Leistungselektronik für Bachelors: Grundlagen und praktische Anwendungen
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2020]
|
Ausgabe: | 4., aktualisierte und erweiterte Auflage |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | 414 Seiten Illustrationen, Diagramme |
ISBN: | 9783446463172 3446463178 |
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adam_text | INHALT
EINFUEHRUNG
IN
DIE
LEISTUNGSELEKTRONIK
.....................................
13
1.1
GRUNDLAGEN
...................
13
1.2
EIGENSCHAFTEN
DES
SCHALTBETRIEBS
............................................................
15
1.2.1
GLEICH-,
WECHSEL-,
MISCHGROESSEN
..................................................
16
1.2.2
ARITHMETISCHER
MITTELWERT
..........................................................
17
1.2.3
EFFEKTIVWERT
.................................................................................
19
1.2.4
GESAMTEFFEKTIVWERT,
KLIRRFAKTOR,
FORMFAKTOR
UND
WELLIGKEIT
.....
22
1.2.5
UEBERSCHLAEGIGE
BERECHNUNG
BEI
EINFACHEN
KURVENVERLAEUFEN
......
24
1.3
LEISTUNGSBILANZ
BEI
STROMRICHTERN
..........................................................
29
1.3.1
LEISTUNGSFAKTOR
BEI
SINUSFOERMIGEN
GROESSEN
................................
29
1.3.2
FOURIER-ANALYSE
..........................................................................
31
1.3.3
BLINDLEISTUNG
BEI
STROMRICHTERN
.................................................
32
1.4
BETRIEBSQUADRANTEN
..................................................................................
38
1.5
LOESUNGEN
..................................................................................................
39
LEISTUNGSHALBLEITER
....................................................................
44
2.1
GRUNDLAGEN
DER
HALBLEITERPHYSIK
............................................................
44
2.1.1
EIGENLEITFAEHIGKEIT
........................................................................
47
2.1.2
DOTIERUNG
....................................................................................
48
2.1.3
FELD-
UND
DIFFUSIONSSTROM
..........................................................
50
2.1.4
KOMBINATION
VON
P-
UND
N-DOTIERTEN
HALBLEITERN
ZUM
PN-UEBERGANG
...............................................................................
50
2.1.4.1
RAUMLADUNGSZONE
BEIM
STROMLOSEN
PN-UEBERGANG
....
51
2.1.4.2
RAUMLADUNGSZONE
BEIM
PN-UEBERGANG
IN
DURCHLASSRICHTUNG
......................................................
53
2.1.4.3
RAUMLADUNGSZONE
BEIM
PN-UEBERGANG
IN
SPERRRICHTUNG
.............................................................
54
2.1.5
PIN-UEBERGANG
.............................................................................
54
2.2
NEUE
HALBLEITERMATERIALIEN
......................................................................
56
2.2.1
HALBLEITER
MIT
GROSSEM
BANDABSTAND
............................................
56
2.2.2
ANWENDUNGSGEBIETE
...................................................................
57
2.3
VERGLEICH
VON
IDEALEN
UND
REALEN
SCHALTERN
...........................................
58
2.4
DIODE
........................................................................................................
62
2.5
THYRISTOR
...................................................................................................
65
8
INHALT
2.6
TRANSISTOREN
..............................................................................................
68
2.6.1
MOSFET
(UNIPOLAR-TRANSISTOR)
....................................................
68
2.6.2
BIPOLAR-TRANSISTOR
.......................................................................
73
2.6.3
IGBT
.............................................................................................
74
2.6.4
PARASITAERE
ELEMENTE
....................................................................
80
2.6.5
SCHALTVERHALTEN
............................................................................
84
2.6.6
LATCH-UP
......................................................................................
88
2.6.7
ERSATZSCHALTBILD
...........................................................................
88
2.6.8
GEMEINSAMKEITEN
VON
TRANSISTOREN
...........................................
89
2.7
GAN-TRANSISTOREN
......................................................................................
92
2.8
ABSCHALTBARE
THYRISTOREN
.........................................................................
