Ανάλυση και Σχεδίαση DC/DC Μετατροπέων Συντονισμού Απλής Ενεργής Γέφυρας

Abstract

Η διπλωματική αυτή εργασία πραγματεύεται τους μετατροπείς συντονισμού απλής ενεργής γέφυρας (SAB), εστιάζοντας στην ανάλυση και σχεδίασή τους και αναφέροντας ιδιότητες, πλεονεκτήματα και εφαρμογές τους. Αρχικά, γίνεται αναφορά στην ευρύτερη κατηγορία των μετασχηματιστών στερεάς κατάστασης (SSTs) και δίνονται οι ορισμοί, υποθέσεις και παραδοχές που θα χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια της εργασίας. Εν συνεχεία αναλύεται η δομή του SAB μετατροπέα συντονισμού στα διάφορα διακριτά στάδια του συνολικού κυκλώματός του, με εστίαση στην προσεγγιστική ανάλυση θεμελιώδους αρμονικής (FHA) των σημαντικότερων δικτύων συντονισμού. Έπειτα, στον κύριο όγκο της παρούσας μελέτης εξετάζονται διεξοδικά οι βασικότεροι μετατροπείς SAB, ο LC-σειράς και ο LLC, όπου γίνεται ανάλυση στο πεδίο του χρόνου (TDA) ανά λειτουργική περιοχή διαφορετικών συχνοτήτων και φορτίων του ενδιάμεσου σταδίου τους και μελετάται η η μεταγωγή των ημιαγωγικών διακοπτικών στοιχείων της ενεργής γέφυρας εισόδου στις αντίστοιχες περιοχές. Ύστερα, η εργασία ασχολείται με τον σχεδιασμό του LLC μετατροπέα ανά στάδιο και επικεντρώνεται στην μελέτη απωλειών των ημιαγωγικών διακοπτών (MOSFET, IGBT, και SiC-MOSFET) της ενεργής γέφυρας εισόδου. Τέλος, παρατίθενται τα συμπεράσματα εφ’ όλης της διπλωματικής μαζί με τη χρησιμότητα και εφαρμογές των πορισμάτων και αποτελεσμάτων της, καθώς και τις μελλοντικές μελέτες που μπορούν να γίνουν βασιζόμενες σε αυτή.