым значением напряжения затвор - исток. В этом случае целесообразно максимально увеличить скорость роста тока VI т за счет напряжения включения, и тем самым уменьшить потери согласно выражения 7 (весовое влияние составляющей потерь от фронтов напряжения в данном случае пренебрежимо мало).

Исследования влияния температуры на динамические потери показало, что с ее ростом процессы включения убыстряются и потери уменьшаются, а процессы отключения затягиваются, и потери наоборот растут. Определения критической температуры среды соответствующей максимальным суммарным потерям требует численных расчетов в каждом конкретном варианте ИРМ с помощью предлагаемого программного модуля.

В третьей главе исследуются процессы переключения МДП -транзисторов в мостовых (полумостовых) схемах реверсивных регуляторов постоянного и переменного тока с ЬЯ нагрузкой. Прежде всего, была подвергнута моделированию наиболее заманчивая своей простотой схема ИРМ без внешних диодов. В этом случае работают так называемые внутренние паразитные диоды МДП - транзисторов, создающих пути для протекания реактивных токов нагрузки. В результате проведенного анализа удалось установить, что практическое применение подобных схем, оказывается весьма проблематичным. В низковольтных вариантах из-за больших перенапряжений, а в высоковольтных - из-за больших импульсных перегрузок по току, что обусловлено неудовлетворительными восстановительными свойствами

/п _£. /л! г

. Г_=0.5-/0-£- —+0.306-е1И-Г„ -(Ь. +(0,+0Л-

10

(7)

и^зтйцо* ^•ив«* «ею

СИГС

отп

(^•няш^юло 1 «я

1 1^а»ся««(т1

: хМИЯбу/ИШу^ЭиГ \ мыамша учсЮфма

я*

«,»18.3

пак у,,-» »«ая^вДОм!» 1 ^шп^пип тю» ¿вдпв о^>о от

Рис.1 Расчетный переходный процесс в нереверсивном высоковольтном регуляоре с форсированным выключением. Транзистор 1КР840, Диод

НРАЗОТАбОС, Е=200В, Ю=2А, Т=25°С

—. Еи*

*

Цсн65

1№*110

1аП0-30

- (м*1(М0

- ЮЧМО

ЖДОвО

V

— 1112«»

'О./-

-я-

и^-ошлзг

■и*«

«¿¡нов -

»«гшшвс^иют «^вжмИЦ^м.«»

д-егамг/оом^» (ммаигмп

увШуХ«

'^ТПИСМУуОММШ

Рис. 2. Расчетный переходный процесс в низковольтном нереверсивном регуляторе с форсированным включением. Транзистор ШР2907, Диод

40СРф00, Е=30В, 10=50А, Т=25°С

внутренних диодов МДП - транзисторов. В этой связи представляет практический интерес более сложные, но лишенные указанного недостатка схемные решения. На рис.3 показан один из наиболее эффективных вариантов (показана одна стойка). Исследование результатов моделирования показало, что в указанных схемах могут существовать значительные импульсные токи через транзисторы, не поддающиеся

Рис.3 «Стойка» реверсивного регулятора с улучшенными восстановительными свойствами.

экспериментальным измерениям, и не выявляемые с помощью компьютерных программ класса Р-8рюе. На рис.4,5 показан один из расчетных результатов работы стойки под нагрузкой, и в режиме холостого хода, реализованной на транзисторе ЮТ 840. Для рассматриваемой схемы было получено следующее выражение для пикового значения тока генератора при набегании волны тока.

Осист = 2-Е- (С„ +СИ, + Са2-е Е +СЫ) -суммарный изменяемый заряд системы.

Следует отметить, что наибольший вклад в образование изменяемого заряда вносит заряд, обусловленный эффектом Миллера, т.е. оказывает существенное влияние вольтозависимая составляющая емкости сток-исток Свй. Отметим так же, что (^сист может многократно превышать паспортное значение тотального заряда МДП-транзистора. Форсирование процессов переключения в полумостовых схемах также, как и в нереверсивных, позволяют уменьшить динамические потери. Однако, в данном случае, минимальные потери переключения за цикл будут достигнуты лишь при определенном сочетании параметров цепи управления т.е. при

к

4.

К

; \ 1—Ьс

^

!

\ \ —и

~тт

/ I

/7

из:

— Си *5*100

— ^ЧОИСС

— £*10*1П1

-у

— ВиЛ-КВ

— ¿,10-100

— Счыв

_

1^5.100

— Ц,Ю-100 ¿40-1 ю

— и«п0,,И

1И1МОО

— 1ЯУТЯ Р^/ЯУХО

Л 35*1040

мО му

«ММГС

¿55

ВДВ

с„"чм (НШ|МИ|9Ш

; «^имки^ямв ушштгмшт

------

05

и

, ______Л ЛЬ^ЯВ

Рис.4 Расчетные кривые переходного процесса регулятора под нагрузкой (Ю=2 А) при оптимальном сопротивлении включения(Др=7 Ом). Транзистор М840, Диод НЕА30ТА60С, Е=200В, 10-2А, Т=25°С

Ш

ТЗ«

$ааг

Ома £ми

ямжукшмгм«?

'1

' выагИ^мц он к>атьа тГГалмо*

5 И I , ( <мТГГ»1 .

1 •От"

Рис.5 Расчетные кривые переходного процесса регулятора в режиме холостого хода при оптимальном сопротивлении включения^р=7 Ом) и ненулевых индуктивностях стока и истока.

определенной степени форсирования. Проведенный анализ показал, что методы форсирования процессов переключения для высоковольтных и низковольтных нереверсивных регуляторов принципиально разные. На рис.6 для группы высоковольтных регуляторов, показана типичная зависимость суммарных потерь переключения при различных значениях сопротивления включения Яр. Зависимость построена по результатам моделирования. Из приведенного графика видно, что потери достигают минимального значения при определенной глубине "форсирования". Причем эта глубина задается не напряжением включения Ер, а величиной сопротивления включения Яр. Увеличение напряжения включения приводит лишь к росту оптимального сопротивления включения т.к все кривые по минимуму лежат практически на одном и том же уровне. Следует отметить, что минимум потерь соответствует границе режима сквозных токов т.е. когда окончание тока генератора верхнего транзистора соответствует началу работы генератора нижнего. Можно показать, что динамические потери, при набегании волны тока, будут определяться следующим выражением.

1Уоп1=0 5-Е■

2-0«-/«К/. ■

-ю) у

к-'!+2-е„

к

(10)

Полученное выражение позволяет рассчитать потери достаточно точно.

Так моделирование, для примера приведенного на рис.4, дает потери включения Won=23.5 мкДж, а расчет, согласно выражения (10) 25 мкДж.

На рис.7 показаны зависимость потерь переключения при изменении тока коммутации, полученная на основании результатов моделирования, из которой видно, что потери в режиме холостого хода, определяемой как

\Ухх=Е-<Зсист

могут превысить потери под нагрузкой.

