1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 172 — телекомунікації та радіотехніка
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/40019
Назва: Дослідження характеристик компактної імпульсної системи живлення
Інші назви: Research of the characteristics of a compact pulsed power supply system
Автори: Желихівський, Володимир Васильович
Zhelykhivskyj, Volodymyr
Приналежність: ТНТУ ім. І. Пулюя, факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії, кафедра радіотехнічних систем, м. Тернопіль, Україна
Бібліографічний опис: Желихівський В. В. Дослідження характеристик компактної імпульсної системи живлення : кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю „172 — телекомунікації та радіотехніка“ / В. В. Желихівський. — Тернопіль : ТНТУ, 2022. — 82 с.
Дата публікації: гру-2022
Дата подання: гру-2022
Дата внесення: 26-гру-2022
Видавництво: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: ТНТУ ім. І. Пулюя, факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії, кафедра радіотехнічних систем
Науковий керівник: Яськів, Володимир Іванович
Yaskiv, Volodymyr
Члени комітету: Тимків, Павло Олександрович
Tymkiv, Pavlo
УДК: 621.3:62-1
Теми: 172
телекомунікації та радіотехніка
синхронний понижуючий перетворювач
мікропроцесор
резонансний перетворювач з м'яким перемиканням
комутаційні втрати
synchronous down converter
microprocessor
resonant soft switching converter
switching losses
Короткий огляд (реферат): У цій роботі представлено модифіковану технологію низьковольтного високострумового модуля регулювання напруги (МРН) для персональних комп’ютерів і портативних пристроїв. Розроблений вдосконалений МРН має переваги перед звичайними в енергоефективності та надійності. Запропонований однофазний СПП з нульовою напругою (ПНН) моделюється за допомогою программного забезпечення з проектними вихідними значенями 3,3 В, 12 А та частоти перемикання 200 кГц. Пропонований перетворювач демонструє ефективність роботи в порівнянні зі звичайним перетворювачем. Крім того, резонансний допоміжний контур у ПНН, який проводить протягом короткого періоду часу, також позбавлений втрат на перемикання. Потім результати моделювання перевіряються експериментально шляхом розробки прототипу запропонованого перетворювача для частоти комутації 200 кГц. Завдяки цьому задовільний результат ПНН БСПП (багатоканальний синхронний понижуючий перетворювач) розроблений для комутації на виході 1,2 В, 90 А при 500 кГц. Змодельовані результати демонструють набагато кращу продуктивність, ніж звичайний БСПП. Методи ПНН використовуються переважно для перетворювачів великої потужності. У дисертації реалізовано підвищення ефективності ланцюгів малої потужності (таких як СПП) шляхом застосування технології ПНН.
In the work, modified technology of a low-voltage, high-current voltage regulation module (VRM) for personal computers and portable devices. The developed improved VRM has advantages over conventional ones in terms of energy efficiency and reliability. The proposed single-phase zero-voltage (ZVT) is modeled using software with design output values of 3.3 V, 12 A and a switching frequency of 200 kHz. The proposed converter demonstrates the efficiency of operation in comparison with the conventional converter. In addition, the resonant auxiliary circuit in the ZVT, which conducts for a short period of time, is also devoid of switching losses. The simulation results are then verified experimentally by developing a prototype of the proposed converter for a switching frequency of 200 kHz. Due to this, the satisfactory result of the ZVT MSBC (multiphase synchronous step-down converter) is designed for switching at an output of 1.2 V, 90 A at 500 kHz. The simulated results show a much better performance than the conventional MSBC. ZVT methods are mainly used for high-power converters. The dissertation implements the improvement of the efficiency of low-power circuits (such as SBC) by applying the ZVT technology.
