Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"Aneta HAPKA"

Modelowanie efektów pasożytniczych w kondensatorach polimerowych DOI:10.12915/pe.2014.09.10

Czytaj za darmo! »

Artykuł poświęcono porównaniu nowych kondensatorów polimerowych, charakteryzujących się bardzo małymi rezystancjami ESR, z rozpowszechnionymi kondensatorami elektrolitycznymi aluminiowymi. Zaproponowano rzeczywiste modele dla elementów obu typów oraz oszacowano dokładność tych modeli. Przeprowadzono symulacje stanów przejściowych w typowym podukładzie aplikacji kondensatorów  przy założeniu ich idealności oraz przy uwzględnieniu występujących w nich efektów pasożytniczych. Abstract. In the paper a comparison of new polymer capacitors, characterized by a very small Equivalent Series Resistance (ESR), and of widespread aluminum capacitors is presented. Real and effecitve models are developed for components of both types, and the accuracy of these models is estimated. Simulations of transient states in a typical for capacitors application subsystem have been performed with their ideality assumed and, as well, with the parasitic effects taken into account. (Modelling of parasitic effects in polymer capacitors). Słowa kluczowe: kondensator polimerowy, rezystancja pasożytnicza, indukcyjność pasożytnicza, model rzeczywisty. Keywords: polymer capacitor, parasitic resistance, parasitic inductance, real model. doi:10.12915/pe.2014.09.10 Wprowadzenie W świetle wymogów stawianych nowoczesnym systemom elektronicznym, do jakości wykonania oraz dokładności modelowania komponentów pasywnych należy przywiązywać wagę przynajmniej tak dużą, jak ma to miejsce w przypadku podzespołów półprzewodnikowych. Jedną z intensywnie rozwijających się grup układów o działaniu opartym na magazynowaniu energii w elementach biernych są konwertery mocy, znajdujące zastosowanie jako urządzenia zasilające, kontrolujące gromadzenie energii, przetwarzające prąd przemienny na prąd stały i odwrotnie. Szczególnymi wymogami dotyczącymi doboru kondensatorów obarczone są układy zasilające umieszczane na płytach głównych komputerów, gdzie oprócz małej stratności, wymaga[...]

Wpływ temperatury na parametry elektryczne hybrydowych kondensatorów polimerowych DOI:10.15199/48.2015.09.15

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów wpływu temperatury na parametry wybranych typów kondensatorów elektrolitycznych, w tym nowych hybrydowych elementów polimerowych. Przeanalizowano zmiany pojemności, wartości elementów pasożytniczych oraz częstotliwości rezonansu własnego kondensatorów w funkcji temperatury. Abstract. In the paper, measurements of the influence of the temperature on polymer capacitors electrical parameters are presented. The changes of capacitance and parasitics, such as Equivalent Series Resistance and Equivalent Series Inductance, caused by the temperature changes are analyzed. (Influence of the temperature on electrical parameters of hybrid polymer capacitors). Słowa kluczowe: kondensatory polimerowe, elementy pasożytnicze, wpływ temperatury. Keywords: hybrid polymer capacitors, temperature-influenced electrical parameters. Wprowadzenie Komponenty pasywne odgrywają znaczącą rolę we współczesnych konwerterach mocy, a w rozwiązaniach konstrukcyjnych coraz częściej stosowane są kondensatory polimerowe, które ze względu na budowę dzieli się na cztery grupy. Pierwszą stanowią małe, warstwowe kondensatory z aluminiową katodą, w których funkcję elektrolitu pełni przewodzący polimer stały, do drugiej należą kondensatory zawijane ze stałym polimerem jako elektrolitem i aluminiowymi elektrodami o dużej powierzchni umożliwiającej uzyskanie wyższych napięć znamionowych oraz większych pojemności niż w przypadku elementów warstwowych, do trzeciej  kondensatory ze stałym elektrolitem polimerowym i elektrodą z tlenku tantalu, zaś czwartą, najintensywniej obecnie rozwijającą się grupą są kondensatory hybrydowe, w których katoda wykonana jest z aluminium, a na elektrolit składają się: polimer stały i ciekły związek boru, co umożliwia połączenie cech charakterystycznych dla elementów z elektrolitem stałym (mała rezystancja pasożytnicza ESR) i elektrolitem ciekłym (wysokie napięcie pracy, duże pojemności znamionowe[...]

