Kapcsolóüzemű teljesítmény-átalakító főáramköri tervezése PSPICE alapon

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Varjasi István
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Összefoglaló

Napjainkban a nem megújuló energiaforrások fokozatos kimerülése és az egyre növekvő energiaigény gyors megoldásokat követel a villamos energiaszektor mérnökeitől. A probléma megoldására két fő útvonal nyílik: energiafelhasználás csökkentés, vagy a megújuló energiaforrások növekvő ütemben történő felhasználása. Mindkét feladat korszerű teljesítmény-átalakítók felhasználásával oldható meg gazdaságosan. A teljesítmény-félvezetők fejlődésével a korábbi struktúrájú és működési elvű átalakítók egyre gyorsabban avulnak el, így a konverter gyártók közül csak az maradhat a piacon, aki a korszerű gyártástechnológia mellett hatékony fejlesztési kapacitással is rendelkezik.

Diplomamunkám során az első fejezetben kitértem a megújuló és nem megújuló energiaforrások típusaira, valamint felhasználási módjaikra. Fontos, hogy a teljesítmény-átalakító bemenetére jutó teljesítmény minél nagyobb része jusson el a fogyasztóhoz, azaz a hatásfok értékének növelése.

A következő fejezetben Boost-konverter topológiákkal foglalkoztam, ami gyakran megjelenik teljesítmény-átalakítókban, főként napelemes alkalmazásokban. Leírtam az általam eddig ismert és megvalósított hard switching megoldást, valamint megismerkedtem ugyanezen konverternek soft switching elven történő megvalósításával.

Az elméleti alapok áttekintése után következett a konkrét létező tranzisztorok és diódák modelljének szimulációs programban történő vizsgálata, elemzése. Bizonyos félvezető gyárak a gyártott termékekhez mellékelnek az interneten mindenki számára hozzáférhető, ingyenes pspice modelleket. Természetesen a vizsgálatok előtt mindig összevetettem a modell szimulációs programbeli működését az eszközök adatlapjában szereplő értékekkel. Célom egy gyors félvezetős Boost-konverternek a valóságot minél jobban megközelítő szimulációja volt.

Ennek érdekében felhasználtam egy, a szakdolgozatom során készített nyáktervet, amelyen a félvezetők gyors átkapcsolásainál jelentőssé váló parazitahatásokat vizsgáltam egy, a végeselem módszert alkalmazó szoftver segítségével.

Végezetül pedig ezekkel a kiszámolt parazita induktivitás értékekkel kiegészítve új szimulációt készítettem, majd összehasonlítottam a korábbi eredményekkel. Az eredményekből látszik a kommutációs hurok véges induktivitása, valamint ennek hatása, a feszültség túllövés.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.