|
|
Spínaný napájecí zdroj s planárním transformátorem
Pawlas, Andrzej ; Vorel, Pavel (oponent) ; Šebesta, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vývojem spínaného zdroje s planárním transformátorem. Zabývá se výběrem vhodného integrovaného obvodu spolu s topologií, zakoupením referenčního prototypu pro měření a hledání chyb vlastního zdroje. Dále návrhem a realizací planárního transformátoru a ve finále realizací, laděním a proměřením vlastního prototypu. Zdroj byl plně funkční a dosahoval předpokládaných parametrů.
|
|
|
Zvyšování účinnosti a optimalizace výkonových pulzních měničů
Martiš, Jan ; Dudrik,, Jaroslav (oponent) ; Peroutka,, Zdeněk (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou DC/DC měničů s transformátorem (spínaných zdrojů) velkého výkonu, s důrazem na zvyšování účinnosti a jejich optimalizaci. Hlavní zaměření práce je pak na použití měniče s blokující topologií pro oblast velkých výkonů, přestože bylo v oboru výkonové elektroniky doposud tradováno, že tato topologie pro velké výkony vhodná není. Tento typ měniče byl vybrán z důvodu potenciálně lepších dosažitelných parametrů, zejména účinnosti, v porovnání s propustným měničem – u blokujícího měniče vznikají ztráty pouze na jednom magnetickém prvku (transformátoru) oproti dvěma (transformátor a tlumivka) u propustného měniče. Oproti rezonančním a kvazirezonančním měničům je blokující měnič snadno regulovatelný v plném rozsahu výstupních veličin. Aby byl tento typ měniče výhodný i pro velké výkony, byly provedeny určité inovativní obvodové modifikace a použity moderní polovodičové i pasivní součástky. Teoretická část práce je věnována optimalizaci účinnosti blokujícího měniče, založené na analytickém řešení. Provozní parametry měniče - spínací frekvence a parametry transformátoru (sycení, počty závitů) jsou obvykle voleny odhadem nebo na základě zkušenosti. Účelem této části práce však je matematicky přesné určení těchto parametrů tak, aby pro dané vstupní parametry byly dosaženy nejnižší možné celkové ztráty měniče. V určitém případě bylo možné získat výsledné explicitní vztahy čistě analyticky, v ostatních případech bylo voleno řešení posledního kroku výpočtu pomocí software. Pro ověření navrhovaných řešení a postupů byl zkonstruován funkční vzorek spínaného zdroje s blokujícím měničem o výkonu 12 kW. Zastavěný prostor bez síťového filtru je pouze přibližně 33x33x16 cm. Jsou použity polovodiče (tranzistory MOS-FET a diody) na bázi karbidu křemíku. Po oživení bylo dosaženo účinnosti DC/DC měniče 96,8 % pro plný výkon. Pro velký rozsah výstupních veličin bylo dosaženo vysoké účinnosti. V práci je zahnuto i jisté porovnání s propustným měničem stejných parametrů. Nejen z hlediska účinnosti se blokující varianta jeví jako velmi perspektivní.
|
|
|
Laboratorní přípravek pro testování tranzistorů IGBT
Chvátlina, Pavel ; Vorel, Pavel (oponent) ; Patočka, Miroslav (vedoucí práce)
V této diplomové práci je popsána funkce a realizace laboratorního přípravku, určeného pro měření a vyhodnocování průběhů kolektorového proudu iC a napětí uCE během vypínacího a zapínacího děje výkonového tranzistoru IGBT. Vypínací a zapínací doby toff a ton se u současných výkonových tranzistorů IGBT pohybují řádově v desetinách až jednotkách s, takže snímání proudu iC a napětí uCE zde probíhá ve velmi krátkém čase. Měřicí obvod u tohoto přípravku funguje na principu krátkodobého vybíjení kondenzátorové baterie do zátěže induktivního charakteru přes měřený tranzistor. Díky tomu lze velice elegantním způsobem nahradit zdroj, jehož maximální výstupní výkon by se musel pohybovat v jednotkách MW. V závěrečné části této práce jsou popsány vlastnosti a návrh vysokofrekvenčního snímače s Rogowského cívkou, který je možné použít pro snímání průběhu kolektorového proudu během vypínací a zapínací doby měřeného tranzistoru IGBT. Průběhy proudu iC a napětí uCE lze vyhodnotit pomocí paměťového osciloskopu.
|
|
|
Budiče spínacích výkonových tranzistorů GaN MOSFET
Fiala, Zbyněk ; Pazdera, Ivo (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Práce popisuje postup při návrhu budicích obvodů pro GaN MOSFET tranzistory, které jsou známé především díky schopnosti rychlého spínání. V úvodu práce je nejprve rozebrána a popsána problematika GaN MOSFET tranzistorů a rovněž práce srovnává různé typy MOSFET tranzistorů z hlediska jejich elektrických i mechanických vlastností. Dále je zvolen konkrétní typ budicího obvodu, který byl vybrán v semestrální práci. K ověření činnosti tohoto budicího obvodu byl navržen spínaný zdroj s výstupním výkonem 600W a velikou pracovní frekvencí 800kHz jako pokusný měřící obvod, který byl po zkonstruování oživen, a bylo na něm provedeno kontrolní měření. Zachycené průběhy pomocí osciloskopu jsou následně okomentovány. Závěrem práce je zhodnocení nabytých poznatků o této nové technologii výkonových spínacích tranzistorů.