Synteza transmitancji operatorowej bloku sterowania przetwornicą BUCK z kompensacją indukcyjności pasożytniczej kondensatora DOI:10.15199/48.2018.08.04

Czytaj za darmo! »

Rozwiązania konstrukcyjne i parametry użytkowe współczesnych konwerterów napięcia są systematycznie poprawiane. Do zadań konstruktorów należy między innymi dobór elementów składowych przekształtników mocy, rozpoznanie (poprzez precyzyjne pomiary) ich rzeczywistych parametrów i zaprojektowanie układów sterujących [1] - [3]. W rozważaniach teoretycznych poświęconych układom sterowania przetwornic dość często zakładana jest idealność elementów. Takie podejście znacząco upraszcza analizę, ale może być wykorzystywane tylko we wstępnej fazie projektowania - ze względu na pomijanie, często znaczącego, wpływu efektów pasożytniczych. W przypadkach, gdy uwzględniana jest nieidealność elementów, najczęściej wiązana jest ona ze stratami rezystancyjnymi, czyli dla przełączników - z wartością rezystancji w stanie przewodzenia, dla cewek i transformatorów - z oporem uzwojeń, zaś dla kondensatorów - z rezystancją ESR (equivalent series resistance) - powiązaną z doprowadzeniami, elektrodami oraz stratami w dielektryku [4] - [7]. Efekty pasożytnicze innych typów, takie jak pojemności międzyzwojowe w elementach indukcyjnych, czy pasożytnicze indukcyjności w kondensatorach uwzględniane są bardzo rzadko [8], [9]. Wpływ indukcyjności pasożytniczej kondensatorów na charakterystyki częstotliwościowe konwerterów mocy oraz na przejściowe przebiegi prądów i napięć w tych układach bez pętli sterowania pokazano w pracach [10], [11]. W niniejszym artykule skupiono się na jednym z etapów projektowania bloku sterowania - syntezie jego transmitancji operatorowej w dziedzinie s. Skupiono się na dwóch podstawowych kryteriach: zapewnieniu kompensacji wpływu ESL (equivalent series inductance) na przebiegi napięcia wyjściowego oraz na otrzymaniu transmitancji bardzo prostej do zaimplementowania w planowanej w kolejnym etapie realizacji cyfrowej. W rozdziale drugim tekstu pokazano wybrane modele bloku głównego przetwornicy typu BUCK oraz przedstawiono odpow[...]

Symulacja charakterystyk diod Schottky'ego z węglika krzemu z uwzględnieniem efektów termicznych

Czytaj za darmo! »

Diody Schottky’ego z węglika krzemu (SiC) stanowią obiecującą grupę elementów - ze względu na swoją szybkość działania, połączoną z dużymi wartościami napięć przebicia oraz potencjalnymi możliwościami pracy w szerokim zakresie temperatur. Ze względu na ostatnią z wymienionych cech, pożądane jest prawidłowe uwzględnienie efektów termicznych w symulacjach układów z tymi diodami. O jakości wyników symulacji w dużej mierze decyduje dobór parametrów w modelach elementów, co zostanie pokazane w niniejszej pracy. Proponuje się również model dla symulatorów obwodowych, umożliwiający uwzględnienie wpływu samonagrzewania na charakterystyki statyczne. W pracy omówiono standardowy opis diod Schottky’ego w programie PSPICE, podano przykładowe parametry modeli oraz charakteryst[...]