Для низковольтных сильноточных полумостовых схем регуляторов на МДП-транзисторах, необходимо отметить две важных особенности. Во-первых, их заряд ОСНСТ оказывает достаточно слабое влияние на характр выделяемых потерь в силу своей малости. Во-вторых, скорость роста тока VI определяется не постоянной "ЯС", а преимущественно постоянной "8Ь" и может быть определена упрощенным выражением

Ер-Ц О

Ы+4.59 ■ (¿5+2Ы)

Потери при набегании волны тока будут равны

Рис 6 Зависимость суммарных потерь ^ от сопротивления включения Rp при Ю=2А,» для стойки с парой- транзистор-диод П^О-даАЗОТАбОС, при Кш=0,Ет=10,Т=25°С

Рис.7 Зависимость суммарных динамических потерь в «стойке» от величины коммутируемого тока 10 с оптимизированным Яр=7 Ом, при Кш=0,Ер=10,

Из выражения (16) следует, что существует некоторая скорость Уюпот-, при которой \¥оп1=0, Эта скорость должна обеспечиваться, согласно (15) соответствующим напряжением включения Еропт.

На рис. 8,9 показаны расчетные осциллограммы переходных процессов в рассматриваемой группе регуляторов. Из которой видно, что форсирование по напряжению включения Ер позволяет практически полностью исключить потери на этапе набегания волны тока. При этом сопротивление включения практически не оказывает влияния на потери в силу малости длительности фронта напряжения по сравнению с длительностью фронта тока. На рассматриваемом этапе следует учитывать явление выброса напряжения на инверсно включенном транзисторе (Ш9) Природа этого выброса заключается в "перекачке" избыточной энергии в верхней части стойки:

в емкость сток-исток нижнего транзистора, с последующим рассасыванием в проводимостях утечки. Максимальное значение напряжения сток-исток в данном случае может быть определено следующим выражением.

(/79„„ *£+(/,

-/о >1-

Ся

(18)

По окончанию волны тока на сток-истоке запирающегося транзистора, наблюдается выброс напряжения, связанный с рассасыванием запасенной энергии в паразитных индуктивностях, относительное значение которого равно:

(19)

где Ы-паразитная индуктивность диода.

Проведенный анализ показал, что пренебрегая малым влиянием изменяемого заряда на энергетику процесса отключения, выделяемые потери на рассматриваемом этапе могут быть определены из выражения

+ (20)

Из приведенного выражения следует, что потери на отключение пропорциональны паразитной индуктивности Ь1+Ь8+2Ы и определяются наперед заданной степенью перегрузки по напряжению Причем, чем больше напряжения питания, тем меньше влияет паразитная индуктивность на потери. При этом величина напряжения выключения Ет, обеспечивающая заданную перегрузку 8иоЙ", определяется как

Необходимо отметить, что при запирании транзистора, фактическое напряжение сток-исток может превысить заданный уровень (рис.8). Это явление вызвано колебательным процессом заряда емкости сток-исток с учетом реального изменяемого заряда и индуктивности сток-исток и может быть определено при окончательном моделировании по предлагаемой программе. На рис.9 показан результат моделирования с оптимизацией напряжения включения и обеспечением проектно допустимой перегрузки по напряжению 5ио![Г. Таким образом, в рассматриваемой группе регуляторов, требуется форсированное включение и "мягкое" выключение, причем степень форсирования обеспечивается напряжением включения, выключения, а не сопротивлением Яр,Ят, как в рассмотренной выше высоковольтной группе. Анализ энергетической модели потерь в мостовых схемах позволил установить, что с увеличением температуры, суммарные

| 4Т«ОТ«0ГС

*******

: V**

МсЛвМЯ

: 1М1М1141М '.^¿лтп^чхн

грц-^+вмт ¡^шюЧЬ* М+НА

•рЗ^а^л^-ввгши

Рис.8 Расчетные осциллограммы переходных процессов в «стойке» регулятора с напряжением питания ЗОВ, током коммутации 50А, напряжение управления Ер=Ет=10В, Яр=5 Ом, Ят^О, Транзистор 1Ш907,Диод40СР0100,

мй

«¿-».«и

«¿«асдоимя , ялитде '

уСрмнхя*^* тш

д^^ои алУддду»им

Рис.9 Расчетные осциллограмма: переходных процессов в том же регуляторе с оптимизированными цепями управления Ер= 16.5В, Ет=ЗВ, Яр=50м, Кт=0,1=25°С.

потери в низковольтных схемах возрастают, но характерные для них перегрузки по напряжению соответствуют минимальной температуре. Потери в высоковольтных схемах слабо зависят от температуры, а характерные для них перегрузки по току соответствуют максимальной температуре.

В четвертой главе исследуются методами моделирования возможности цепей искусственного формирования траекторий переключения (ЦФТРТ), в решении задачи снижения динамических потерь в МДП-ключах с форсированными процессами переключения.

Результаты исследования классической схемы с пассивными формирователями позволили установить, что в регуляторах с сильноточными МДП - транзисторами, их введение на включение мало эффективно, т.к. возможный эффект не превышает по потерям единиц процентов и достигается за счет снижения потерь от фронтов напряжения, а не фронтов тока. При выключении реальная форма напряжения сток - исток на структуре транзистора начинает существенно отличаться от напряжения на его выводах, и тем более, чем более форсирован процесс отключения. Проведенный сравнительный анализ показал, что даже при оптимальном соотношении длительностей фронтов тока и напряжения в канале МДП-транзистора, введение ЦФТРТ не позволяет добиться существенного снижения потерь выключения. Эффект в данном случае тем меньше, чем больше относительная перегрузка канала по напряжению 81Ы. Такпри 51151=0.5 максимально возможный эффект ограничен теоретическим пределом 30% и не оправдывает аппаратные затраты. На рис. 10 показана расчетная осциллограмма процессов переключения в нереверсивном регуляторе на транзисторе IRFP2907 при напряжении питания ЗОВ и токе коммутации 50А, с ЦФТРТ рассматриваемого типа. При оптимальных значениях индуктивности и емкости формирователя, потери при включении остаются практически на прежнем уровне, как в исходном случае с форсированном включением (рис.2). При выключении, наблюдается снижение потерь всего лишь на 28%, при прежнем уровне перегрузке канала МДП-транзистора по напряжению

Аналогичная картина наблюдается в высоковольтных слаботочных регуляторах, с той лишь разницей, что в данном случае наблюдается искажение формы не напряжения, а тока генератора транзистора относительно тока его стока. В этом случае, по мере увеличения степени форсирования, коэффициент оптимального соотношения К смещается (относительно К=2/3) сначала в сторону больших значений, а при значительном форсировании наоборот в сторону меньших

значений. Однако выбор более оптимального соотношения

длительностей фронтов тока и напряжения не позволяет существенно снизить потери на включения из-за эффекта Миллера и позднего включения диода. Эффект в данном случае не превосходит 25%, что так же не оправдывает аппаратные затраты. На рис. 11 показан расчетный переходный процесс в нереверсивной схеме на транзисторе 1ЯБ840 при напряжении питания 200В и токе коммутации 2А. Сравнение с исходным вариантом и форсированным управлением (рис. 1) показывает, что при заданном уровне перегрузки канала по току 61$ эффективность введения ЦФТРТ по режиму включения не превосходит 20%. Следует отметить, что в данном случае необходимости искусственного формирования траектории переключения при выключении нет, так как задача снижения потерь более эффективно решается методом форсирования.

Сравнение процессов переключения со схемами рекуперативных формирователей, с аналогичными оптимизированными по цепи затвора показало, что потери на включение практически идентичны, а потери на выключение с ЦФТРТ снижаются на 30...50%. Однако, при этом блокирующий диод и элементы схемы формирователя будут испытывать существенные динамические перегрузки. При оптимальном сочетании параметров формирователя включающийся транзистор будет нагружен практически удвоенным током нагрузки, а блокирующий диод удвоенным напряжением питания. При выключении, начиная с момента отпирания блокирующего диода, идет процесс рассасывания остаточной энергии из индуктивности формирователя. Эта энергия в нагрузку не возвращается, а расходуется во всех четырех диодах схемы образующих контур с квазистационарным режимом. В этом случае диоды формирователя подвержены высокочастотным броскам тока значительной амплитуды в них.

В пятой главе рассмотрено влияние паразитных параметров цепей управления усилителями мощности на процессы переключения мостовых каскадов. При использовании форсирования переходных процессов, как средства уменьшения динамических потерь, следует иметь ввиду, что на интервалах переключений силовых ключей, скорость изменения напряжений на современных высоковольтных транзисторах может достигнуть 3000...5000 В/мкс. При столь значительных скоростях в цепях передачи управляющих импульсных сигналов от ШИМ к усилителям мощности (драйверам) могут возникать токи, обусловленные наличием паразитных параметров - прежде всего емкостей. Эти токи могут приводить к появлению ложных включений силовых ключей и появлению так называемого режима сквозных токов первого рода.

» Цен« Ш|*110

- V»»«ф

■ Ц52««

■ М5> ' кг*-|00

- ШЛИ)

06 01

Ч

С^ИШВ^ШЯ.-СО!

те-.

; яс*шнпя1чю > »аонрзс^иж

1 ич.энгаи-мга : оми-

К«|»010 т-0 (Я

МП

ВМРЙ:

| *91 »яе у„-в шчт ймтв { ¡ю»

^лтмт^и»««

_! и^>аж «„«зяшв

в!»Ш5 И^-ГЛш ив »иг кГщЛЮТй

_ Ьирг

_ 1еТ0

___ иеМ-46

1*1*110

<нт*п

цгэо

— Ц52/!Я5Б

— 171*30-150

6730-150

— ЦЮЛ-100

-— 115*30

Швб-50

I

... | _ л"Г...............

чгй

М

Рис.10 Процесс переключения в нереверсивном регуляторе на транзисторе IRFP2907 с ЦФТРТ при оптимальном значении индуктивности и емкости формирователя.

..........""---------------------*........................................*■"; е^-«тч^аа

1 _ - \ ч \ 1кт$мя

I 4 • I ! Cj«•«^lvим(^>«w

{ дЩ

; ^цшвснц-кип

| | л«* I | 5

; П^Ч № С„»1»С10

I ^117

-------; додовишмя

— вм& ; ^чмп^оов

__________I

— I

] ,

-¿-4-----I

\1 V-

=гг

I

------V

Л

I \:

I К

М> |д{

_____I С,-3«11 уМВ

: мк

(

. »¿и «ют лыою ж^шде^яноруудомав ! ^-мми^мийп

_г и^ааш *

мх н^! тма

Рис. 11 Расчетный процесс переключения в нереверсивном регуляторе на транзисторе ШР 840 сЦФТРТ и оптимальной индуктивностью формирователя.

В результате исследования установлено, что паразитные процессы переключения свойственны любым типам согласующих устройств: гальваническим, оптронным и трансформаторным. В цепях передачи сигналов к драйверам "плавающих" силовых транзисторах рассмотренные переходные процессы могут вызывать серьезные нарушения расчетных алгоритмов управления, что снижает экономичность и надежность устройств. Организация расчетных процессов переключения "плавающих" транзисторов при выбранной структуре силовых цепей и типе согласующего каскада предполагает обязательный анализ паразитных процессов для выбора рационального алгоритма управления и схем соединения СК со входом драйвера и выходом ШИМ. При рационально выбранных алгоритмах управления и схемах включения СК паразитные процессы устраняются переносом задержки включение силовых транзисторов из схем ШИМ в их драйверы.

В шестой главе рассматриваются практические схемы управления силовыми транзисторами (драйверами) на базе теоретических положений, полученных в настоящей работе подразумевающих

- форсирование управляющих токов

- оптимизацию цепей управления;

- исключение сквозных токов в мостовых схемах;

- компенсацию влияния паразитных параметров цепей передачи импульсивных сигналов от ШИМ к усилителям мощности.

В результате описываются практические схемы драйверов, разработанные с участием автора, и нашедшие применение в силовых устройствах при образовании энергии, входящих в состав авиационных СЭС.

Основные результаты работы

1. Разработана специализированная компьютерная программа анализа процессов переключения типовых каскадов ИРМ и расчета динамических потерь в силовых МДП-транзисторах, отличающаяся от известных повышенной точностью за счет применения модернизированных моделей современных мощных транзисторов и диодов, учета тепловых обратных связей на их термозависимые параметры, учета паразитных индуктивностей силовых цепей.

2. В ходе компьютерного моделирования процессов переключения нереверсивных и мостовых каскадов ИРМ обнаружен ряд ранее неизвестных особенностей этих процессов, а именно импульсные перегрузки канала транзистора по токам и напряжениям, не поддающиеся экспериментальным исследованиям. Показана

некорректность определения динамических потерь в МДП-ключах на отдельных этапах переключения по результатам экспериментального измерения их внешних токов и напряжений.

3. Дана оценка влияния внешних параметров исследованных схем и параметров силовых полупроводниковых приборов на динамические потери. Получены энергетические макромодели динамических потерь в ключах на МДП-транзисторах для схем нереверсивных и мостовых ИРМ в аналитической форме, связывающие эти потери с параметрами полупроводниковых приборов и внешними параметрами схем для последующего использования полученных соотношений при оптимальном синтезе силовых устройств.

4. Разработан комплекс методов уменьшения динамических потерь в силовых МДП - ключах ИРМ. Показано, что основным из них является форсирование управляющих токов с оптимизацией параметров управления в расчете на определяющее участие собственных реактивностей силовых контуров в процессах формирования низкоэнергетических траекторий переключения.

5. Исследована эффективность внешних формирователей низкоэнергетических траекторий как средства уменьшения динамических потерь в МДП - ключах ИРМ. Показано, что при форсированном управлении транзисторами внешние пассивные формирователи способны уменьшить динамические потери не более чем на 20...30 % по режиму включения, либо выключения. Формирователи с рекуперацией энергии обладают несколько большей эффективностью - до 30...50%, но их применение приводит к существенным перегрузкам силового ключа, блокирующего диода и элементов схемы формирователя: как по току, так и по напряжению.

6. Установлена возможность отрицательного влияния паразитных параметров цепей передачи импульсных сигналов к драйверам «плавающих» транзисторов ИРМ на расчетные режимы их переключения. Предложены рациональные структуры таких цепей, свободные от негативного влияния паразитных параметров.

7. Разработаны и внедрены на предприятии АКБ «Якорь» схемы управления силовыми МДП - ключами в составе мощных конверторов и инверторов ИВЭ для авиационных СЭС, реализующие теоретические и практические рекомендации диссертации.

05.09-05~.<Н

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1.Бочкарев Д.О., Шевцов Д.А. Моделирование процессов переключения силовых МДП-транзисторов в нереверсивных регуляторах, Практическая силовая электроника, Вып. 12,2003, с.36.

2.Машуков Е.В., Бочкарев Д.О., Поваляев И.Г,, Шевцов Д.А. Динамические потери в МДП-транзисторах нереверсивных регуляторов, Тематический сборник научных трудов под ред. Машукова Е.В., вып.1, М., 2004 год, с.З.

