Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Zbigniew KACZMARCZYK"

Wysokoczęstotliwościowy falownik klasy EF

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono podstawowe właściwości i weryfikację laboratoryjną koncepcji wysokoczęstotliwościowego falownika klasy EF z dołączoną ćwierćfalową linią długą po stronie zasilania. Zaprojektowano, skonstruowano i przebadano laboratoryjne falowniki klasy E i EF o częstotliwości pracy 20 MHz, szczytowym napięciu tranzystora 400 V i mocy wyjściowej 400 W. Falownik klasy E stanowił falownik referencyjny dla falownika klasy EF. Abstract. Main characteristics and laboratory verification of the concept of the high-frequency Class EF inverter using a quarterwave transmission line on the supply side are presented in the article. The Class E and EF inverters operating at frequency of 20 MHz, transistor peak voltage of 400 V and output power of 400 W were designed, built and laboratory tested. The Class E inverter was the reference point for the Class EF inverter. (Highfrequency Class EF inverter). Słowa kluczowe: falowniki klasy E i EF, wysoka częstotliwość, wysoka sprawność. Keywords: Class E and EF inverters, high-frequency, high-efficiency. Wstęp Współcześnie istnieje duże zapotrzebowanie na wysokosprawne źródła energii elektrycznej o częstotliwościach od pojedynczych do kilkudziesięciu megaherców i mocach od kilkuset watów do kilku kilowatów. Ma to związek z ich licznymi zastosowaniami przemysłowymi, medycznym i naukowymi, przykładowo do: nagrzewania indukcyjnego małych detali, nagrzewania pojemnościowego, wytwarzania materiałów półprzewodnikowych, indukcyjnej generacji plazmy niskotemperaturowej, zasilania laserów i źródeł światła oraz diagnostyki medycznej i zasilania układów implantowanych. Realizacja wysokoczęstotliwościowych źródeł energii wymaga użycia techniki miękkiego przełączania tranzystorów, która redukuje istotnie straty mocy związane z ich przełączaniem, umożliwiając uzyskanie pożądanych częstotliwości oraz jednocześnie zapewniając wysokie sprawności. Jako tego typu źródła powszechnie stosowane są, od chwili ich[...]

Model i metoda projektowania wysokoczęstotliwościowego falownika klasy EF DOI:10.12915/pe.2014.06.014

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono model i metodę projektowania wysokoczęstotliwościowego falownika klasy EF z dołączoną ćwierćfalową linią długą po stronie zasilania. Zwiększanie częstotliwości pracy falowników rezonansowych wymaga stosowania dedykowanych metod do ich analizy i projektowania. Koniecznym staje się uwzględnienie parametrów pasożytniczych ich istotnych podzespołów. Zaproponowana koncepcja została wyjaśniona oraz zweryfikowana. Dwa falowniki klasy EF (20 MHz, 400 W) zostały zaprojektowane i przebadane. Abstract. A model and design method of high-frequency Class EF inverter using a quarterwave transmission line on the supply side is presented in the article. With increasing operating frequency of resonant inverters, more sophisticated methods for their analysis and design are required. In this case, parasitic parameters of their main components cannot be omitted. The proposed concept was explained and verified. Two Class EF inverters (20 MHz, 400 W) was designed and tested. (Model and design method of high-frequency Class EF inverter). Słowa kluczowe: falowniki rezonansowe, falownik klasy EF, wysoka częstotliwość, miękkie przełączanie. Keywords: resonant inverters, Class EF inverter, high-frequency, soft-switching. doi:10.12915/pe.2014.06.14 Wstęp Wysokoczęstotliwościowe, wysokosprawne źródła energii elektrycznej znajdują współcześnie liczne zastosowania przemysłowe, medyczne i naukowe, przykładowo do: nagrzewania indukcyjnego małych detali, nagrzewania pojemnościowego, indukcyjnej generacji plazmy niskotemperaturowej, diagnostyki medycznej i zasilania układów implantowanych. Realizacja źródeł energii elektrycznej o częstotliwościach od pojedynczych do kilkudziesięciu megaherców i mocach od kilkuset watów do kilku kilowatów wymaga użycia techniki miękkiego przełączania tranzystorów. W ten sposób ograniczane są straty mocy związane z przełączaniem tranzystorów, zapewniając jednocześnie wysoką sprawność. Typowym reprezentantem teg[...]

Falownik klasy E 27 MHz, 500 W o podwyższonej sprawności

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono model komputerowy i wyniki weryfikacji eksperymentalnej dwóch falowników klasy E. Falownik pierwszy pracował optymalnie z częstotliwością 27 MHz i mocą wyjściową około 500 W. Częstotliwość pracy i moc wyjściowa falownika drugiego pozostały takie same, natomias nie pracował on optymalnie. Jego parametry zostały zmodyfikowane, aby zminimalizować straty mocy w tranzystorze - zwiększyć sprawność. Model komputerowy został zweryfikowany eksperymentalnie. Wyniki pomiarów potwierdziły poprawność modelu i możliwość zwiększenia sprawności falownika klasy E. Abstract. A computer model and results of the experimental verification of two Class E inverters have been presented in the paper. The first inverter operated in optimum mode with the frequency of 27 MHz and the out[...]