Influence of series resistance on thermally induced limitations of SiC Schottky diodes


  Silicon carbide electronic devices seem to be able to operate in very high temperature, and high power density regions, therefore the thermal limitations of those devices should be carefully analyzed. According to some mentions in the literature [1-3] the junction temperature limit for SiC devices may be surprisingly low - only 110°C for some set of parameters assumed. The main object of the investigations presented in this paper, is a SiC Schottky Barrier Diode (SBD), the most mature and widely applied SiC device. In studying the thermal limitations, the self-heating effect, resulting in the junction temperature rise over the ambient temperature, should be taken into account. In the high current region of operation (where the self-heating is important), the parasitic series resistance RS of a diode strongly influences the shape of its I-V characteristics and the value of dissipated power. The values of diode series resistance depend on the particulars of a manufacturing process. The purpose of this paper is to investigate the influence of series resistance value on the thermal limitations involved with the self-heating occurring in a diode. The calculations and theoretical analysis are supported by results of measurements. Parasitic series resistance of SiC SBD The voltage drop VD across a diode conducting forward current I consists of two terms: ideal M-S junction voltage VJ, and the voltage drop across a regions beyond junction including semiconductor layer, contacts between the different metal layers, internal and external wire connections etc. It is usually described as: (1) where RS is an equivalent series resistance of a diode. The resistance of the semiconductor layer is usually the main term of RS. For increasing current, the second term in Eqn (1) increases faster than the first term so, for sufficiently high currents, the dependence of VD on I is nearly linear. It should be pointed out, that in contrary to p-n [...]

Wpływ warunków pracy na charakterystyki statyczne diod MPS z węglika krzemu

Czytaj za darmo! »

W pracy omówiono wpływ warunków zasilania na charakterystyki prądowo-napięciowe diod Schottky’ego z węglika krzemu, z dodatkowym złączem PiN (Merged PiN Schottky). Zaprezentowano symulacje nieizotermicznych charakterystyk I-V przykładowej diody MPS, w których uwzględniono wpływ temperatury otoczenia na parametry krytyczne, takie jak prąd, moc oraz temperatura wnętrza, dla których element narażony jest na zniszczenie. W symulacjach uwzględniono wpływ temperatury otoczenia i wnętrza na rezystancję termiczną elementu. Abstract. In the paper, the influence of operation conditons, especially ambient temperature, on the nonisothermal current-voltage characteristics of the silicon carbide Merged PiN Schottky diodes is disscussed. The investigations are mainly devoted to the dangerous regions of the DC, I-V characteristics. The simulations of the nonisothermal characteristics, with the critical parameters such as current, power and junction temperature, depending on the ambient temperature are presented. Also, the influence of the ambient and junction temperature on the thermal resistance has been included. (The influence of the operation conditions on the DC characteristics of the silicon carbide MPS diodes). Słowa kluczowe: dioda Schottky’ego, rezystancja termiczna, charakterystyki statyczne, prąd krytyczny. Keywords: Schottky diode, thermal resistance, DC characteristics, critical current. Wprowadzenie Elementy z węglika krzemu zyskują coraz bardziej ugruntowaną pozycję na rynku przyrządów mocy. Ze względu na doskonałe właściwości materiałowe, takie jak szeroka przerwa energetyczna, wysoka przewodność cieplna, technologia SiC jest intensywnie rozwijana tak, aby możliwe było wykorzystanie możliwości pracy w bardzo szerokim zakresie temperatur oraz z dużymi gęstościami mocy [1, 2, 3]. Kilka typów elementów mocy z węglika krzemu, takich jak diody Schottky’ego (SBD - Schottky Barrier Diodes oraz MPS - Merged PiN Schottky’[...]