3.Бочкарев Д.О., Шевцов Д.А., Электронные модели транзисторов для компьютерных программ анализа силовых устройств Тезисы докладов 11-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2004», М. 2004год, с.68

4. Бочкарев Д.О Моделирование коммутационных процессов в реверсивных импульсных регуляторах на МДП-транзисторах с использованием внутренних диодных структур, Тематический сборник научных трудов под ред. Машукова Е.В., вып.1, М., 2004 год, с.12.

5. Бочкарев Д. О Анализ результатов моделирования коммутационных процессов в мостовых схемах на МДП-транзисторах с использованием внутренних диодных структур, Тематический сборник научных трудов под ред. Машукова Е.В., вып.1, М., 2004 год, с.21.

6.Бочкарев Д.О. Шевцов Д.А. Моделирование коммутационных процессов в реверсивных импульсных регуляторах на силовых МДП-транзисторах. Практическая силовая электроника, Вып.15,2004, с.17.

Введение.

Глава 1 Математические модели и программные средства, использованные для расчета переходных процессов.

Глава2 Методы уменьшения динамических потерь в силовых МДП-транзисторах нереверсивных регуляторов постоянного тока.

2.1 Описание процессов переключения.

2.2 Влияние параметров схемы на динамические потери.

2.3 Энергетические макромодели динамических потерь в нереверсивных регуляторах.

2.3.1 Динамические потери в высоковольтных регуляторах.

2.3.2 Динамические потери в низковольтных регуляторах.

2.4 Влияние температуры эксплуатации на показатели

К коммутационных процессов в нереверсивных регуляторах.

Выводы.

Глава 3. Методы уменьшения динамических потерь в МДП-транзисторах мостовых схем

3.1 Процессы переключения полумостовых схем без внешних блокирующих диодов.

3.2 Процессы переключения полумостовых схем с внешними блокирующими диодами.

3.2.1 Процессы переключения в высоковольтной стойке.

3.2.2 Процессы переключения низковольтной стойки.

3.3 Влияние температуры эксплуатации на показатели коммутационных процессов мостовых схем.

Выводы.

Глава 4. Формирователи низкоэнергетических траекторий как средство уменьшения динамических потерь в МДП-ключах.

4.1 Процессы в схемах с пассивными формирователями.

4.2 Процессы в схемах с рекуперативными формирователями.

Выводы.

Глава 5. Структурная оптимизация цепей управления драйверами как метод уменьшения динамических потерь в мостовых схемах

5.1 Процессы переключения в схемах с гальваническим управлением драйверами.

5.2 Процессы переключения в схемах с оптронным управлением драйверами.

5.3 Процессы переключения в схемах с трансформаторным управлением.

Выводы.

Глава 6. Практическая реализация выводов и рекомендаций диссертации.

6.1 Основные требования к усилителям мощности (драйверам) силовых МДП-транзисторов в составе импульсных регуляторов мощности.

6.2 Анализ технических характеристик зарубежных драйверов.

6.3 Практические схемы драйверов для управления силовыми МДП и IGB транзисторами в составе конверторов и инверторов для авиационных СЭС.

Транзисторные импульсные регуляторы мощности (ИРМ) широко применяются в системах бортовой автоматики. Известны примеры их применения в составе узлов генерирования электроэнергии, централизованных и децентрализованных конверторов и инверторов ИВЭ, систем электропривода, систем распределения электроэнергии летательных аппаратов различных классов с напряжениями основных и промежуточных систем электропитания в десятки-сотни вольт постоянного тока. [ 1-9,59-62] Область применения транзисторных ИРМ постоянно расширяется, захватывая кроме бортовых и такие наземные системы, как автоматизированные комплексы управления станками, насосные агрегаты нефтяной промышленности и др. [10-16,63]

Прогресс в развитии транзисторных ИРМ зависит в первую очередь от достижений в физике и технологии силовых транзисторов. На смену биполярным транзисторам (БТ), определявшим технические характеристики ИРМ до 80-х - 90-х годов, пришли силовые МДП - транзисторы (МДПТ), имеющие преимущества перед БТ по всем ключевым параметрам вплоть до напряжений 100-200 В, а также IGB транзисторы (IGBT), имеющие преимущество перед БТ и МДПТ по статичным потерям при напряжениях свыше 300.500 В. Последние составляют конкуренцию не только БТ и МДПТ, но и тиристорам в устройствах глубоко регулируемого электропривода [17,18,64,65].

Ключевые возможности типовых силовых МДПТ характеризуются, например следующими сочетаниями токов и напряжений: 200В, 450А а для IGBT соответственно 1200А, 3300В и 1400А, 1800В [19,66].

В устройствах бортовой автоматики, питающихся преимущественно напряжениями 30-300 В постоянного тока при максимальных мощностях до единиц киловатт все основные задачи регулирования электроэнергии могут в настоящее время решаться в основном МДПТ и частично IGBтранзисторами. Однако эффективность их применения обеспечивается только после решения следующих задач:

-организации низкоэнергетических процессов переключения в условиях сильного влияния параметров силовых цепей и цепей передачи сигналов, что было не столь актуальным при относительно малых скоростях переключения биполярных схем;

-разработки специализированных машинных программ анализа «быстрых» процессов переключения с использованием адекватных электротепловых моделей силовых приборов, для того, чтобы гарантировать достоверность энергетических расчетов при решении нелинейных уравнений высших порядков;

-обобщения результатов численных энергетических расчетов на ЭВМ в форме относительно простых аналитических выражений, связывающих, например, динамические потери в транзисторах с внешними параметрами схем, что упрощает разработку машинных программ оптимального синтеза силовых полупроводниковых устройств различных классов. К настоящему времени все основные научные и инженерные достижения в области организации и описания процессов переключения силовых транзисторов ИРМ относятся к схемам на биполярных транзисторах:

-исследованы процессы переключения нереверсивных ИРМ и мостовых каскадов реверсивных регуляторов [20,21,67];

-получены приближенные аналитические выражения для динамичных потерь в биполярных ключах [22,23];

-исследованы и разработаны методы борьбы со сквозными токами в мостовых биполярных схемах [20,24,25,68,69,77];

-разработаны цифровые (машинные) модели всех основных типов силовых полупроводниковых приборов, пригодные для анализа быстрых процессов при относительно невысоких скоростях переключения [2632,70-72];

-разработаны и исследованы способы уменьшения динамических потерь в БПТ на основе реактивных формирователей низкоэнергетических траекторий (ФТ) [33-38,73-76];

-предприняты попытки разработки энергетических макромоделей динамических потерь в форме аналитических выражений [28,39]; -имеются публикации по процессам переключения МДПТ в типовых каскадах ИРМ в основном без учета влияния паразитных параметров этих схем на динамические потери [40,78]

Решение этих и ряда других вопросов проектирования ИРМ изложены в работах Конева Ю.И., Глазенко Т.А., Полковникова В.А., Лаптева Н.Н., Машукова Е.В., Токарева А.Б., Васильева B.C., Шевцова Д.А. Отметим, что при проектировании ИРМ может быть использован опыт, накопленный в процессе разработки силовых полупроводниковых устройств других классов, в частности источников вторичного электропитания, изложенный в работах Конева Ю.И., Драбовича Ю.И., Ромаша Э.М., Моина B.C., Лукина А.В., Малышкова Г.М., Бузыкина С.Г., Войтовича И.А., Коняхина С.Ф., Кабелева Б.В.

