Energoelektronika. Elementy, podzespoły, układy

Opis

Podręcznik, w odróżnieniu od innych dostępnych pozycji książkowych związanych tematycznie z energoelektroniką, jest poświęcony przede wszystkim elementom i podzespołom stosowanym do budowy urządzeń energoelektronicznych, które służą do przekształcania i sterowania energią elektryczną.
Przedstawiono w nim podstawowe właściwości materiałów i przyrządów półprzewodnikowych mocy, takich jak różne odmiany diod, tranzystorów i tyrystorów. Dużo miejsca poświęcono elementom magnetycznym, zwracając uwagę na specyficzne warunki pracy rdzeni i uzwojeń dławników i transformatorów, stosowanych w urządzeniach energoelektronicznych, w których wartości chwilowe napięć i prądów są zwykle odkształcone, a ich częstotliwości są zawarte w bardzo szerokim zakresie.
Trudnym warunkom pracy są także poddawane inne elementy zaprezentowane w podręczniku, takie jak kondensatory, rezystory i różnego rodzaju przyrządy przeciwprzepięciowe, w tym warystory i iskierniki. Omówiono reprezentatywne topologie przekształtników energoelektronicznych, kładąc nacisk na wymagania, jakie muszą spełniać elementy i podzespoły zarówno w odniesieniu do parametrów elektrycznych, jak i termicznych.

Zamieszczone w podręczniku wskazówki dotyczące wymaganych parametrów i zasad stosowania elementów i podzespołów energoelektronicznych mogą być przydatne zarówno studentom, jak i projektantom urządzeń energoelektronicznych.

Spis treści

Przedmowa

1. Wstęp

2. Przyrządy półprzewodnikowe
2.1. Podstawowe właściwości fizyczne półprzewodnikowych struktur złączowych
2.1.1 Właściwości fizyczne materiałów półprzewodnikowych
2.1.2. Złącze p-n
2.1.3. Złącze metal-półprzewodnik
2.1.4. Złącze energetyczne PiN
2.1.5. Wzajemne oddziaływanie złączy - bipolarny tranzystor złączowy (BJT)
2.1.6. Struktura trójzłączowa - tyrystor
2.1.7. Zjawisko polowe złączowe - złączowy tranzystor polowy JFET
2.1.8. Zjawisko polowe powierzchniowe - tranzystor z izolowaną bramką MOSFET
2.1.9. Nowe materiały półprzewodnikowe
2.1.10. Kierunki rozwoju półprzewodnikowych struktur łączników mocy
2.2. Diody
2.2.1. Charakterystyki i parametry statyczne diody PiN
2.2.2. Właściwości i parametry dynamiczne diody PiN
2.2.3. Diody specjalne krzemowe i z węglika krzemu
2.3. Bipolarne tranzystory złączowe (BJT)
2.3.1. Budowa, charakterystyki i parametry statyczne tranzystora bipolarnego
2.3.2. Właściwości dynamiczne tranzystora bipolarnego
2.3.3. Tranzystor bipolarny z węglika krzemu
2.4. Tyrystory
2.4.1. Tyrystor półsterowany
2.4.2. Tyrystor wyłączalny (GTO)
2.4.3. Tyrystor komutowany bramką (GCT)
2.4.4. Przyrządy pokrewne tyrystorowi
2.5. Polowe tranzystory mocy
2.5.1. Budowa i charakterystyki statyczne tranzystora MOSFET
2.5.2. Właściwości dynamiczne tranzystora MOSFET
2.5.3. Tranzystor polowy złączowy (JFET)
2.6. Tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT)
2.6.1. Budowa i charakterystyki statyczne
2.6.2. Właściwości dynamiczne
2.7. Metody zabezpieczania przyrządów półprzewodnikowych
2.7.1. Zabezpieczenia przed zwarciami
2.7.2. Zabezpieczenia przed przepięciami
2.7.3. Obwody odciążające tranzystory bipolarne i IGBT
2.7.4. Obwody odciążające tyrystory
2.8. Zjawiska cieplne w przyrządach półprzewodnikowych
2.8.1. Wiadomości wstępne
2.8.2. Wyznaczanie mocy strat w przyrządach półprzewodnikowych
2.8.3. Procesy chłodzenia wpływające na wartość rezystancji termicznej
2.8.4. Chłodzenie przyrządów półprzewodnikowych
2.8.5. Zjawiska cieplne w stanach nieustalonych

3. Elementy magnetyczne
3.1. Wprowadzenie
3.2. Obwody magnetyczne
3.2.1. Dławiki
3.2.2. Transformatory
3.3. Materiały magnetyczne
3.3.1. Charakterystyki magnesowania
3.3.2. Straty mocy w obwodach magnetycznych
3.3.3. Właściwości materiałów magnetycznych
3.4. Uzwojenia elementów magnetycznych
3.4.1. Zjawisko naskórkowości
3.4.2. Zjawisko przylegania i prądy wirowe
3.4.3. Rezystancja uzwojeń
3.4.4. Indukcyjność rozproszenia uzwojeń
3.4.5. Pojemność uzwojeń
3.5. Zjawiska cieplne w elementach magnetycznych
3.5.1. Przewodnictwo cieplne
3.5.2. Unoszenie (konwekcja) swobodne i wymuszone ciepła
3.5.3. Promieniowanie (radiacja) ciepła
3.5.4. Modele cieplne elementów magnetycznych
3.5.5. Uproszczone obliczenia cieplne elementów magnetycznych
3.5.6. Cieplne stany nieustalone elementów magnetycznych
3.6. Elementy magnetyczne małej częstotliwości
3.6.1. Transformatory jednofazowe małej mocy
3.6.2. Transformatory sieciowe przekształtników
3.6.3. Dławiki małej częstotliwości
3.7. Transformatory i dławiki średniej częstotliwości
3.7.1. Transformatory o podwyższonej częstotliwości
3.7.2. Transformatory przetwornic dwutaktowych
3.7.3. Transformatory impulsowe
3.7.4. Dławiki w obwodach o podwyższonej częstotliwości
3.7.5. Dławiki specjalne
3.7.6. Dławiki bezrdzeniowe (powietrzne)

4. Kondensatory
4.1. Wprowadzenie
4.2. Budowa i właściwości kondensatorów
4.2.1. Kondensatory niespolaryzowane
4.2.2. Kondensatory spolaryzowane
4.3. Superkondensatory

5. Inne elementy układów energoelektronicznych
5.1. Rezystory
5.2. Warystory
5.3. Odgromniki gazowe

6. Podstawowe przekształtniki energoelektroniczne
6.1. Przekształtniki sieciowe niesterowane i sterowane fazowo
6.1.1. Prostowniki i falowniki zależne
6.1.2. Przekształtniki podwójne (nawrotne, rewersyjne)
6.1.3. Bezpośrednie przemienniki częstotliwości
6.1.4. Tyrystorowe sterowniki i łączniki prądu przemiennego
6.2. Impulsowe przekształtniki prądu stałego
6.2.1. Przekształtniki bezpośrednie
6.2.2. Przekształtniki prądu stałego z pośredniczącymi obwodami transformatorowymi
6.2.3. Układy quasi-rezonansowe
6.3. Niezależne falowniki napięcia i prądu
6.3.1. Wprowadzenie
6.3.2. Falowniki napięcia
6.3.3. Falowniki prądu
6.3.4. Falowniki z wyjściowym obwodem rezonansowym
6.4. Przekształtniki sieciowe o sterowaniu impulsowym
6.4.1. Prostowniki z obwodem wyjściowym napięcia lub prądu stałego
6.4.2. Sterowniki impulsowe napięcia przemiennego
6.4.3. Przekształtniki matrycowe

Bibliografia

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie