Опыт разработки источника питания бортовой сети на перспективной элементной базе
В статье рассмотрены источники питания бортовой сети и вспомогательных электроприводов на примере вагонов метро. Развитие полупроводниковой техники, в частности появление приборов, в основе которых лежит применение карбида кремния (SiC), открывает перспективы создания источников питания нового поколения с улучшенными технико-экономическими показателями. Проведен обзор доступных на сегодня SiC приборов как в модульном исполнении, так и в дискретном корпусе. Ввиду высокой стоимости и ограниченного ассортимента модулей предпочтение отдано дискретным приборам в корпусе TO-247. По результатам оценки потерь в полупроводниках, компоновочного и теплового моделирования определено оптимальное схемное решение для поставленной задачи. В статье приведена оценка влияния параметров пассивных компонентов силового канала на потери в полупроводниковых приборах, по результатам которой удалось выбрать оптимальные величины индуктивностей LC-фильтров. Рассмотрен эффект от введения временного сдвига в управлении параллельно включенных преобразователей, построенных по одинаковой схеме. Дана количественная оценка действующего значения тока конденсаторов выходного фильтра без временных сдвигов в управлении и со сдвигом на четверть периода ШИМ. Приведены осциллограммы переходного процесса напряжения сток-исток силовых SiC транзисторов, полученные при испытаниях разработанного преобразователя при номинальной нагрузке. Дано описание конструкции контейнера преобразователя и краткое описание компоновочных решений. Анализ результатов проведенных испытаний макетного образца и сравнение с существующим прототипом показали, что КПД нового источника выше, а масса и габариты ниже.