|
|
|
Comparison and Optimization of DC/DC Power Conversion Topologies Using GaN FET Technology for High Efficiency and Power Density Power Converters
Šír, Michal ; Drábek,, Pavel (oponent) ; Lettl, Jiří (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Focus of this thesis is the analysis of the current state of GaN semiconductor technology in power electronics and its application on DC/DC converter, optimized for high efficiency and high power density with the intention to use it in server and telecom applications. The theoretical part analyzes problems and challenges related to novel GaN technology, such as gate driving for various internal structures, layout optimization for cooling of minimized surface mount packages without constraining parasitic elements affecting switching performance. Precise losses calculation for totem-pole power factor correction converter using novel GaN technology is included. Results and ideas resulting from theoretical analysis of various problems are applied in the design of prototype and verified by series of measurements, proving the benefits of novel technology and its potential to impact power electronics applications around us. Deep description of current measurement technique with high bandwidth, control loop operation and its implementation in digital signal processor is included.
|
|
|
Trakční akumulátor Li-ion 28V/40Ah s vestavěnými ochrannými a ovládacími prvky
Kovář, Robert ; Pazdera, Ivo (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce je návrhem a konstrukčním řešením soustavy akumulátoru Li-Ion + inteligentní nabíječka. Soustava zahrnuje akumulátor sestavený z jednotlivých článků (v sério-paralelním řazení), ochranné a monitorovací elektronické obvody a nabíječku s regulačními obvody. Tyto regulační obvody nabíječky spolupracují s uvedenými monitorovacími obvody akumulátoru. Základem nabíječky je spínaný zdroj (jednočinný propustný měnič s transformátorem). Nabíječka umožňuje při zachování malých rozměrů dodat do zátěže (akumulátoru) poměrně vysoký výkon (až 20A při 28V tj. cca 560W). Použití DC/DC měniče jako základ nabíječky přináší i další výhody, jedná se zejména o vysokou účinnost a snadnou regulaci výstupního proudu.
|
|
|
Laboratorní zdroj řízený MCU
Požár, Marek ; Vorel, Pavel (oponent) ; Friedl, Martin (vedoucí práce)
Laboratorní zdroj je základní a téměř nezbytnou součástí každé moderní laboratoře elektrotechniky. Bez kvalitního laboratorního zdroje se při vývoji elektronických zařízení neobejdeme. Jeho hlavní funkce spočívá v dodání stejnosměrného stabilizovaného napětí a proudu. Nachází se v základních verzích bez plynulé regulace napětí a proudu, pouze s přepínáním předem daných napětí. Ovšem jsou tu i náročnější aplikace, kde je stabilizované napětí plynně regulováno a zobrazováno např. na LCD. Tato diplomová práce se zabývá návrhem propojení mikroprocesoru s obvody, které stabilizují a regulují výstupního napětí a výstupní proud laboratorního zdroje. Mikroprocesor ovládá pomocí D/A převodníku výkonové prvky, které zajišťují stabilizované napětí na výstupu s potřebným výkonem.
|
|
|
Měnič pro svařování stejnosměrným proudem
Siuda, Petr ; Vorel, Pavel (oponent) ; Patočka, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá obvodovým a konstrukčním návrhem výkonového měniče, který se bude využívat pro svařování stejnosměrným elektrickým obloukem. Samotný měnič je založen na principu dvou jednočinných propustných měničů, pracujících v protitaktu do společné zátěže. Měnič pracuje na frekvenci 60kHz a jeho výstupní proud lze regulovat od 0 – 100A. Svářečka je vybavena regulací na konstantní proud nebo výkon. Zařízení je napájeno z jednofázové sítě 230V.
|
|
|
Pistolová páječka s napájením z baterií Li-Ion
Bartoš, Miroslav ; Vorel, Pavel (oponent) ; Martiš, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem bateriově napájené páječky. Páječka bude umístěna v plastové krabičce z klasické transformátorové páječky. Nejprve je potřeba zjistit parametry původní páječky. Poté budou navrženy synchronní snižující měnič, řízení měniče, obvody BMS a rozmístění komponent v plastové krabičce. Bateriově napájená páječka byla úspěšně oživena a otestována, konečné parametry měniče jsou: napětí 0,4 V při proudu 80 A. Celkový výkon na pájecí smyčce je 32 W. Technicky se jedná o velice zajímavou alternativu ke klasické verzi páječky, kdy se může využívat při montážích či opravách ve špatně dostupných místech.
|
|
|
Bateriová oblouková svářečka
Hrdina, Adam ; Patočka, Miroslav (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací stejnosměrné obloukové svářečky napájené z vlastního akumulátoru. Články akumulátoru jsou typu LiFePO4, které jsou schopné dodávat vysoké proudy i při relativně malé kapacitě. K akumulátoru jsou též navrženy a zkonstruovány BMS obvody. Hlavní výkonovou částí svářečky je snižující DC/DC měnič se synchronně spínanými dolními tranzistory na místě nulové diody. Měnič pracuje na kmitočtu 100 kHz. Proud bateriové svářečky lze regulovat v rozsahu 0 až 120 A.
|
host ::
RSS.