Symulacje PSPICE przetwornicy typu BUCK oparte na modelach uśrednionych DOI:10.15199/48.2016.09.29

Czytaj za darmo! »

Streszczenie. W artykule przedstawiono przykłady aplikacji modeli uśrednionych w symulacjach PSPICE impulsowych przetwornic napięcia. Zaprezentowano wyniki symulacji stanów przejściowych w przetwornicy typu BUCK oraz jej charakterystyk częstotliwościowych. Porównano wyniki otrzymane po zastosowaniu modelu kompletnego (para przełączników i generator PWM) oraz wielko- i małosygnałowych modeli uśrednionych. Abstract. The article presents examples of applications of averaged models in PSPICE simulations of power converters. The results of simulation of transients in the BUCK converter and its frequency characteristics are shown. A comparison of the results obtained for the complete model (a pair of switches and PWM generator) and large- and small-signal averaged models has been performed. (PSPICE simulations of BUCK converter, based on average models). Słowa kluczowe: przekształtniki mocy, przetwornica typu BUCK, modele uśrednione, PSPICE, symulacje stanów przejściowych, charakterystyki częstotliwościowe. Keywords: power converters, BUCK converter, average models, PSPICE, transient simulations, AC simulations. Wprowadzenie Istotnym elementem w procesie projektowania układów impulsowego przetwarzania mocy jest symulacja stanów przejściowych w dziedzinie czasu (ang. transient) oraz charakterystyk częstotliwościowych (analiza AC). Są to procesy wieloiteracyjne, polegające na eksperymentalnym doborze parametrów: w pierwszej kolejności bloku głównego, a następnie pętli sterowania. Opisy wymienionych bloków można realizować na wiele sposobów, w zależności od planowanego rodzaju sterowania (analogowego lub cyfrowego). Najdokładniejsze przebiegi czasowe uzyskuje się poprzez zastosowanie pełnych modeli bloków głównych zawierających przełączniki i układy sterowania. Ze względu na występowanie w tych modelach elementów pracujących z relatywnie wysokimi częstotliwościami (do kilku MHz), symulacje o nie oparte są czasochłonne i przeprowadza się je[...]

Symulacje stanów przejściowych wspomagające projektowanie bloku sterowania przetwornicy typu BUCK DOI:10.15199/48.2017.08.27

Czytaj za darmo! »

Symulacje stanów przejściowych w układach przekształtników mocy z zamkniętą pętlą sterowania są jednym z iteracyjnie powtarzanych etapów projektowania bloków sterowania, zarówno analogowych jak i cyfrowych. Zadaniem bloków sterowania jest śledzenie przebiegów wielkości otrzymywanych na wyjściu układu i korygowanie współczynnika wypełnienia przebiegów przełączających tak, aby zmiany obserwowane na wyjściu układu były możliwie najmniejsze. Etapem poprzedzającym w każdej iteracji symulacje stanów przejściowych jest synteza transmitancji "s" bloku sterowania [1, 2, 3] zapewniającej silne tłumienie wahań napięcia wyjściowego w szerokim zakresie częstotliwości oraz margines fazy [1] na tyle duży, aby w zamkniętej pętli sprzężenia nie występowały oscylacje. Wymienione etapy są powtarzane, dopóki nie zostaną spełnione kryteria projektowe. Gdy to nastąpi - na podstawie transmitancji bloku sterowania określa się jego postać układową - w przypadku sterowania analogowego, lub postać transmitancji "z" - w przypadku sterowania cyfrowego. Jeżeli na etapie syntezy stosuje się typowe podejście oparte na zastosowaniu liniowego, uśrednionego modelu małosygnałowego, etap ten obarczony jest niedokładnością. Zwiększenie precyzji doboru parametrów bloku sterowania można uzyskać na etapie symulacji stanów przejściowych - poprzez zastosowanie pełnych [4, 5, 6] lub uśrednionych [7, 8, 9] nieliniowych modeli wielkosygnałowych bloku głównego przekształtnika. Na podstawie obserwacji odpowiedzi układu z zamkniętą pętlą na skokową zmianę napięcia wejściowego, czy prądu w obciążeniu manipuluje się parametrami transmitancji pętli sterowania tak, aby zminimalizować czas trwania oscylacji na wyjściu układu oraz ich amplitudę. W niniejszej pracy skupiono się na doborze parametrów pętli sterowania dla przetwornicy BUCK, poprzez wielkosygnałowe symulacje stanów przejściowych. Omówiono metodę symulacji, w której wykorzystano półanalityczne, rekurencyjne alg[...]

Przejściowa impedancja termiczna diod Schottky’ego z węglika krzemu w szerokim zakresie temperatur

Czytaj za darmo! »

W pracy omówiono badania przejściowej impedancji termicznej diod Schottky’ego z węglika krzemu, w szerokim zakresie temperatur otoczenia. Scharakteryzowano parametry elektryczne węglika krzemu oraz wpływ temperatury na parametry decydujące o przebiegu przejściowej impedancji termicznej. Omówiono sposób pomiaru, oraz wyniki badań impedancji termicznej kilku typów diod Schottky’ego w zakresie temperatur otoczenia od 25°C do 300°C. Abstract. In the paper, the investigations of SiC Schottky diodes thermal characteristics in the wide range of ambient temperature are presented. The electrical parameters of silicon carbide are described and the temperature dependence of the thermal parameters of this material is outlined. The transient thermal impedance measurement results, obta[...]

Charakterystyki DC tranzystorów MOSFET SiC oraz Si pracujących w obszarze silnego przewodzenia, w szerokim zakresie temperatur


  Tranzystory MOSFET o wysokich wartościach napięć przebicia oraz dopuszczalnych prądów w kierunku przewodzenia są elementami bardzo atrakcyjnymi dla energoelektroniki. Umożliwiają realizację szybkiego kluczowania oraz mogą pracować z dużymi gęstościami mocy. Cechy te, w połączeniu z wytrzymałością na oddziaływanie wysokich temperatur stanowiłyby doskonałe rozwiązanie dla układów impulsowego przetwarzania mocy. Półprzewodnikiem, który charakteryzuje się możliwościami spełnienia tych wymogów jest węglik krzemu [1-5]. Niniejsza praca poświęcona jest badaniu właściwości tranzystorów MOSFET z węglika krzemu i z krzemu, pracujących w trybie włączenia, czyli w stanie silnego przewodzenia, przy maksymalnym wysterowaniu bramki. Przy takich warunkach zasilania, istotną rolę w kształtowaniu charakterystyk prądowo-napięciowych odgrywa efekt samonagrzewania, który jest również jedną z najistotniejszych przyczyn ograniczeń termicznych w elementach półprzewodnikowych. W pewnych okolicznościach samonagrzewanie może prowadzić do niebezpiecznego efektu thermal runaway, określanego również jako niestabilność termiczna, będąca konsekwencją dodatniego sprzężenia termicznego, gdy straty w elemencie półprzewodnikowym powodują wzrost temperatury powyżej maksymalnej wydajności systemu chłodzącego, a w konsekwencji - zniszczenie elementu. W szczególnym przypadku, efekt thermal-runaway występuje, gdy w wyniku samonagrzewania wzrasta rezystancja elementu, co z kolei prowadzi do zwiększenia wydzielania mocy i do jeszcze większego wzrostu temperatury. Taki model przyjęli autorzy prac [6-8], w których dla konkretnego elementu rezystancyjnego wykonanego z węglika krzemu, dokonano estymacji wartości temperatury wnętrza, przy której element ulegnie zniszczeniu. Jak wykazano w [9-11] na przykładzie diod Schottky’ego SiC, niebezpieczeństwo thermal runaway może wystąpić wyłącznie gdy element pracuje w warunkach zbliżonych do zasilania z idealnego źródła p[...]

 Strona 1  Następna strona »