95
2.8.1
GATE-TURN-OFF-THYRISTOR
(GTO)
....................................................
95
2.8.2
INTEGRATED-GATE-COMMUTATED-THYRISTOR
(IGCT)
..........................
96
2.9
SCHUTZ
VON
LEISTUNGSHALBLEITERN
..............................................................
96
2.9.1
SPANNUNGSBELASTBARKEIT
.............................................................
97
2.9.2
UEBERSPANNUNGSSCHUTZ
................................................................
98
2.9.3
SCHUTZ
GEGEN
UEBERSTROM
UND
KURZSCHLUSS
.................................
103
2.9.4
EIN-
UND
AUSSCHALTENTLASTUNG
BEI
TRANSISTOREN
.........................
104
2.10
ERWAERMUNG
UND
KUEHLUNG
VON
LEISTUNGSHALBLEITERN
...............................
107
2.10.1
DURCHLASSVERLUSTE
BEI
THYRISTOREN
UND
DIODEN
.........................
108
2.10.2
VERLUSTE
BEI
TRANSISTOREN
............................................................
110
2.10.2.1
DURCHLASSVERLUSTE
........................................................
110
2.10.2.2
SCHALTVERLUSTE
..............................................................
112
2.10.3
WAERMETRANSPORT
UND
AUSLEGUNG
DER
KUEHLUNG
..........................
113
2.11
DATENBLATTANGABEN
FUER
DIODEN
UND
TRANSISTOREN
....................................
119
2.11.1
VERWENDETE
KURZZEICHEN
UND
INDIZES
IN
DATENBLAETTERN
.............
119
2.11.2
ANGABE
VON
KENNDATEN
UND
GRENZWERTEN
..................................
121
2.11.3
GLEICHRICHTERDIODEN
....................................................................
122
2.11.3.1
GRENZWERTE
(ABSOLUTE
MAXIMUM
RATINGS)
..................
122
2.11.3.2
KENNDATEN
(CHARACTERISTICS)
.......................................
124
2.11.4
THYRISTOREN
..................................................................................
125
2.11.4.1
GRENZWERTE
..................................................................
126
2.11.4.2
KENNDATEN
...................................................................
126
2.11.5
TRANSISTORMODULE
.........................................................................
128
2.11.5.1
GRENZWERTE
FUER
TRANSISTOR-MODULE
.............................
129
2.11.5.2
KENNDATEN
...................................................................
130
2.12
LOESUNGEN
..................................................................................................
134
Q
STROMRICHTERSCHALTUNGEN
MIT
DIODEN
UND
THYRISTOREN
....... .
139
3.1
EINPULS-GLEICHRICHTER
ML
.........................................................................
139
3.1.1
AUFBAU
DER
SCHALTUNG
.................................................................
139
3.1.2
FUNKTIONSWEISE
DER
UNGESTEUERTEN
MIU-SCHALTUNG
..................
140
3.1.3
FUNKTIONSWEISE
DER GESTEUERTEN
MIC-SCHALTUNG
.......................
142
3.2
ZWEIPHASIGE
MITTELPUNKTSCHALTUNG
M2
...................................................
145
3.2.1
AUFBAU
UND
FUNKTIONSWEISE
......................................................
145
3.2.2
STROMGLAETTUNG
.............................................................................
149
3.2.3
STEUERGESETZ
IM
NICHT
LUECKENDEN
BETRIEB
...................................
153
INHALT
9
3.3
DREIPHASIGE
MITTELPUNKTSCHALTUNG
M3
....................................................
154
3.3.1
M3-SCHALTUNG
BEI
OHMSCHER
LAST
...............................................
154
3.3.1.1
STEUERGESETZ
IM
NICHT
KICKENDEN
BETRIEB
...................
160
3.3.1.2
STEUERGESETZ
IM
LUECKBETRIEB
......................................
161
3.3.2
M3-SCHALTUNG
BEI
IDEALER
GLAETTUNG
.............................................
162
3.3.3
GLAETTUNGSDROSSEL
.........................................................................