Straty mocy i rezystancja zastępcza związane z przeładowywaniem nieliniowej pojemności wyjściowej tranzystora MOSFET DOI:10.15199/48.2018.03.10

Czytaj za darmo! »

Ze względu na krótkie czasy przełączeń tranzystory MOSFET predysponowane są do zastosowań w wysokoczęstotliwościowych przekształtnikach energoelektronicznych. W falownikach rezonansowych pracujących w zakresie częstotliwości kilkunastu i kilkudziesięciu megaherców pojemności wyjściowe tranzystorów MOSFET nabierają szczególnie istotnego znaczenia. Ich wartości są bowiem niepomijalne dla zachodzących procesów rezonansowych a przepływające przez nie prądy są na poziomie prądów innych elementów obwodu głównego. Rezultatem dużej wartości prądu przepływającego przez pojemność wyjściową tranzystora MOSFET są straty mocy i jego dodatkowe nagrzewanie się. Problematyka dotycząca pojemności wyjściowej tranzystora MOSFET, w szczególności strat mocy i rezystancji zastępczej związanych z jej przeładowywaniem jest przedmiotem niniejszej pracy. Projektowanie i optymalizacja właściwości falowników rezonansowych z uwzględnieniem nieliniowej pojemności wyjściowej tranzystorów MOSFET przedstawiona została w kilku pracach, np. [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7] i [8]. W części z tych opracowań ([1], [5], [6], [7] i [8]) rozważano straty mocy związane z przeładowywaniem tej pojemności, przy czym jedynie w pracy [1] zaproponowano metodę wyznaczenia tych strat, natomiast w pozostałych pracach problematyka ta została pominięta. Karty katalogowe tranzystorów MOSFET nie podają żadnych informacji umożliwiających oszacowanie strat mocy towarzyszących przeładowywaniu ich pojemności wyjściowej. W ramach niniejszej pracy przedstawiono nową i efektywniejszą metodę wyznaczania strat mocy i rezystancji zastępczej tranzystora MOSFET w stanie wyłączenia - strat mocy i rezystancji związanych z przeładowywaniem nieliniowej pojemności wyjściowej. W porównaniu z metodą opisaną w pracy [1] zaproponowana metoda różni się umiejscowieniem w układzie pomiarowym tranzystora badanego, który pierwotnie przyłączony równolegle do tranzystora roboczego przeniesiony został d[...]

Metoda projektowania i właściwości rezonansowej kaskady cewek w zastosowaniu do bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej DOI:10.15199/48.2016.04.25

Czytaj za darmo! »

W artykule scharakteryzowano rezonansową kaskadę cewek sprzężonych magnetycznie przeznaczoną do bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej. Opracowany został macierzowy model kaskady bazujący na parametrach względnych, umożliwiający wyznaczenie jej właściwości. Następnie, wykorzystując przygotowany model, zaproponowano metodę projektowania tego typu kaskady. Metodę zilustrowano przykładem i pozytywnie zweryfikowano eksperymentalnie (10 płaskich cewek o średnicy zewnętrznej 14 cm, odległość przesyłu 45 cm, częstotliwość 100 kHz, moc wyjściowa 100 W, sprawność 85,5%). Zaprezentowano również metodę transformacji parametrów kaskady po stronie obciążenia lub zasilania. Abstract. The paper describes the resonant cascade of magnetically coupled coils designed for wireless electrical energy transfer. The matrix model of the cascade was formulated to determine its properties. The model is based on relative parameters. Then, applying the prepared model, the design method of such cascades was proposed. The method was illustrated by an example and positively verified experimentally (10 flat coils with outer diameter of 14 cm, transfer distance of 45 cm, frequency of 100 kHz, output power of 100 W, efficiency of 85,5%) The transformation method of cascade parameters on the load or supply side was also presented. (Design method and properties of the resonant cascade of coils for wireless electrical energy transfer application). Słowa kluczowe: bezprzewodowy przesył energii elektrycznej, obwody sprzężone magnetycznie, obwody rezonansowe. Keywords: wireless electrical energy transfer, magnetic coupled circuits, resonant circuits. Wstęp Pierwsze koncepcje i próby realizacji bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej sięgają końca XIX wieku. Jednak dopiero współcześnie układy do bezprzewodowego przesyłu energii znalazły liczne zastosowania praktyczne oraz stały się przedmiotem intensywnych badań. Są one stosowane do ciągłego zasilania lub okresoweg[...]