Следует упомянуть также ряд зарубежных авторов, таких, как Rischmiller К., Uhdeland Т.М., Мс Murrey W., Willams B.W., исследовавших коммутационные процессы в схемах на биполярных и МДП-транзисторах.

Однако можно утверждать, что использование имеющихся результатов проведенных ранее исследований не позволяет в полной мере решить сформулированные выше задачи. Поясним этот вывод.

В первую очередь, следует констатировать отсутствие эффективного инструмента для исследования «быстрых» процессов в МДП - ключах и достоверных результатов динамических потерь - специализированной машинной программы с адекватными моделями силовых приборов. В настоящее время анализ «быстрых» процессов проводится, как правило, с помощью распространенных компьютерных программ класса P-SRICE или МС-6, разработанных первоначально для анализа несиловых электронных схем.[41-43]. Модели транзисторов и диодов, используемых в этих программах, не учитывают ряда особенностей современных мощных полупроводниковых приборов, таких, например, как поэтапный процесс восстановления выпрямительных свойств р-п - переходов, или наличие паразитных индуктивностей выводов. Кроме того, программы исключают возможность введения тепловой обратной связи от корпуса мощного прибора, нагретого собственными потерями, к термозависимым параметрам этого прибора, что очень важно при проектировании силовых устройств. В целом идеализация моделей транзисторов и диодов не позволяет использовать эти программы в энергетических расчетах. Следует отметить, что зарубежные исследователи имеют в своем распоряжении адекватные модели и необходимые программы. Однако, получить их в использование не удается, т.к. их создатели не заинтересованы во внедрении в нашу отечественную практику и охраняют их понятием «коммерческой тайны».

Таким образом, теория и практика построения ИРМ требует прежде всего разработки отечественной программы анализа «быстрых» процессов переключения в типовых каскадах на силовых МДП - транзисторах с учетом паразитных процессов и возможностью введения тепловых обратных связей. Основой такой программы могут стать некоторые из отечественных моделей силовых полупроводниковых приборов, достаточно хорошо отражающих их специфику. Так в [28] предложены нелинейные модели мощного МДП транзистора и мощного биполярного диода, применение которых дает хорошее совпадение с экспериментом при умеренных скоростях переключения. Предварительные исследования показали, что дополненные индуктивностями выводов эти модели могут использоваться и при повышенных скоростях переключения.

С помощью разработанной программы можно будет решить ряд важных задач на пути создания эффективных ИРМ, одной из которых является разработка комплекса методов организации низкоэнергетических траекторий переключения МДПТ, что наряду с уменьшением динамических потерь гарантирует увеличение надежности.

Прежде всего, здесь следует заново оценить эффективность такого известного метода, как форсировка процессов переключения увеличением управляющих токов. В схемах на БПТ форсировка включения неэффективна и даже опасна из-за инерционности ранее применявшихся блокирующих диодов [22].

Форсировка отключения сдерживается фактом сужения области безопасной работы из-за увеличения опасности «вторичного пробоя» [44,45]. К настоящему времени в качестве блокирующих диодов могут применяться высоковольтные диоды Шоттки, имеющие пренебрежимо малые времена восстановления, либо обычные диоды с временами восстановления не более 30.50 не [46,79]. Это снимает ограничение на форсировку включения. Форсировка отключения также возможна из-за практического отсутствия у МДПТ «вторичного пробоя». Открывается путь к оптимизации параметров цепей управления. Однако при этом не следует забывать о связи «быстрых» процессов с перенапряжениями и сверхтоками в транзисторах. Вслед за этим необходимо переоценить энергетические возможности реактивных формирователей траекторий как средства уменьшения потерь. При форсированных процессах роль формирователей могут частично взять на себя паразитные реактивности силовых контуров и реактивности схем замещения силовых приборов, что используется, например, при создании схем высокочастотных ИВЭ [47,48].

Третьей важной задачей является исследование влияния на процессы переключения силовых контуров структурных особенностей и параметров несиловых цепей передачи импульсных сигналов от ШИМ к силовым транзисторам. Если процессы переключения силовых цепей форсированы, то процессы переключения несиловых цепей уже нельзя считать идеализированными. Возникают обратные связи от выходных каскадов на цепи управления через паразитные параметры и появляется опасность нарушения расчетных алгоритмов с увеличением динамических потерь [49]. Необходимо найти способы борьбы с такими явлениями. Последнее особенно важно в реверсивных ИРМ с мостовыми выходными каскадами, поскольку паразитные процессы могут усложнить борьбу со сквозными токами.

Исследование процессов переключения мостовых схем на МДПТ, определение условий возникновения сквозных токов и методов борьбы с ними с учетом влияния паразитных параметров силовых контуров и цепей управления является четвертой задачей анализа «быстрых» процессов в пределах настоящей работы.

Итак, с научной стороны настоящая работа нацелена на минимизацию динамических потерь в типовых каскадах ИРМ на МДПТ, разработку комплекса методов уменьшения потерь и аналитическое их описание, а с практической стороны - на создание инструмента исследований в виде машинной программы анализа, разработку рекомендаций по выбору параметров управляющих цепей, аппаратурные решения по схемам передачи сигналов к силовым транзисторам. Цель работы

Разработка и исследование методов уменьшения динамических потерь в силовых МДП - ключах импульсных регуляторов мощности для повышения их экономичности и надежности. Задачи работы

1. Разработка специализированной машинной программы анализа процессов переключения типовых каскадов ИРМ на МДП транзисторах с учетом паразитных параметров силовых цепей.

2. Разработка методов уменьшения динамических потерь в СТК на основе вариации параметров цепей управления.

3. Обобщение результатов численных расчетов динамических потерь в транзисторах типовых каскадов в форме аналитических выражений, связывающих эти потери с внешними параметрами схем и с параметрами транзисторов, для последующего использования полученных соотношений при оптимальном синтезе силовых устройств.

4. Оценка эффективности реактивных формирователей низкоэнергетических траекторий как средства уменьшения динамических потерь в схемах с силовыми МДП - ключами.

5. Разработка методов уменьшения динамических потерь в СТК мостовых каскадов на основе структурной оптимизации несиловых цепей передачи импульсных сигналов к силовым транзисторам с учетом влияния паразитных параметров этих цепей на расчетные алгоритмы переключения.

6. Разработка практических схем управления силовыми МДП -транзисторами мостовых каскадов в устройствах регулирования электрической энергии.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использованы методы теории электрических цепей, компьютерное моделирование, экспериментальные исследования. Научная новизна

1. Разработан алгоритм расчета динамических потерь в типовых каскадах ИРМ с учетом паразитных параметров силовых цепей, послуживший основой создания специализированной компьютерной программы.

2. В ходе компьютерного моделирования процессов переключения типовых каскадов ИРМ на силовых МДП - транзисторах обнаружены ранее неизвестные перегрузки транзисторов мостовых схем, не поддающихся экспериментальным исследованиям. Установлена невозможность точного определения динамических потерь по экспериментальным осциллограммам, а также по результатам моделирования с помощью компьютерных программ класса P-SPICE.

3. Дана оценка влияния внешних параметров исследованных схем и параметров силовых полупроводниковых приборов на динамические потери. Показано в частности, что в нереверсивных регуляторах суммарные потери за цикл переключения слабо зависят от температуры, а в высоковольтных регуляторах увеличиваются при ее снижении. В реверсивных регуляторах отмечается идентичная слабая температурная зависимость.

4. Решена задача оптимизации параметров цепей управления силовыми МДП - ключами в нереверсивных и реверсивных регуляторах по критерию минимальных динамических потерь при ограничениях на допустимое перенапряжение или перегрузку по току.

5. Показана возможность использования собственных реактивностей силовых контуров в качестве формирователей низкоэнергетических траекторий переключения МДП - транзисторов при форсированном их управлении.

6. Обоснована возможность исключения специальных цепей формирования низкоэнергетических траекторий переключения из числа средств для уменьшения динамических потерь при условии форсированного управления транзисторами.

7. Найдены принципы структурной оптимизации цепей передачи импульсных сигналов к «плавающим» транзисторам мостовых схем для исключения отрицательного влияния паразитных параметров этих цепей на динамические потери в силовых транзисторах.

Практическая значимость

1. Разработана специализированная машинная программа анализа процессов переключения и расчета динамических потерь в СТК типовых каскадов ИРМ, реализованная в среде MATLAB с использованием модернизированных моделей силовых полупроводниковых приборов.

2. Получены энергетические макромодели динамических потерь в СТК на МДП - транзисторах для схем нереверсивных и реверсивных ИРМ в аналитический форме, связывающие эти потери с параметрами полупроводниковых приборов и внешними параметрами схем, что существенно упрощает построение компьютерных программ оптимизации силовых электронных регуляторов.

3. Разработаны практические рекомендации по выбору параметров цепей управления силовыми МДП - ключами в расчете на минимизацию динамических потерь при ограничениях на допустимые перегрузки по токам и напряжениям.

4. Разработаны и внедрены на предприятии АКБ «Якорь» практические схемы драйверов силовых МДП - ключей, а также схемы передачи импульсных сигналов к «плавающим» транзисторам мостовых каскадов, свободные от паразитных эффектов, увеличивающих динамические потери.

Апробация работы

Основные положения докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры микроэлектронных электросистем Московского государственного авиационного института (технического университета), 11-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2004» Реализация результатов

Основные результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «АКБ»ЯКОРЬ», а так же в учебный процесс по кафедре 306 Московского государственного авиационного института (технического университета). Публикации

По теме диссертации и результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ: 5 статей и тезисы докладов. Структура и объем работы

Диссертационная работа включает в себя введение, шесть глав, общие выводы по работе, список литературы, приложение и содержит 160 страниц основного текста, 72 рисунка, 3 таблицы, 82 наименования из списка литературы на 8 страницах.

Выводы:

1. Паразитные параметры цепей передачи сигналов к драйверам "плавающих" силовых транзисторов могут вызывать нарушения расчетных алгоритмов управления, что снижает экономичность и надежность устройств. Паразитные процессы переключения свойственны любым типам согласующих устройств: гальваническим, оптронным и трансформаторным.

2. Организация расчетных процессов переключения "плавающих" транзисторов при выбранной структуре силовых цепей и типе согласующего каскада предполагает обязательный анализ паразитных процессов для выбора рационального алгоритма управления и схем соединения СК со входом драйвера и выходом ШИМ.

3. При рационально выбранных алгоритмах управления и схемах включения СК паразитные процессы устраняются переносом задержки включение силовых транзисторов из схем ШИМ в их драйверы.

Глава 6. Практическая реализация выводов и рекомендаций к диссертации

Обобщающим выводом работы является теоретическое положение о том, что для уменьшения динамических потерь в ИРМ необходимо эффективное управление силовыми МДП - ключами, что подразумевает: -форсирование управляющих токов; -оптимизацию параметров цепей управления; -исключение сквозных токов в мостовых схемах;

-компенсацию влияния паразитных параметров цепей передачи импульсных сигналов от ШИМ к усилителям мощности;

Перечисленные задачи решаются при проектировании практических схем управления силовыми транзисторами.

6.1 Основные требования к драйверам силовых МДП - транзисторов в составе импульсных регуляторов мощности.

Транзисторные импульсные регуляторы мощности могут входить в состав источников вторичного электропитания и регуляторов электродвигателей. Для обеспечения универсальности драйверов и возможности их применения в различных классах силовых преобразовательных устройств необходимо обеспечить:

-способность работы в диапазоне изменения коэффициента заполнения 0<Кз<1;

-возможность активного запирания силовых транзисторов от источника отрицательного напряжения для повышения радиационной стойкости; -форсированное управление силовыми ключами при импульсных токах в единицы - десятки ампер;

-надежное запирание силовых транзисторов при отсутствии питающих напряжений;

-наличие в составе драйвера каскада временной задержки отпирания силового ключа;

-универсальность по входу, т.е. возможность управления через оптроны, трансформаторы, или гальванические цепи;

-экономичность;

-устойчивость к помехам от силовых цепей; -наличие в составе драйвера реле напряжения питания; -работоспособность в температурном диапазоне -60 +85 ° С, характерном для авиационных систем.

Ниже приводится краткий обзор драйверов, выпускаемых предприятиями зарубежной промышленности с анализом их технических характеристик на соответствие сформулированным требованиям.

6.2. Анализ технических характеристик зарубежных драйверов

На рис. 6,1 приведена классификация драйверов, структурные и схемотехнические особенности которых известны по описаниям в технической и справочной литературе. Часть из них серийно выпускается зарубежными предприятиями. Классификационными признаками первого уровня являются:

-наличие гальванической развязки по входу; -наличие двуполярного управления; -наличие РНП;

-наличие активного запирания силового ключа при отсутствии питания драйвера.

Признаками второго уровня являются: -тип гальванической развязки;

Рис. 6.1.

Заключение

1. Разработана специализированная компьютерная программа анализа процессов переключения типовых каскадов ИРМ и расчета динамических потерь в силовых МДП-транзисторах, отличающаяся от известных повышенной точностью за счет применения модернизированных моделей современных мощных транзисторов и диодов, учета тепловых обратных связей на их термозависимые параметры и учета паразитных индуктивностей силовых цепей.

2. В ходе компьютерного моделирования процессов переключения нереверсивных и мостовых каскадов ИРМ обнаружен ряд ранее неизвестных особенностей этих процессов, а именно импульсные перегрузки канала транзистора по токам и напряжениям, не поддающиеся экспериментальным исследованиям. Показана некорректность определения динамических потерь в МДП-ключах на отдельных этапах переключения по результатам экспериментального измерения их внешних токов и напряжений.

3. Дана оценка влияния внешних параметров исследованных схем и параметров силовых полупроводниковых приборов на динамические потери. Получены энергетические макромодели динамических потерь в ключах на МДП-транзисторах для схем нереверсивных и мостовых ИРМ в аналитической форме, связывающие эти потери с параметрами полупроводниковых приборов и внешними параметрами схем для последующего использования полученных соотношений при оптимальном синтезе силовых устройств.

4. Разработан комплекс методов уменьшения динамических потерь в силовых МДП - ключах ИРМ. Показано, что основным из них является форсирование управляющих токов с оптимизацией параметров управления в расчете на определяющее участие собственных реактивностей силовых контуров в процессах формирования низкоэнергетических траекторий переключения.

5. Исследована эффективность внешних формирователей низкоэнергетических траекторий как средства уменьшения динамических потерь в МДП - ключах ИРМ. Показано, что при форсированном управлении транзисторами внешние пассивные формирователи способны уменьшить динамические потери не более чем на 20.30 % по режиму включения, либо выключения. Формирователи с рекуперацией энергии обладают несколько большей эффективностью - до 30.50%, но их применение приводит к существенным перегрузкам силового ключа, блокирующего диода и элементов схемы формирователя: как по току, так и по напряжению.

6. Установлена возможность отрицательного влияния паразитных параметров цепей передачи импульсных сигналов к драйверам «плавающих» транзисторов ИРМ на расчетные режимы их переключения. Предложены рациональные структуры таких цепей, свободные от негативного влияния паразитных параметров.

7. Разработаны и внедрены на предприятии АКБ «Якорь» схемы управления силовыми МДП - ключами в составе мощных конверторов и инверторов ИВЭ для авиационных СЭС, реализующие теоретические и практические рекомендации диссертации.

1. Синдеев И.М., Савелов А.А.// Системы электроснабжения воздушных судов: учебник для вузов-М.: Транспорт, 1990-296с.

2. Электропривод летательных аппаратов : учебник для авиационных вузов / В.А. Полковников, Б.И. Петров, Б.Н. Попов и др. Под ред. В.А. Полковникова-М.: Машиностроение 1990-352с.

3. Микроэлектронные электросистемы. Применение в радиоэлектронике / Ю.И Конев и др. /под ред. Ю.И. Конева-М.:Радио и связь, 1987 240с.

4. Источники вторичного электропитания В.А. Головацкий и др./ Под ред. Ю.И. Конева -М.:Радио и связь, 1990 280с.

5. Брускин Д.Э., Зубакин С.И. Самолеты с полностью электрифицированным оборудованием // Сер. «Электрооборудование транспорта» (Итоги науки и техники) ВИНИТИ, М.: 1986,6,с1-112

6. Конев Ю.И., Ермошин В.М.Системы электрооборудования летательных аппаратов.// Учебное пособие -М: Из-во МАИ, 1997-С.96

7. Константинов В.Г. и др. Преобразователи и электропривод автономных объектов.// Электротехника -1991-№10 -с 19-23.

8. Ю.Гольц М.Е. и др Быстродействующие электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. -М.: Энергоатомиздат 1986-С.183

9. П.Адволоткин Н.П. Овчинников И.Е. Состояние и перспективы развития вентильных электродвигателей для станкостроения и робототехники.// Бесколлекторные регулируемые электрические машины-Л: 1998 с5-19

10. Матисон В.А. и др. Транзисторные преобразователи электроприводов для станкостроения и робототехники.// Тез. Док. ВНТК «Проблемы управления электромеханическими системами» Челябинск 1989с.58-59

11. Каган В.Г. Рояк С.Л.и др. Транзисторные приводы с бесконтактными синхронными двигателями для станков с ЧГГУУ/ Электротехническая промышленность. Электропривод 1984-№1 с.11-14

12. Шевцов Д.А. Машуков Е.В. Ульященко Г.М Преобразователь напряжения для водяной электропомпы. //Теория и практика силовых транзисторных устройств. Тем.сб.н.т. /Под ред. Машукова Е.В.М-«Экон» 2001г.-с.37-40

13. Глушенков В.А. Колязин А.А. Тяговый привод троллейбуса ВМЗ с транзисторными преобразователями. //Применение силовой электроники в электротехнике. : Мат докл н.т.с -М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2000 с. 156-157

14. Чарыков Н.А., Ефремов В.В., Перспективы применения силовых транзисторов в машинах легкой промышленности. //Применение силовой электроники в электротехнике Мат докл н.т.с -М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2000 с. 164-165

15. Но вый подход к проектированию статических преобразователей систем генерирования малых летательных аппаратов. Раххаль А., Вольский С.И. Ломонова Е.А. //Электротехнические комплексы автономных объектов-М.: МЭИ 1999-65-67

16. Вольский С.И Бесконтактная система генерирования переменного тока с транзисторными преобразователями частоты.// Транзисторная энергетическая электроника. М.МАИ 1990 с. 61-70

17. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники. //Применение силовой электроники в электротехнике. Мат.н.т.с.-М.гМНТОЮС имени А.С. Попова с. 10-13

18. Машуков Е.В Диффузионные транзисторы в ключевых регуляторах мощности.// ЭТвА. Сб. стJ под ред Ю.И. Конева.- «Советское радио»1976 вып.8, с. 26-34

19. Глазенко Т.А, Синицин В. А., Томасов B.C. Коммутационные процессы и принципы построения силовых каскадов ШИП и АИМ систем электропривода на защищенных транзисторных ключах//. Электротехника №3 1982г.с.23-29

20. Машуков Е.В, Ульященко Г.М. Транзисторные импульсные регуляторы коллекторных электродвигателей постоянного тока для систем электропривода ЛА. Учебное пособие-М.: изд. МАИ, 1999 с. 60

21. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. М.: изд. Дом «Додека21 век», 2001-е.384

22. Гулый В. Д. Морозов В.Г., Попов В.А. Устранение сквозных токов в транзисторных инверторах.// Проблемы преобразовательной техники-Киев: Из-во ИЭД академии наук УССР.-1979. -4.2-С.138-141

23. А.С. СССР 1603509, Н 02М 7/48,Б.И.№40 Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором.

24. Шевцов Д.А. Электротепловая модель мощного полупроводникового диода.// Электрические сети и преобразователи энергии ЛА. Тем. сб. н. т. МАИ,- М.: изд. МАИ 1988 с.76-78

25. Шевцов Д.А Модель мощного биполярного транзистора для машинного анализа электронных схем.// Электромагнитные и полупроводниковые устройства систем управления ЛА. Тем. сб. н.т. -М.: МАИ 1987 с.25-28

26. Машуков Е.В. Хрунов Е.М., Шевцов Д.А., Моделирование ключей на силовых МДП-транзисторах// ЭТвА/Под ред. Ю.И. Конева-М:Радио и связь, 1986, Вып. 17.с 168.

27. Шевцов Д.А, Сергеев В.В. Модели мощных полупроводниковых приборов д ля САПР силовых электрических устройств.// Использование вычислительной техники и САПР в НИОКР. Тез. Докл. .н.т.к-Владимир, изд. В.П.И, 1987 с. 74-76

28. Носов Ю.Р. Петросянц К.О, Шилин В.А. Математические модели элементов интегральной электроники, М. Советское радио с.304

29. Леонов В.П. Моделирование мощного транзистора в ключевом режиме.//Известия вузов СССР сер. Радиоэлектроника 1982г. том 25 №1-С. 56-61

30. Недолужко И.Г. Новакевич Э. Трехзвенная модель биполярного транзистора для автоматизированного анализа и определения ее параметров с помощью ЭВМ. //Радиотехника 1984 №7 с.60-62

31. Конев Ю.И. Машуков Е.В Мелешин В.И. Уменьшение мощности, рассеиваемой за время переключения в транзисторах с индуктивно-активной нагрузкой.// Полупроводниковые приборы и их применение Сб. ст. ред Я.А. Федотова вып. 18,1967, Сов. радио с. 232-235.

32. Машуков Е.В. Уменьшение динамических потерь в транзисторных импульсных усилителях мощности //ЭТВА, сб. ст. /Под ред. Ю.И. Конева, вып 2, М.:Советское радио, 1971- с.71-80

33. Васильев B.C. Мощные импульсные транзисторные каскады для активно-индуктивной нагрузки. //ЭТВА, сб. ст. Под ред. Ю.И. Конева вып 8 М.:Советское радио, 1976- с.173-183

34. Мустафа Г.М. Голустян Р.С. и др. Коммутационные цепи транзисторных инверторов //Электротехника 1982-№4 с. 41-44

35. Высокочастотные транзисторные преобразователи / Ромаш Э.М., Дробович Ю.И., Юрченко Н.Н. и др. Радио и связь, 1988-288с.

