Повышение эффективности моделирования схем силовой электроники на основеадаптивных алгоритмов численного интегрирования
Диссертация
Зарядных устройств емкостных накопителей энергии на базе мостовой схемы, мостовой схемы с индуктивно-емкостным преобразователем, схем однотактного и двухтактного преобразователей напряжения, обеспечивающих в системах резонансный подъем напряжения в 103 104 разисточников питания для индукционного нагрева металлов, выполненных на базе мостового инвертора частоты с обратным диодом, включенным… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Анализ проблемы моделирования схем силовой электроники
- 1. 1. Особенности проектирования схем силовой электроники
- 1. 2. Анализ существующих методов моделирования 22 схем силовой электроники
- 1. 3. Анализ систем моделирования и проектирования 33 электронных схем
- 1. 4. Цель и задачи работы
- Выводы и результаты главы
- Глава 2. Решение задачи устойчивости процесса моделирования 43 схем силовой электроники на основе разработки алгоритма адаптации численных методов интегрирования
- 2. 1. Оценка погрешности методов численного интегрирования
- 2. 2. Разработка алгоритма моделирования схем силовой 49 электроники на основе настройки численных методов интегрирования
- 2. 3. Тестирование алгоритма моделирования схем силовой 56 электроники на примере анализа схемы тиристорного двухполупериодного выпрямителя
- Выводы и результаты главы
- Глава 3. Разработка методики моделирования схем силовой электроники
- 3. 1. Методика анализа схем силовой электроники
- 3. 2. Алгоритм повышения быстродействия моделирования 73 схем силовой электроники
- 3. 3. Разработка и тестирование моделей элементов схем 81 силовой электроники
- 3. 3. 1. Модели диодов
- 3. 3. 2. Модели тиристоров
- 3. 3. 3. Модель высоковольтного высокочастотного 99 трансформатора с учетом межвитковых и межобмоточных емкостей
- 4. 1. Анализ электромагнитных процессов в схемах 111 источников питания на базе двухтактного преобразователя напряжения
- 4. 2. Подтверждение эффективности методики моделирования 123 схем силовой электроники с помощью САПР OrCAD на примере физической модели системы заряда емкостных накопителей энергии
- 4. 3. Анализ электромагнитных процессов в схеме источника 131 питания на базе мостового инвертора частоты с обратным диодом, включенным параллельно мосту для индукционного нагрева металлов
- 4. 4. Модели генераторов с переменной длительностью и 141 частотой следования выходных импульсов
Список литературы
- Государственный стандарт № 24 461−80 «Приборы полупроводниковые силовые. Методы измерений и испытаний». Введен 01.01.1982.
- Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств. Под ред. О. В. Алексеева, М.: Высшая школа, 2000.
- Аксаков А., Богомяков А., Ковалев Ф. Элементная база современной силовой электроники // Радиоэлектроника и управление. 2003. № 4−6.
- Аксенов А.И., Нефедов А. В. Отечественные полупроводниковые приборы. Справочное пособие. Издание 3. М.: Солон-Р, 2002. — 540 с.
- Архангельский А.Я., PSpice и Design Center, Часть1: Схемотехническое моделирование. Модели элементов. Макромоделирование, М.: МИФИ, 1996 г.
- Архангельский А.Я., PSpice и Design Center, Часть 2: Модели цифровых и аналого-цифровых устройств. Идентификация параметров моделей. Графические редакторы, М.: МИФИ, 1996 г.
- Афанасьев А.О., Кузнецова С. А., Наше решение проблемы // EDA Express, 2001, № 3-с. 19.
- Афанасьев А.О., Кузнецова С. А., Нестеренко А. В. Проектирование в OrCAD, Киев, Наука и техника, 2001.
- Болотовский Ю.И., Таназлы Г.И. PSpice-модвли силовых тиристоров // Межвузовский научный сборник «Электромеханика, электротехнические комплексы и системы», Уфа, 2002 г, с. 88−90
- Болотовский Ю.И., Таназлы Г. И. Имитационная модель «Быстродействующий тиристор ТБ143−630−14», Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 003 610 933, М.: 17 апреля 2003 г.
- Болотовский Ю.И., Таназлы Г. И. Имитационная модель «Тороидальный ферритовый сердечник TNM2000−32xl6x8», Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 004 611 837, М.:09 августа 2004 г.
- Болотовский Ю.И., Таназлы Г. И. Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 // Силовая Электроника. 2004. № 1 с. 90−95.
- Болотовский Ю.И., Таназлы Г. И. Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2. Часть 2 // Силовая Электроника. 2004. № 2.-с. 96−102.
- Болотовский Ю.И., Таназлы Г.И. OrCAD. Моделирование. «Поваренная» книга, М.: COJIOH-Пресс, 2005 200 с.
- Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. М.: Радио и связь, 1988 — 560 с.
- Вдовин С.С. Проектирование импульсных трансформаторов. Л.: Энергия, 1971.
- Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики и применение, М.: Додэка-ХХ1, 2001 380 с.
- Добрусин JI.A., Шитов В. А. Макромоделирование сложных преобразователей // Электро: электроэнергетика, электротехника, электротехническая промышленность. 2002. № 6. с. 9−15.
- Житников В.П., Шерыхалина Н. М., Ураков А. Р. Линейные некорректные задачи. Верификация численных результатов. Уфа, УГАТУ, 2002 г. -90 с.
- Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники. Издание 2., Новосибирск: Издательство НГТУ, 2003 г. 664 с.
- Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: Солон-Р, 2000. 736 с.
- Карлов Б., Есин Е. Современные преобразователи частоты. Методы управления и аппаратная реализация // Силовая электроника. 2004. № 1. -с. 50−54.
- Колпаков А. Конденсаторы ELECTRONICON для высоковольтных преобразовательных устройств // Компоненты и технологии. 2004. № 6. -с. 22−25.
- Колпаков А. Особенности проектирования частотных преобразователей средней и большой мощности // Электронные компоненты. 2003. № 6.
- Конструкция сердечника для индукционного нагрева и способ нагревания. Illinois Tool Works Inc.
- Максимов Д.А., Федотов Ю. А., Федосин С. А. Структура программы моделирования устройств силовой электроники «DIFUR» // Технические и естественные науки: пробл., теория, эксперим. 2002. № 2. с. 146−149.
- Марков В.Ю., Бобков В. А. Преобразовательная техника, поставляемая Российской электротехнической компанией для алюминиевых заводов // Промышленная энергетика. 1999. № 9.
- Патент 2 106 712 (РФ). Дроссель насыщения. В. А. Бобков, О.А. Неуй-мин. Опубл. в Б.И. 1998. № 7.
- Переверзев А.В., Василенко О. В., Шмалий С. Л. Экономичная макромодель мощного БПТ // Электротехника и электроэнергетика. 2002. № 1. — с. 12−15.
- Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ М.: Высшая школа, 1989 — 367 с.
- Петраков О., Серия статей в журнале «Схемотехника» за 2001 год.
- Петраков О., Создание аналоговых PSpice-моделей радиоэлементов, М.: Радиософт, 2002 г.
- Полищук А. Проблемы выбора ключевых транзисторов для преобразователей с жестким переключением. // Силовая электроника. 2004. № 2 — с. 22−25.
- Потапов Ю. Проектирование блоков питания с применением современных САПР // Электронные компоненты. 2002. № 6 с. 122−125.
- Разевиг В.Д. Среда проектирования OrCAD 9.2, М.: Солон-Р, 2001 -519 с.
- Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0, М.: Солон, 1999 700 с.
- Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования MicroCap V. -М.: Солон, 1997.
- Сбродов А. Тенденции развития и особенности применения преобразователей электрической энергии // Электронные компоненты. 2004. № 6. с. 64−67.
- Силовые полупроводниковые приборы. Пер. с англ. под ред. В. В. Токарева. Первое издание. Воронеж. 1995 662 с.
- Таназлы Г. И., Подсистема автоматизированного проектирования сложных динамических систем на основе структурных функций // Диссертация на соискание ученой степени магистра техники и технологии, Уфа, УГАТУ, 2002 г.
- Таназлы Г. И., Разработка среды визуального проектирования «Структурный синтез // Квалификационная работа на соискание ученой степени бакалавра техники и технологии, Уфа, УГАТУ, 2000 г.
- Тиховод С.М., Корнус Т. М. Программа для компьютерного моделирования электрических процессов в тиристорных цепях // Электротехника и электроэнергетика. 2002. № 1.-е. 54−62.
- Фидлер Дж. К., Найтингейл К. Машинное проектирование электронных схем, М.: Высшая школа, 1985 216 с.
- Флоренцев С. Силовая электроника начала тысячелетия // Электротехника. 2003. № 6.-с. 3−9.
- Флоренцев С. Силовые IGBT модули основа современного преобразовательного оборудования // Электронные компоненты. 2002. № 6.
- Херберт Д.Б. Моделирование источников шума с помощью программы Spice // Электроника. 1991. № 16. с. 68−69.
- Хрисанов В.И., Бржезинский Р. Анализ состояния и перспектив развития силовой электроники и электропривода // Электротехника. 2003. № 6.-е. 10−15.
- Черепанов В.П., Хрулев А. К. Тиристоры и их зарубежные аналоги. Справочник в 2 т. — М.: ИП Радиософт, 2003 г.
- Чуа Л.О., Ли Пен-Мин, Машинный анализ электронных схем. Алгоритмы и вычислительные методы, М.: Энергия, 1980 640 с.
- Энкарначчо Ж., Шлехтендаль Э. Автоматизированное проектирование: основные понятия и архитектура системы, М.: Радио и связь, 1986 -288 с.
- А.Е. Parker, Device Characterization and Circuit Design for High Performance Microwave Applications. IEE EEDMO'93, London, October 18, 1993.
- A.E. Parker, D.J. Skellern, Improved MESFET Characterization for Analog Circuit Design and Analysis // IEEE GaAs 1С Symposium Technical Digest, Miami Beach, October 4−7, 1992, pp. 225−228.
- A.J. McCamant, G.D. McCormack, D.H. Smith, An Improved GaAs MESFET Model for SPICE // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 38, no. 6, June 1990, pp. 822−824.
- A.R. Hefner, Jr., An Investigation of the Drive Circuit Requirements for the Power Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) // IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 6, No 2, April 1991, pp. 208−219.
- A.R. Hefner, Jr., INSTANT IGBT Network Simulation and Transient Analysis Tool // National Institute of Standards and Technology Special Publication SP 400−88, June 1992.
- A.R. Hefner, Jr., Modeling Buffer Layer IGBTs for Circuit Simulation // IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 10, No. 2, March 1995, pp. 111−123.
- A.S. Grove, Physics and Technology of Semiconductor Devices. John Wiley and Sons, Inc., 1967.
- A. Vladimirescu, S. Lui, The Simulation of MOS Integrated Circuits Using SPICE2 // Memorandum No. M80/7, February 1980.
- B.J. Sheu, D.L. Scharfetter, P.-K. Ко, M.C. Jeng, BSIM: Berkeley Short-Channel IGFET Model for MOS Transistors // IEEE Journal of Solid-State Circuits, SC-22, August 1987, pp. 558−566,
- D.C. Jiles, D.L. Atherton, Theory of ferromagnetic hysteresis // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 61,48, 1986.
- D.H. Smith, An Improved Model for GaAs MESFETs, Publication forthcoming (Copies available from TriQuint Semiconductors Corporation or OrCAD).
- G.M. Kull, L.W. Nagel, S.W. Lee, P. Lloyd, E.J. Prendergast, H.K. Dirks, A Unified Circuit Model for Bipolar Transistors Including Quasi-Saturation Effects // IEEE Transactions on Electron Devices, ED-32, 1985, pp. 11 031 113.
- G.T. Oziemkiewicz, Implementation and Development of the NIST IGBT Model in a SPICE-based Commercial Circuit Simulator // Engineer’s Thesis, University of Florida, December 1995.
- H. Shichman, D.A. Hodges, Modeling and simulation of insulated-gate field-effect transistor switching circuits // IEEE Journal of Solid-State Circuits, SC-3,285, September 1968.
- H. Statz, P. Newman, I.W. Smith, R.A. Pucel, H.A. Haus, GaAsFET Device and Circuit Simulation in SPICE // IEEE Transactions on Electron Devices, ED-34, 1987, pp. 160−169.
- Getreu, Modeling the Bipolar Transistor // Tektronix, Inc. part# 062−284 100.
- J.C. Bowers, N.A. Neinhaus, SPICE2 Computer Models for HEXFETs // Application Note 954A, reprinted in HEXFET Power MOSFET Databook, International Rectifier Corporation #HDB-3.
- J.H. Huangm Z.H. Liu, M.C. Jeng, K. Hui, M. Chan, P.K. Ко, С. Ни, BSIM3 Manual. Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Berkeley, CA 94 720.
- J.R. Pierret, A MOS Parameter Extraction Program for the BSIM Model // Memorandum No. M84/99 and M84/100, November 1984.
- P. Antognetti, G. Massobrio, Semiconductor Device Modeling with SPICE. McGraw-Hill, 1988.
- PSpice Application Notes, www.orcad.com
- PSpice Datasheet, www.orcad.com91 .PSpice Frequently Asked Question, www.orcad.com
- PSpice Library List, Cadence Design System, Inc. 678 p.
- PSpice Optimizer User’s Guide, Cadence Design System, Inc. 172 p.
- PSpice Quick Reference Guide, Cadence Design System, Inc. 10 p.
- PSpice Reference Guide, Cadence Design System, Inc. 360 p.
- PSpice Schematics. User’s Guide. Cadence Design System, Inc. 350 p.
- PSpice Tutorial, www.orcad.com
- PSpice User’s Guide. Cadence Design System, Inc. 600 p.
- P. Yang, B. Epler, P.K. Chatteijee, An Investigation of the Charge Conservation Problem for MOSFET Circuit Simulation // IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-18, No. 1, Februaiy 1983.
- Roychowdhury, Pederson Efficient Transient Simulation of Lossy Interconnect // Design Automation Conference, 1991.
- S.E. Sussman-Fort, S. Narasimhan, K. Marayam, A complete GaAs MESFET computer model for SPICE // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MMT-32, 1984, pp. 471−473.
- Tripathi, Rettig, A SPICE Model for Multiple Coupled Microstrips and Other Transmissions Lines // IEEE MTT-S Internal Microwave Symposium Digest, 1985.
- Using OrCAD Capture, wwav.orcad.com
- W.R. Curtice, A MESFET model for use in design of GaAs integrated circuits // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MMT-28,1980, pp. 448−456.