Зміст: ВСТУП 10 ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ 12 РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 15 1.1 Високі бічні втрати 15 1.1.1 Втрати провідності 17 1.2 Малосторонні втрати 22 1.2.1 Втрати провідності 22 1.2.2 Втрати перемикання 22 1.3 Втрати драйвера затвору 23 1.4 Висновок до розділу 1 24 РОЗДІЛ 2. ОСНОВНА ЧАСТИНА 25 2.1 Запропонований перетворювач 25 2.2 Режим роботи 27 2.3 Процедура проектування перетворювача 34 2.4 Вибір пристроїв 37 2.4.1 Вибір MOSFET 37 2.4.2 Вибір котушки індуктивності та конденсатора 38 2.5 Висновок до розділу 2 39 РОЗДІЛ 3. НАУКОВО ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 40 3.1 Результати моделювання 40 3.2 Результати експерименту 47 3.3 Висновок до розділу 3 51 РОЗДІЛ 4. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 52 4.1 Принципова схема ПНН БСПП 52 4.2 Зауваження щодо дизайну 53 4.3 Результати моделювання 53 9 4.4 Висновок до розділу 4 57 РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 58 5.1 Забезпечення безпеки життєдіяльності підприємств радіотехнічної галузі у воєнний час 58 5.2 Проведення державного нагляду за охороною праці. Види та основні параметри проведення наглядних заходів. 65 5.3 Висновок до розділу 5 69 ВИСНОВКИ 70 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 72 ДОДАТКИ 78 Додаток А 79
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/40019
Власник авторського права: © Желихівський Володимир Васильович, 2022
Перелік літератури: R. Hiremane, “From Moore’s Law to Intel Innovation—Prediction to Reality,” Technology@Intel Magazine, April 2005.
B. Crepps, “Building the Multi Building the Multi-Core Future: Power Efficient Architecture,” Intel Developer Forum, August 2005.
Intel Corporation, “Platform 2015: Intel Processor and Platform Evolution for the Next Decade,” Intel White Paper, March 2005.
Y. Ren, “High Frequency, High Efficiency Two-Stage Approach for Future Microprocessors,” Ph.D. dissertation, Virginia Polytechnic Institute and State University, April 2005.
K. Yao, “High-Frequency and High-Performance МРН Design for the Next Generations of Processors,” Ph.D. dissertation, Virginia Polytechnic Institute and State University, April 2004.
Yaskiv V. Synchronous rectification in High-Frequency MagAmp Power Converters [Electronic resource] / Volodymyr Yaskiv, Anna Yaskiv, Oleg Yurchenko // Advanced Computer Information Technologies Proceedings of the International Conference Advanced Computer Information Technologies, Ceske Budejovice, Czech Republic, June 1-3, 2018. (ACIT 2018). — Ceske Budejovice, Czech Republic : CEUR, 2018. — Vol. 2300. — P. 128–131. — URL: http://ceurws. org/Vol-2300/
Y. Ren Y. K. Yao, M. Xu, F. C. Lee, “Analysis of the power delivery path from the 12 V РН to the microprocessor,” IEEE Transactions on Power Electronics, Nov. 2004, vol.19, no. 6, pp. 1507-1514.
Robert W. Erickson, Dragan Maksimovic, “Fundamentals of Power Electronics,” Springer Science Publication, Second Edition, 2005, pp. 73-74.
R. Miftakhutdinov, J. Zbib, “Synchronous Buck Converter with Increased Efficiency,” Twenty Second Annual IEEE Applied Power Electronics Conference, APEC 2007, Feb. 25 –Mar. 1, 2007, pp.714-748.
Weihong Qiu, S. Mercer, Zhixiang Liang, G. Miller, “Driver Deadtime Control and its Impact on System Stability of Synchronous Buck Voltage Regulator,” IEEE Transactions on Power Electronics, Jan. 2008, vol. 23, no. 1, pp. 163-171.
Q. Zhao, G. Stojcic, “Characterization of Cdv/dt induced power loss in synchronous buck DC-DC converters,” IEEE Transactions on Power Electronics, July 2007, vol. 22, no. 4, pp. 292 –297.
Ming Kong, Wei Yan, Wenhong Li, “Design of a Synchronous-Rectified Buck Bootstrap MOSFET Driver for Voltage Regulator Module,” 7th International Conference on ASIC, ASICON’07, 22 – 25 oct. 2007, pp. 974-977.
Li Liu, Yu Ma, Xiaogao Xie, Chen Zhao, Wei Yao, Zhaoming Qian, “A new resonant gate driver for low voltage synchronous buck converter based on topologies optimization,” Twenty-Third Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC 2008, 24 – 28 Feb. 2008, pp. 1067-1072.
S. Pan, P.K. Jain, “A New Resonant Gate Driver with Two Half Bridge Structures for Both Top Switch and Bottom Switch,” IEEE Power Electronics Specialists Conference, 17-21 June 2007, pp. 742 – 747.
Zhiliang Zhang, Zhihua Yang, Sheng Ye, Yan-Fei Liu, “Topology and Analysis of a New Resonant Gate Driver,” 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference, 18-22 June 2006, pp. 1 – 7.
