- Tytuł:
- Analiza i badania wysokoczęstotliwościowych falowników klasy DE z tranzystorami MOSFET na bazie SiC i GaN.
- Doktorant:
- Krzysztof Przybyła
- Promotor:
- dr hab. inż. Marcin Kasprzak, prof. PŚ
- Promotor pomocniczy:
- dr inż. Marcin Zygmanowski
- Recenzenci:
- dr hab. inż. Jacek Rąbkowski, prof. PW - Politechnika Warszawska - recenzja
- dr hab. inż. Paweł Szcześniak - Uniwersytet Zielonogórski - recenzja
- Dziedzina nauk technicznych:
- Elektrotechnika
- Data obrony rozprawy:
- 12 września 2019 r.
- Data nadania stopnia:
- 12 września 2019 r.
- Streszczenie:
-
W ramach rozprawy doktorskiej badano możliwości zastosowania tranzystorów MOSFET na bazie węglika krzemu (SiC) i azotku galu (GaN) w wysokoczęstotliwościowym falowniku klasy DE. W Katedrze KENER prowadzone były badania nad falownikami klasy DE i E z pasma 13,56 MHz z tranzystorami Si MOSFET DE375-102N10A (1000 V/10 A) firmy IXYS. Sprawność energetyczna badanych falowników nie przekraczała 80%. W okresie prowadzenia tych badań wybór tranzystorów MOSFET na bazie SiC/GaN był ograniczony a parametry tych tranzystorów nie pozwalały na osiągnięcie częstotliwości kilkunastu MHz.
Motywacją do podjęcia badań był niewystarczający stan literatury na temat możliwości zastosowania tranzystorów MOSFET na bazie SiC i GaN w falownikach klasy DE wysokiej częstotliwości (f>10 MHz). Ponadto postęp technologiczny tranzystorów SiC i GaN umożliwił ich zastosowanie przy tak wysokiej częstotliwości.
Rozprawa składa się z trzech zasadniczych części. Część pierwsza (rozdz. 1-2) stanowi wprowadzenie do tematyki rozprawy, wstęp formalny (motywacja, cel rozprawy, zakres, założenia) i przegląd literatury. Część druga (rozdz. 3-6) zawiera podstawy teoretyczne, na podstawie których zaprojektowano i wykonano cztery wersje falowników klasy DE z tranzystorami MOSFET na bazie SiC (2 wersje) i GaN (2 wersje). W rozdziale szóstym znajduje się opis modelu komputerowego falownika klasy DE zaproponowany przez autora. W trzeciej części (rozdz. 7-9) zamieszczono wyniki badań laboratoryjnych wraz z opisem kolejnych wersji falowników i niezbędnych elementów składowych falownika, takich jak: układ sterowania, obwód dopasowania falownika do obciążenia, drajwer uniwersalny. Badania wykazały, że w przypadku falowników z tranzystorami GaN MOSFET możliwe jest uzyskanie sprawności energetycznej powyżej 90%. W rozdziale 8 zamieszczono wyniki obliczeń modelu komputerowego falownika. Rozdział 9 zawiera podsumowanie i propozycję dalszych badań.