Metoda projektowania i właściwości wieloodbiornikowej kaskady cewek w zastosowaniu do bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej DOI:10.15199/48.2017.06.22

Czytaj za darmo! »

Wstęp Badania nad bezprzewodowym przesyłem energii elektrycznej sięgają XIX wieku. Ich prekursorem był serbski naukowiec Nikola Tesla. W 1891 roku, jako pierwszy, dokonał on udanej próby bezprzewodowego przesyłu energii na zasadzie indukcji elektrostatycznej [1]. Prowadzone od tego czasu badania pozwoliły na opracowanie i rozwój wielu metod bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej. Metody te ogólnie można podzielić na mechaniczne oraz elektromagnetyczne [2]. W pierwszym przypadku konieczne jest medium pośredniczące w przekazywaniu energii - np. [3], natomiast w drugim, niewymagającym medium, przesył energii może odbywać się m.in. za pośrednictwem pola magnetycznego [4] lub pola elektrycznego [5]. Współcześnie bezprzewodowy przesył energii elektrycznej realizowany jest najczęściej poprzez układ dwóch cewek sprzężonych magnetycznie. Tego typu rozwiązanie stosowane jest zarówno w urządzeniach codziennego użytku, jak również znajduje zastosowania przemysłowe oraz medyczne - np. bezprzerwowe zasilanie ruchomych urządzeń (manipulatorów [6]) lub okresowe doładowywanie zasobników energii telefonów [7], pojazdów elektrycznych [4] oraz implantów [8]. Zasadnicze ograniczenie stanowi tu wyraźny spadek efektywności przesyłu przy zwiększaniu względnej odległości pomiędzy cewkami - współczynnik sprzężenia magnetycznego zmniejsza się wykładniczo, pogorszając sprawność. Konieczne staje się wówczas zastosowanie dodatkowych cewek pośredniczących, co prowadzi do uzyskania tzw. rezonansowej kaskady cewek (rys. 1). Z kolei w przypadku zasilania kilku niezależnych odbiorników rezonansowa kaskada cewek przekształca się w tzw. wieloodbiornikową kaskadę cewek (rys. 2), stanowiącą przedmiot prezentowanych dalej rozważań. W artykule scharakteryzowano podstawowe właściwości kaskady cewek realizującej bezprzewodowy przesył energii elektrycznej jednocześnie do kilku odbiorników. Uwzględniając jej charakter wieloodbiornikowy, opracowano względn[...]

Analiza właściwości rezonansowych kaskad cewek ze względu na zwiększanie odległości przesyłu DOI:10.15199/48.2018.12.24

Czytaj za darmo! »

Bezprzewodowy przesył energii elektrycznej można zrealizować różnymi metodami [1]. Najczęściej w tym celu stosowane są dwie cewki sprzężone magnetycznie [2], [3] - układ dwucewkowy (rys. 1). Zwiększanie odległości pomiędzy cewkami, przy jednoczesnym zachowaniu ich średnic zewnętrznych, skutkuje gwałtownym zmniejszeniem współczynnika sprzężenia magnetycznego [4], co z kolei pogarsza sprawność energetyczną przesyłu. Poprawę sprawności uzyskuje się wprowadzając dodatkowe (pośredniczące) cewki sprzężone magnetycznie [5] - rezonansowa kaskada cewek (rys. 2). Rozwiązania tego typu mogą przykładowo zapewnić bezpieczną separację galwaniczną w zastosowaniach wysokonapięciowych. W artykule scharakteryzowano wybrane właściwości rezonansowych kaskad cewek. Zaproponowano metody zwiększania odległości przesyłu bez konieczności ponownego wyznaczania parametrów układu - bez powtarzania procesu optymalizacji. Metody te wykorzystują pierwotnie wyznaczone parametry tzw. kaskady bazowej, stanowiącej podstawę do wydłużenia toru przesyłu energii elektrycznej. W porównaniu z literaturą przedmiotu oryginalnymi wynikami prezentowanymi w artykule są charakterystyka wybranych właściwości rezonansowych kaskad cewek oraz bazujące na tych właściwościach metody zwiększania odległości bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej. Rezonansowa kaskada cewek Najprostsze układy bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej składają się z dwóch cewek rezonansowych sprzężonych magnetycznie (rys. 1). Cewka wejściowa Cewka wyjściowa C1 i1 u1 un in Cn Uout Cout E RLdc * * Źródło Falownik Prostownik Odbiornik Rys. 1. Rezonansowy układ dwucewkowy (DC/DC) Cewka wejściowa zasilana jest poprzez falownik ze źródła napięcia oraz przekazuje energię do sprzężonej z nią magnetycznie cewki wyjściowej, która połączona jest poprzez prostownik z odbiornikiem. Zasadniczym ograniczeniem układu dwucewkowego jest względnie mała odległość na jaką przesył energii może [...]

 Strona 1