Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів
Thermal management for power converters during normal operation and transient modes when electrical components are warmed up is an actual problem. This can be particularly important for converters with intermittent duty operation, e.g. power supplies for resistance welding. According to some researc...
Збережено в:
| Дата: | 2017 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.3.03 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| id |
oai:tkea.com.ua:article-197 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-1972025-05-30T19:29:31Z Adaptive electrothermal protection means for semiconductor converters. Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів Baraniuk, R. A. Todorenko, V. A. Bondarenko, O. F. differential equations system state electrothermal model transient processes power supply диференціальні рівняння стан системи електротеплова модель перехідні процеси джерело живлення Thermal management for power converters during normal operation and transient modes when electrical components are warmed up is an actual problem. This can be particularly important for converters with intermittent duty operation, e.g. power supplies for resistance welding. According to some research, nearly 60% of failures are temperature-induced, and for every 10°C temperature rise in operating environment the failure rate nearly doubles.In this paper, thermal motion of state equations eigenvalue is analysed. It is shown, that in semiconductor converters with an output smoothing filter it is appropriate to use thermal protection devices based on thermal normalisation of the converter filter and, while for cases when short circuits are possible it is appropriate to use a soft start system with thermal adaptation for soft start time factor.Based on these results, two systems of thermal protections operating for semiconductor power converters are introduced. Simulation of combined electromagnetic and thermal processes in buck converter operating with both thermal management systems in overlapping environments MATLAB/Simulink and PLECS showed the possibility to significantly reduce thermal shock on semiconductor components. Using the system of filter parameters normalisation decreases the temperature of the crystal from 210°C to 85°C, using the adaptive soft start system decreases the temperature from 180°C to 80°C. The simulation results are confirmed by tests on real devices. Запропоновано системи теплового захисту імпульсних напівпровідникових перетворювачів електроенергії. Показано, що в напівпровідникових перетворювачах з вихідним згладжувальним фільтром доцільно використовувати схемотехнічні засоби теплового захисту, дія яких базується на нормалізації параметрів згладжувального фільтра залежно від температури, а для випадків, коли достатньо вірогідними є короткі замикання, на адаптації сталої часу системи плавного запуску до зміни температури. Результати моделювання суміщених електромагнітних та теплових процесів у широтно-імпульсному перетворювачі знижувального типу із запропонованими системами теплового захисту в об'єднаному середовищі PLECS-MATLAB-Simulink показали можливість суттєвого зменшення теплового удару по кристалу транзистора. Результати підтверджено випробуваннями на реальних пристроях. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2017-06-17 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.3.03 10.15222/TKEA2017.3.03 Technology and design in electronic equipment; No. 3 (2017): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 3-11 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 3 (2017): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 3-11 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2017.3 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.3.03/176 Copyright (c) 2017 Baraniuk R. A., Todorenko V. A., Bondarenko O. F. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-05-30T19:29:31Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
диференціальні рівняння стан системи електротеплова модель перехідні процеси джерело живлення |
| spellingShingle |
диференціальні рівняння стан системи електротеплова модель перехідні процеси джерело живлення Baraniuk, R. A. Todorenko, V. A. Bondarenko, O. F. Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| topic_facet |
differential equations system state electrothermal model transient processes power supply диференціальні рівняння стан системи електротеплова модель перехідні процеси джерело живлення |
| format |
Article |
| author |
Baraniuk, R. A. Todorenko, V. A. Bondarenko, O. F. |
| author_facet |
Baraniuk, R. A. Todorenko, V. A. Bondarenko, O. F. |
| author_sort |
Baraniuk, R. A. |
| title |
Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| title_short |
Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| title_full |
Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| title_fullStr |
Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| title_full_unstemmed |
Адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| title_sort |
адаптивний електротепловий захист напівпровідникових перетворювачів |
| title_alt |
Adaptive electrothermal protection means for semiconductor converters. |
| description |
Thermal management for power converters during normal operation and transient modes when electrical components are warmed up is an actual problem. This can be particularly important for converters with intermittent duty operation, e.g. power supplies for resistance welding. According to some research, nearly 60% of failures are temperature-induced, and for every 10°C temperature rise in operating environment the failure rate nearly doubles.In this paper, thermal motion of state equations eigenvalue is analysed. It is shown, that in semiconductor converters with an output smoothing filter it is appropriate to use thermal protection devices based on thermal normalisation of the converter filter and, while for cases when short circuits are possible it is appropriate to use a soft start system with thermal adaptation for soft start time factor.Based on these results, two systems of thermal protections operating for semiconductor power converters are introduced. Simulation of combined electromagnetic and thermal processes in buck converter operating with both thermal management systems in overlapping environments MATLAB/Simulink and PLECS showed the possibility to significantly reduce thermal shock on semiconductor components. Using the system of filter parameters normalisation decreases the temperature of the crystal from 210°C to 85°C, using the adaptive soft start system decreases the temperature from 180°C to 80°C. The simulation results are confirmed by tests on real devices. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2017 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.3.03 |
| work_keys_str_mv |
AT baraniukra adaptiveelectrothermalprotectionmeansforsemiconductorconverters AT todorenkova adaptiveelectrothermalprotectionmeansforsemiconductorconverters AT bondarenkoof adaptiveelectrothermalprotectionmeansforsemiconductorconverters AT baraniukra adaptivnijelektroteplovijzahistnapívprovídnikovihperetvorûvačív AT todorenkova adaptivnijelektroteplovijzahistnapívprovídnikovihperetvorûvačív AT bondarenkoof adaptivnijelektroteplovijzahistnapívprovídnikovihperetvorûvačív |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:31Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:30:31Z |
| _version_ |
1850410222455095296 |