166
3.3.4
WECHSELRICHTERBETRIEB
................................................................
168
3.3.5
AUSWIRKUNG
UND
BERECHNUNG
DER
KOMMUTIERUNG
.....................
170
3.3.5.1
KOMMUTIERUNG
BEI
NETZGEFUEHRTEN
STROMRICHTERN
......
170
3.3.5.2
AUSWIRKUNG
DER
UEBERLAPPUNG
....................................
174
3.3.5.3
WECHSELRICHTERGRENZE
.................................................
177
3.3.5.4
GLEICHSPANNUNGSERSATZSCHALTBILD
FUER
MITTELWERTE
.....
178
3.3.6
MITTELPUNKTSCHALTUNGEN
MIT
VERBUNDENEN
ANODEN
...................
180
3.3.7
NETZSTROEME
UND
TRANSFORMATORBAULEISTUNG
...............................
182
3.4
BRUECKENSCHALTUNGEN
NETZGEFUEHRTER
STROMRICHTER
............
184
3.4.1
VOLLGESTEUERTE
DREHSTROMBRUECKENSCHALTUNG
B6C
.......................
185
3.4.2
BRUECKENSCHALTUNG
B2C
...............................................................
189
3.5
UMKEHRSTROMRICHTER
................................................................................
192
3.6
LOESUNGEN
..................................................................................................
195
Q
GLEICHSTROMSTELLER
......................................................................
203
4.1
EINFUEHRUNG
...............................................................................................
203
4.2
TIEFSETZSTELLER
...........................................................................................
206
4.2.1
GRUNDSCHALTUNG
..........................................................................
206
4.2.2
REALER
TIEFSETZSTELLER
..................................................................
208
4.2.3
DIMENSIONIERUNG
DES
LC-FILTERS
.................................................
209
4.2.4
STROMWELLIGKEIT
..........................................................................
210
4.2.5
BETRIEB
MIT
KICKENDEM
STROM
.....................................................
214
4.3
HOCHSETZSTELLER
.........................................................................................
219
4.3.1
GRUNDLEGENDE
ARBEITSWEISE
.......................................................
219
4.3.2
BETRIEB
MIT
KICKENDEM
STROM
.....................................................
223
4.4
MEHRQUADRANTENSTEILER
............................................................................
224
4.4.1
ZWEIQUADRANTENSTEILER
MIT
STROMUMKEHR
..................................
225
4.4.2
ZWEIQUADRANTENSTEILER
MIT
SPANNUNGSUMKEHR
.........................
227
4.5
VOLLBRUECKE
................................................................................................
233
4.5.1
ALLGEMEINE
EINFUEHRUNG
..............................................................
234
4.5.2
PULSWEITENMODULATION
................................................................
237
4.5.2.1
PULSWEITENMODULATION
MIT
ZWEI
SPANNUNGSNIVEAUS
(PWM2)........................................................................
238
4.5.2.2
PWM
MIT
DREI
SPANNUNGSNIVEAUS
(PWM3)
...............
241
4.6
ANSTEUERSCHALTUNGEN
FUER
MOS-TRANSISTOREN
...........................................
251
4.6.1
GRUNDLAGEN
..........................................................................
251
4.6.2
CMOS-GATTER...............................................................................
253
4.6.3
GEGENTAKTSTUFE
...........................................................................
254
4.6.4
BESCHLEUNIGTES
ABSCHALTEN
.........................................................
254
4.6.5
TREIBER-ICS
..................................................................................
255
4.6.6
POTENZIALFREIE
ANSTEUERUNG
MIT
IMPULSUEBERTRAGER
....................
256
4.7
LOESUNGEN
..........................................................................................
260
10
INHALT
B
UMRICHTER
MIT
GLEICHSPANNUNGS-ZWISCHENKREIS
.......................
272
5.1
EINFUEHRUNG
................................................................................................
272
5.2
EINPHASIGE
SPANNUNGSEINPRAEGENDE
WECHSELRICHTER
................................
275
5.2.1
HALBBRUECKE
MIT
GRUNDFREQUENZTAKTUNG
....................................
