Современная электроника №8/2018

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 101 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2018 ляемыми цепями принудительной ком- мутации). К этому же способу комму- тации следует отнести процесс, когда выключение (основного) вентиля про- исходит за счёт его закорачивания при включении вспомогательного (шунти- рующего) вентиля. Каскодная коммутация (cascode commutation, эмиттерная, катодная, коммутация по цепи питания, ком- бинированная, cascade commutation, cascode switching) осуществляет- ся путём прерывания тока основно- го вентиля за счёт отключения (раз- рыва) цепи при выключении другого вентиля, включённого (соединённого) последовательно в эту же цепь. Извест- ны каскодные (последовательные) схе- мы соединения вентилей, как правило, дискретных неодинакового типа (ком- бинированные), когда один вентиль используется для разрыва тока друго- го вентиля (например, более высоко- вольтного, но менее быстродействую- щего и т.д.). Однако один вентиль (или несколько – в общем случае) может применяться и для каскодной комму- тации не одного, а нескольких (других) вентилей в схеме устройства. Квазирезонансная коммутация (quasi-resonance commutation, допол- няющая, quasi-resonant switching, quasi- resonant commutation) осуществляется, как правило, в АИ на полностью управ- ляемых вентилях (квазиуправляемая коммутация). Однако она может быть реализована и в устройствах на одно- операционных вентилях (в частности, в инверторах напряжения Л.Г. Кощее- ва, в инверторах тока со стабилизирую- щими диодами, где она является основ- ной). Обязательными условиями при- менения (реализации) коммутации такого типа является наличие в схеме инвертора и участие в общем коммута- ционном процессе (цикле) «неоснов- ных» вентилей (например, встречных или обратных, нулевых, стабилизиру- ющих, отсекающих диодов и проч.) и LC-контуров с собственными частота- ми, соответствующими характеристи- ческим временам процесса, которые значительно меньше периода выход- ной частоты АИ. При этом электро- магнитные процессы в LC-контурах не должны оказывать существенного вли- яния на энергетику основных процес- сов в АИ и изменять принадлежность инвертора к соответствующему клас- су схем. Процесс выключения вентиля (здесь, точнее, интервал снижения или спада тока до нуля) при квазирезонанс- ной коммутации заканчивается всегда раньше, чем полупериод собственных колебаний LC-контура, который обра- зуется или, правильнее, в котором начи- нает протекать ток на начальном эта- пе коммутации, и колебательный про- цесс в этом же контуре продолжается и после спада тока вентиля до нуля (в отличие от резонансной коммутации, когда процесс прекращается после спа- да тока вентиля до нуля либо не прекра- щается, но LC-контур существует и коле- бательный процесс в нём имеет место в течение всего интервала проводимости вентиля, то есть до «значительно ранее момента начала» спада тока до нуля – резонансные инверторы со встречно- параллельными диодами). Последнее (а именно продолжение колебатель- ного процесса) также один из призна- ков, который отличает квазирезонанс- ную коммутацию от прямой коммута- ции, когда в контуре, например, имеется эквивалентная LC-цепь и коммутация силового вентиля (снижение тока до нуля) заканчивается также в течение интервала времени, соответствующего только части полупериода собственных колебаний LC-цепи (например, в реаль- ном классическом параллельном инвер- торе тока для электротехнологии), но где колебательный процесс аналогич- но прекращается (прерывается, изме- няет качество) при выключении вен- тиля. Сохранение LC-контура (его схе- мы, состава элементов) в неизменном виде после спада тока силового (ком- мутируемого) вентиля до нуля отлича- ет квазирезонансную коммутацию от непрямой коммутации в резонансных (согласованных) инверторах с отсека- ющими диодами. Словосочетания «квазирезонанс- ный инвертор», «мультирезонансный инвертор» (а также, тем более, «бирезо- нансный», «полирезонансный» и прочее подобное), «мультирезонансная ком- мутация» употреблять не следует, т.к., в частности, «квазирезонансный» инвер- тор было бы невозможно отличить от «мультирезонансного», а оба вместе – выделить из ряда реальных устройств с их демпфирующими цепями и «паразит- ными элементами»; приставка «квази-» в данном случае означает «близкий» или «почти (резонансный)», что в основном не является справедливым. Квазирезо- нансная коммутация же может быть реа- лизована во всех трёх типах АИ: согла- сованных инверторах, инверторах тока и инверторах напряжения (и это лишь, как правило, «вспомогательный про- цесс», только «снижающий», а точнее, в определённоймере, перераспределяю- щий динамические потери на переклю- чение вентилей, и, вероятно, пристав- ку «квази-» можно было бы отнести к названию соответствующего инверто- ра). Тем более нет никаких оснований выделять «квазирезонансные инверто- ры» (или преобразователи, не только АИ) в отдельный самостоятельный класс. Эта группа разнотипных устройств (доста- точно широкая), конечно, обладает определёнными специфическими свой- ствами, но не более того (топологиютак называемого «резонансного ключа» всег- да можно найти, в явном или неявном виде, в любомреальномАИна управля- емых вентилях, в первуюочередь с двух- сторонней проводимостью, вернее, для практических решений, на их аналогах). Определения же «мультирезонансный инвертор» и «мультирезонансная комму- тация» ничего не обозначают. В принци- пе, любой инверторможет быть назван таковым (поэтому более чем достаточно уже известного и получившего распро- странение в настоящее время в РФ для АИ понятия «квазирезонансная комму- тация» как отличающего определения от словосочетания «резонансная ком- мутация»). Если даже рассматривать изначальные англоязычные источни- ки (это, кстати, диссертации и публика- ции на основе последних – как оцени- вать их, можно понять из [7]), то тамречь идёт именно о соответствующих «тех- нологиях» (методах) применительно к маломощным импульсным преобразо- вателям DC/DC на двухоперационных вентилях (и упомянутым «резонансным ключам») и, предполагается, существен- но затрагивающих саму энергетику элек- тромагнитных процессов в устройствах (причём в квази- имультирезонансных преобразователях, как уже отмечалось, используются резонансные ключи, а способы коммутации силовых венти- лей для разных вариантов могут быть вообще различными, и нигде автора- ми идеи не применяются определения квази- или мультирезонансной комму- тации силовых вентилей). Да и для этих случаев метод (технология) «мягкого» (soft-switching) переключения вентилей при нулевых напряжении (ZVS) и, соот- ветственно, токе (ZCS) в отдельности называется «квазирезонансным» (quasi- resonant), а для их (ZVS, ZCS) комбина- ции (в совершенно сравнимой тополо- гии) метод становится сразу, почему-то, «мультирезонансным» (multi-resonant), что кажется даже нелогичным (кроме