dizertační práce

Spínané zdroje

Text práce 7.05 MB Teze 1.88 MB

Autor práce: Ing. Petr Španěl

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. Petr Procházka, Ph.D.

Oponenti: prof. Ing. Jiří Lettl, CSc., Ing. Petr Kadaník, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zabývá problematikou spínaných zdrojů na rezonančním principu spolu s dosažením vysoké účinnosti. V rámci práce je popsáno několik způsobů optimalizace spínaného zdroje pro dosažení vysoké účinnosti. Především to jsou spínací prvky nové generace založené na materiálu SiC a rezonanční topologie k dosažení významné minimalizace spínacích ztrát. Vybraná topologie sériového rezonančního měniče je dále detailně simulována a poté i prakticky realizována se zaměřením na vysokou účinnost. Hlavní náplň práce spočívá v návrhu a realizaci zdroje spolu s vybranými řídicími algoritmy a jejich srovnáním.
Při návrhu a realizaci zdroje jsou řešeny problémy spojené s použitím  nové generace SiC MOSFET tranzistorů v TO-247-4L pouzdře. Pro vyřešení této problematiky byl vyvinut budič speciálně pro SiC MOSFET 3. generace od firmy Cree, který je schopen pracovat se spínací frekvencí v řádech stovek kHz a odolávat přitom velmi vysokým strmostem napětí na ovládaných tranzistorech. Další důležitou součástí vyvinutého budiče je nastavitelná velmi rychlá nadproudová ochrana. Tato ochrana reaguje velmi rychle ve stovkách nanosekund a je schopná ochránit spínaný zdroj i v případě tvrdého zkratu ve větvi.
V rámci práce byl postaven a oživen funkční vzorek sériového rezonančního měniče. Tento spínaný zdroj je založen na třetí generaci SiC MOSFET tranzistorů od Cree v moderním pouzdře TO-247-4L, které výrazně překonává klasické pouzdro TO-247-3. Pro tento měnič bylo nutné vyvinout jak regulační schéma, tak sledování rezonanční frekvence pro využití rezonančního principu měniče na maximální možnou míru. Výsledkem práce je 3 kW měnič s regulovatelným výstupním napětím při zachování vysoké účinnosti 96%.

Klíčová slova:

Rezonance, rezonanční měnič, sériová rezonance, spínaný zdroj, vysoká účinnost, SiC MOSFET, TO-247-4L, sériový rezonanční měnič, spínání v nule proudu, 3. generace SiC

Termín obhajoby

10.9.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Ve své prezentaci doktorand seznámil komisi s výsledky své disertační práce, včetně vlastních přínosů. Prezentace byla srozumitelná s logickým uspořádáním jednotlivých částí. Následně školitel seznámil přítomné se svým hodnocením celého průběhu studia. Poté proběhla diskuse k dotazům a připomínkám oponentů. Ve veřejné diskusi vystoupili s dotazy/připomínkami k disertační práci prof. Lettl, prof. Aubrecht, doc. Toman. Záznam dotazů je přílohou protokolu. Všechny dotazy oponentů i v rámci veřejné diskuse byly doktorandem správně vypořádány. V neveřejné diskusi a po tajném hlasování komise konstatovala, že doktorand splnil podmínky par. 47 odst. 4 Zákona o vysokých školách č. 111/98 a lze mu tedy udělit titul doktor - Ph.D.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika a komunikační technologie (EKT-PK)

Studijní obor

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (PK-SEE)

Složení komise

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc. (předseda)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Toman, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D. (člen)
Ing. Josef Kadlec, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Lettl, CSc. - oponent (člen)
Ing. Petr Kadaník, Ph.D. - oponent (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Petr Procházka, Ph.D.

Téma dizertační práce (rezonanční měniče a jejich regulovatelnost, techniky měkkého spínání) je v olbasti výkonové eketroniky velmi aktuální.

Doktorand v posledním období nepůsobil na půde Ústavu výkonové elektrotechniky a elektroniky, přesto jsme stále byli v osobním kontaktu. Na dizertační práci systematicky a samostatně pracoval v rovině teoretické i praktické.  S odevzdanou dizertační prací jsem spokojen po odborné i formální stránce. Jádro práce bylo podle mého názoru rovněž na patřičné úrovni publikováno.

Práci proto jednoznačně doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta
prof. Ing. Jiří Lettl, CSc.

viz příloha pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 1.89 MB

Posudek oponenta
Ing. Petr Kadaník, Ph.D.

viz příloha pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 348.8 kB