275
5.2.2
VIERQUADRANTENSTEILER
MIT
GRUNDFREQUENZTAKTUNG
....................
278
5.2.3
STEUERVERFAHREN
ZUR
VERSTELLUNG
VON
FREQUENZ
UND
AMPLITUDE
.
281
5.2.3.1
PULSAMPLITUDENMODULATION
.........................................
281
5.2.3.2
VIERQUADRANTENSTELLER
MIT
UNTERSCHWINGUNGSVERFAHREN
......................................
281
5.2.4
ANWENDUNGEN
.............................................................................
293
5.3
DREIPHASIGER
SPANNUNGSEINPRAEGENDER
WECHSELRICHTER
...........................
293
5.3.1
GRUNDLEGENDER
AUFBAU
UND
STEUERVERFAHREN
............................
293
5.3.1.1
GRUNDFREQUENZTAKTUNG
.................................................
294
5.3.1.2
UNTERSCHWINGUNGSVERFAHREN
........................................
302
5.3.1.3
RAUMZEIGERMODULATION
...............................................
309
5.3.1.4
WEITERE
STEUERVERFAHREN
..............................................
316
5.3.1.5
FLATTOP-VERFAHREN
..........................................................
318
5.3.2
ERGAENZENDE
KOMPONENTEN
..........................................................
319
5.4
EINSATZGEBIETE
UND
ANWENDUNGEN
...........................................................
320
5.4.1
ELEKTRONISCHE
ANTRIEBSTECHNIK
...................................................
321
5.4.2
NETZEINSPEISUNG
REGENERATIV
ERZEUGTER
ENERGIEN
......................
322
5.5
LOESUNGEN
..................................................................................................
324
Q
MEHRPUNKT-WECHSELRICHTER
........................................................
329
6.1
GRUNDLAGEN
UND
SCHALTUNGSVARIANTEN
.....................................................
329
6.2
DREIPUNKT-WECHSELRICHTER
........................................................................
333
6.2.1
EINPHASIGER
DREIPUNKT-HALBBRUECKEN-WECHSELRICHTER
................
334
6.2.1.1
PULSWEITENMODULATION
DER
DREIPUNKT-HALBBRUECKE
.....
338
6.2.1.2
STEUERGESETZ
UND
AUSGANGSSPANNUNG
........................
342
6.2.1.3
SPANNUNGS-
UND
STROMVERLAEUFE
BEI
DER
PWM
...............
342
6.2.1.4
BEDEUTUNG
DER
KLEMMDIODEN
.....................................
343
6.2.2
DREIPHASIGER
DREIPUNKT-WECHSELRICHTER
....................................
344
6.2.2.1
SCHALTZUSTAENDE
UND
AUSGANGSSPANNUNGEN
................
345
6.2.2.2
SPANNUNGSRAUMZEIGER
................................................
349
6.2.2.3
MODULATIONSVERFAHREN
UND
STEUERGESETZ
....................
353
6.2.2.4
AUSWIRKUNG
VON
VERRIEGELUNGSZEITEN
AUF
DIE
AUSGANGSSPANNUNG
.....................................................
354
6.3
LOESUNGEN
..................................................................................................
358
Q
RESONANTES
SCHALTEN
..................................................................
363
7.1
MOTIVATION
................................................................................................
363
7.2
GRUNDLEGENDE
ANALYSE
VON
LC-KREISEN
...................................................
366
7.3
GRUNDSTRUKTUREN
FUER
WEICHES
SCHALTEN
...................................................
375
7.4
TIEFSETZSTELLER
MIT
ZCS
.............................................................................
379
7.5
TIEFSETZSTELLER
MIT
ZVS
.............................................................................
386
7.6
LOESUNGEN
..................................................................................................
390
INHALT
11
FACHBEGRIFFE
DEUTSCH-ENGLISCH/ENGLISCH-DEUTSCH
393
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
400
GLOSSAR
404
LITERATUR
407
INDEX
409
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discipline | Elektrotechnik Elektrotechnik / Elektronik / Nachrichtentechnik |
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