36. Уильяме Б. Силовая электроника, приборы, применение, управление, Пер. с англ., М.: Энергоатомиздат, 1993.

37. Хрунов Е.М. Макромодели силовых ключей на МДП транзисторах //Электрические сети и преобразователи энергии JIA. Тем. сб. н.т./МАИ-М.: Изд. МАИ 1988-С.72-76

38. Машуков Е.В., Леоненко И.М. Хрунов Е.М. Шевцов Д.А. Силовые МДП-транзисторы в импульсных регуляторах электродвигателей . //ЭТВА, сб. ст./ под ред. Ю.И. Конева вып 15 М. -.Советское радио, 1971- с.9-19

39. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap 6. -: Горячая линия-телеком, 2001 , 344 с.

40. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования Design Lab 8.0-М.: Солон-Р, 1999,698 с.

41. Разевиг В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2, -М.: Солон-Р, 2001,519 с.

42. Бузыкин С.Г. Пути повышения надежности силовых транзисторных ключей сетевых ИВЭП //Материалы семинаров-М: МДНТП, 1986 с.44-51

43. Бузыкин С.Г. Проблемы реализации основных способов обеспечения безопасности при запирании транзисторных ключей сетевых ИВЭП // Силовые электронные системы и устройства маломощной преобразовательной техники: Труды 1 ВНТК, Алма-Ата 1990

44. Силовые полупроводниковые приборы пер. с англ. /Под ред В.В.Токарева- Воронеж 1995

45. Лукин А.В. Анализ работы преобразователя напряжения с внешним управлением при высокой частоте преобразователя. //ЭТВА, сб. ст. Под ред. Ю.И. Конева вып. ИМ.: Советское радио, 1980- с.95-100.

46. Лукин А.В. Высокочастотные преобразователи напряжения с резонансным переключением .//Электропитание Н.т. сборник вып.1 , Из-во асс. «Электропитание» 1993-с. 15-26

47. Бочкарев Д.О., Шевцов Д.А., Электронные модели транзисторов для компьютерных программ анализа силовых устройств// Тезисы докладов 11-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2004», М. 2004год, с.68

48. Ануфриев И. Самоучитель Mat Lab 5.3/б.х СПБ, «БХВ- Петербург», 2002, 710 с.

49. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5+ Simu link4/5 Основы примененияМ.: «Солон» 2002-707с.

50. Машуков Е.В., Бочкарев Д.О., Поваляев И.Г., Шевцов Д.А. Динамические потери в МДП-транзисторах нереверсивных регуляторов, //Тематический сборник научных трудов под ред. МашуковаЕ.В., вып.1, М.:, 2004 год, с.3-12.

51. Бочкарев Д.О., Шевцов Д.А. Моделирование процессов переключения силовых МДП-транзисторов в нереверсивных регуляторах,// Практическая силовая электроника, Вып. 12, 2003, с.36-40.

52. Бочкарев Д.О Моделирование коммутационных процессов в реверсивных импульсных регуляторах на МДП-транзисторах с использованием внутренних диодных структур,// Тематический сборник научных трудов Под ред. Машукова Е.В., вып.1, М.:, 2004 год, с.12-20.

53. Бочкарев Д.О Анализ результатов моделирования коммутационных процессов в мостовых схемах на МДП-транзисторах с использованием внутренних диодных структур, //Тематический сборник научных трудов под ред. Машукова Е.В., вып.1, М.: 2004 год, с.21-25.

54. Бочкарев Д.О. Шевцов Д.А. Моделирование коммутационных процессов в реверсивных импульсных регуляторах на силовых МДП-транзисторах.//Практическая силовая электроника, Вып. 15, 2004, с.17.

55. Шевцов Д.А., Бочкарев Д.О, Машуков Е.В Процессы переключения силовых транзисторов мостовых каскадов с учетом паразитных параметров управляющих цепей //Практическая силовая электроника, вып. 12,2003 с. 32-36

56. Cronin M.J. The all electric airplane as energy efficient transport//SAE technical paper series-1986 N801131-p. 1-12

57. Van Nocker Richard C. EHAbLoating on the 270V dc Bus //SAE Tech. Pap.-1989 N89225-p.l-661 .Thompson K. Notes on The electric control of large airplanes //"IEEE" airsp. And Electron Syst. Mag-1988-3? N12-p.22-24

58. Lyford Jon R. The second electronics revolution: the impact potential of new power electronic technologies on aircraft actuation systsms// Prof IEEE Nat. Aerosp. and Electron. Lont.: NAECON, 1986 Vol2 p.386-390

59. Kohn E. Transistorgetantetc Stellaentriebe fuz Werkzeugmaschinen // Stellantriebe 1982, 72,N4 sl83-185

60. SEMICRON. Innovation +Service. Partners in Power. Power Electronics 09/2000

61. Rischmuller K. La commutation rapide dies transistors et darligton de puissance //Electroniqne de puissance -1986 N15, p.25-33

62. Rischmuller K. Des transistor de puissance simples a utilizes // Electroniqne de puissanse -1982 N38, p. 137-143

63. ПАТ. США №4912622, HQ2M 7/44

64. Nienhans H.A. Bowers J.C. Herren P.C. F high power MOSFET computer model //IEEE PESC p. 97-10371 .Loen R.W. Tsang D.W. A high performance planar power MOSFET//IEEE Trans 1990 VH.l ED-27 N2 p. 340-342

65. Turgeon L.J. Mathews J.R. A bipolar transistor model of quasi saturation for use in computer aigeg design // INt. Electron. Devices Meet 1980 p. 394397

66. Undeland T.M. Jenet F. A snubber configuration for both power transistor and GTO PWM invertors //IEEE PEST.84 1984 p.42-53

67. McMurey W. Efficient snubbers for voltage-sours GTO inverters //IEEE Transactions on Power Electronics, 1987 N2 p. 264-272

68. CHARLS G. STEYN Analysis and optimization of Regenerative Linear Snubbers //IEEE Transaktions on power Electronics N3 1989 p. 362-370

69. Rischmuller K. Zuverlassig auch am 3 80V Netz //Elektrotehnik 62 H-14. 1980 s. 14-21

70. Barret J. Interactives Schalten in Brucken Zweigen //Electronik Industrie N2 1988 s. 86-88

71. Lorenz L. Amann H. MOS-MODULE: Effektive Leistung Halbleiter schalter bei hohen Taktfrequen//Elektronik N11 1988 s. 74-80

72. International Rectifier Short Form Catalog 1990-2000

73. HEWLETT PACKARD Isolation Circuit for Inverter Gate Drive //www.hp.com/go/isolator.

74. HARRIS Semiconductor Half Bridge 500V dc Driver//www.semi.harris.com

75. CONCEPT IHD 215/280/680 Data Sheet and Application Manual

76. Первый заместитель генерального1. ВСКИЙ1. АКТ

77. О внедрении научных положений и выводов кандидатской диссертации

78. БОЧКАРЕВА ДМИТРИЯ ОЛЕГОВИЧА

79. Московского авиационного института (государственного технического университета).