A. Babazadeh and D. Maksimović, “Hybrid digital adaptive control for synchronous buck DC-DC converters,” IEEE Power Electronics Specialists Conference, 15-19 June 2008, pp. 1263 – 1269.
V. Yousefzadeh, A. Babazadeh, B. Ramachandran, E. Alarcón, L. Pao, D. Maksimovic, “Proximate Time-Optimal Digital Control for Synchronous Buck DC– DC Converters,” IEEE Transactions on Power Electronics, July 2008, vol. 23, no. 4, pp. 2018-2026.
A.R. Oliva, S.S. Ang, G.E. Bortolotto, “Digital control of a voltage-mode synchronous buck converter,” IEEE Transactions on Power Electronics, Jan. 2006, vol. 21, no. 1, pp. 157 – 163.
M. Castilla, L. Garcia de Vicuna, J.M. Guerrero, J. Matas, J. Miret, “Design of voltage-mode hysteretic controllers for synchronous buck converters supplying microprocessor loads,” IEE Proceedings on Electric Power Applications, Sept. 2005, vol. 152, no. 5, pp. 1171 –1178.
H. N. Nagaraja, A. Patra, D. Kastha, “Design optimization of coupled inductor multiphase synchronous buck converter,” Industrial Technology, 2005. ICIT 2005. IEEE International Conference on, 14-17 Dec. 2005 Page(s):744 – 749.
Liu Xue Chao, Zhang Bo, Zhao Liang, Hu Jin, “A new voltage regulator module with integrating coupled magnetic,” 31st Annual Conference of IEEE on Industrial Electronics Society, IECON 2005, 6-10 Nov. 2005, pp. 1-6.
B. Oraw, R. Ayyanar, “Small Signal Modeling and Control Design for New Extended Duty Ratio, Interleaved Multiphase Synchronous Buck Converter,” 28th Annual International Telecommunications Energy Conference, INTELEC '06, Sep. 2006, pp. 1-8.
Hong Mao, O. Abdel Rahman, I. Batarseh, “Zero-Voltage-Switching DC–DC Converters With Synchronous Rectifiers,” IEEE Transactions on Power Electronics, Jan. 2008, vol.23, no.1, pp. 369-378.
In-Hwan Oh, “A soft-switching synchronous buck converter for Zero Voltage Switching (КНН) in light and full load conditions,” Twenty-Third Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC 2008, 24-28 Feb. 2008, pp. 1460-1464.
The new methods of switch mode power supply designing for computer facilities / Volodymyr Yaskiv // International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications. IDAACS'2001. — Foros, Crimea, Ukraine, 2001. — P. 87–90.
Siyuan Zhou, G.A Rincon-Mora, “A high efficiency, soft switching DC-DC converter with adaptive current-ripple control for portable applications,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, April 2006, vol. 53, no. 4, pp. 319-323.
Yu-Lung Ke, Ying-Chun Chuang, Shao-Wei Huang, “Application of Buck Zero-Current-Switching Pulse-Width-Modulated Converter in Battery Chargers,” IEEE/IAS Industrial & Commercial Power Systems Technical Conference, ICPS 2007, 6-11 May 2007, pp.1-8.
Tsz Yin Man, P.K.T. Mok, Mansun Chan, “Analysis of Switching-Loss- Reduction Methods for MHz-Switching Buck Converters,” IEEE Conference on Electron Devices and Solid –State Circuits, EDSSC 2007, 20 - 22 Dec. 2007, pp. 1035-1038.
Toni Lopez, Reinhold Elferich, “Quantification of Power MOSFET Losses in a Synchronous Buck Converter,” Twenty Second Annual IEEE Applied Power Electronics Conference, APEC 2007, Feb. 25-March 1, 2007, pp. 1594 – 1600.
P-Channel MOSFET Optimized for Synchronous Buck Converter, Power Electronics Technology Magazine, Sep 1. 2003.
J. Zhang, X. Xie, X. Wu, G. Wu, Z. Qian, “A novel zero-current transition full bridge DC/DC converter,” IEEE Transaction on Power Electronics, Mar. 2006, vol. 21, no. 2, pp. 354–360.
Yaskiv V. Modular High-Frequency MagAmp DC-DC Power Converter / Volodymyr Yaskiv, Anatoliy Martseniuk, Anna Yaskiv, Oleg Yurchenko, Bohdan Yavorskyy // 2019 9th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT). — Ceske Budejovice, Czech Republic, 2019. — P. 213–216.
J. J. Jafar and B. G. Fernandes, “A New Quasi-Resonant DC-Link ШІМ Inverter Using Single Switch for Soft Switching,” IEEE Transactions on Power Electronics, Nov. 2002, vol. 17, no. 6, pp. 1010–1016.
Yaskiv V. Using of High-Frequency Magnetic Amplifier in Switch Mode DC Power Supplies / V. Yaskiv // 35th Annual IEEE Power Electronic Specialists Conference (PESC’04). — Aachen, Germany, 2004. — P. 1658–1662.
K. H. Liu and F. C. Y. Lee, “Zero-voltage switching technique in dc-dc converters,” IEEE Transaction on Power Electronics, Jul 1990, vol. 5, no. 3, pp. 293- 304.
Yuang-Shung Lee, Guo-Tian Cheng, “Quasi-Resonant Zero-Current-Switching Bidirectional Converter for Battery Equalization Applications,” IEEE Transactions on Power Electronics, Sep. 2006, vol. 21, no. 5, pp. 1213-1224.
Abu-Qahouq and I. Batarseh, “Unified steady-state analysis of soft switching DC-DC converters,” IEEE Transaction on Power Electronics, Sep. 2002, vol. 17, no. 5, pp. 684–691.
C.M. de Oliveira Stein, H.A. Grundling, H. Pinheiro, J.R. Pinheiro, H. L. Hey, “Zero-current and zero-voltage soft-transition commutation cell for ШІМ inverters,” IEEE Transaction on Power Electronics, March 2004, vol. 19, no. 2, pp. 396-403.
S. Kaewarsa, C. Prapanavarat, U. Yangyuen, “An improved zero-voltagetransition technique in a single-phase power factor correction circuit,” International Conference on Power System Technology, PowerCon 2004, 21-24 Nov. 2004, vol. 1, pp. 678 – 683.
M.L.Martins, J.L.Russi, H.L.Hey, “Zero-voltage transition PWM converters: a classification methodology,” IEE Proceedings on Electric Power Applications, March 2005, vol. 152, no. 2, pp. 323 – 334.
M.L. Martins, J.L. Russi, H. Pinheiro, J.R. Pinheiro, H.A. Grundling, H.L. Hey, “ Unified design for ПНН ШІМ converters with resonant auxiliary circuit,” IEE Proceedings on Electric Power Applications, May 2004, vol.151, no. 3, pp. 303- 312.
Yaskiv V. Synchronous Rectificier in High-Frequency 24V/15A MagAmp Power Converter / Volodymyr Yaskiv, Oleg Yurchenko, Anatoliy Martseniuk, Anna Yaskiv // 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). — Istanbul, Turkey, 2020. — P. 113–117.
T.W.Kim, H.S.Kim, H.W.Ahn, “An improved ПНН ШІМ boost converter,” IEEE 31st Annual Power Electronics Specialist Conference, PESC 2000, June 2000, pp.615-619.
Yaskiv V. Power factor correction as the right step towards a safer environment / A. Abramovitz, V. Yaskiv, K. Smedley // Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review). — 2013. — Vol. 89, no 3A. — P. 244–246.
N.Jain, P.Jain, and G.Joos, “Analysis of a zero voltage transition boost converter using a soft switching auxiliary circuit with reduced conduction losses,” IEEE 32nd Annual Power Electronics Specialist Conference, PESC 2001, 17-21 June 2001, vol. 4, pp. 1799-1804.
G. Moschopoulos, P.Jain, G.Joos, and Y.F.Liu, “Zero voltage switched ШІМ boost converter with an energy feedforward auxiliary circuit,” IEEE Transanction on Power Electronics, Jul.1999, vol.14, no.4, pp.653-662.
Method of inclusion on parallel operation of high-frequency inverters / Volodymyr Yaskiv, Olexandr Gurnik // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science. The International Conference TCSET’2002. — Lviv-Slavsk, Ukraine, 2002. — P. 186.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:172 — телекомунікації та радіотехніка

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Авторська_довідка_Желихівський_В_В_.doc50,5 kBMicrosoft WordПереглянути/відкрити
Желихівський_В_В_РРм_61_диплом.pdf4,62 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити
Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора