Na spor. nasl. str. usporedni naslov na eng. jeziku: Mass reduction of auxiliary power supply converters for railway applications by soft-switching : doctoral thesis

Analizirane su mogućnosti za smanjenje težine postojećeg pretvarača s tvrdim sklapanjem za pomoćna napajanja tramvaja. Prijelaz na meko sklapanje je osnova za smanjenje težine. Razrađena je metoda mjerenja energija sklapanja. Identificirani su uzroci mjerne nesigurnosti. Pomoću predložene metode izmjerene su energije sklapanja IGBT modula različitih proizvođača. Mjerenjima je određen utjecaj parazitnih induktiviteta i kapaciteta komutacijskih krugova na gubitke sklapanja. Sintetizirana je nova topologija silaznog istosmjernog pretvarača s mekim uklapanjem i mekim isklapanjem svih sklopki pogodna za primjenu na tramvaju. Provedena je analiza rada istosmjernog pretvarača i dobiveni su analitički izrazi za određivanje strujno-naponskih naprezanja poluvodiča. Gubici poluvodiča određeni su temeljem provedenih mjerenja. Mjerenja na izrađenom laboratorijskom modelu pretvarača pokazala su vrlo dobro slaganje s računskim valnim oblicima i s računskim gubicima. Postignut je stupanj korisnog djelovanja od 97 %. Temeljem ovih rezultata projektiran je novi pretvarač za pomoćna napajanja smanjene težine u odnosu na postojeći pretvarač s tvrdim sklapanjem. - KLJUČNE RIJEČI: sklopni gubici, meko sklapanje, mjerenje gubitaka, pretvarač s mekim sklapanjem

Possibilities towards mass reduction for a particular hard-switched converter for tram auxiliary supply were analyzed. It has been concluded that the first and main activity is a transition to soft switching. A measuring circuit is built for measuring switching energies for all types of soft-switching. With the new measuring circuit switching losses of IGBTs of different producers were measured. The influence of parasitics on the losses were investigated and measured. A new buck topology with soft turn-on and soft turn-off for all switches suitable for tram auxiliary supply converter is proposed. Current and voltage waveforms were analytically derived. Semiconductor losses were calculated on the base of performed measurements of switching energies. A buck converter prototype is built. Measured losses were in good agreement with calculated ones. Efficiency of 97 % with 1700 V IGBTs at 20 kHz has been reached. Based on above results, an auxiliary soft-switched tram converter with reduced mass is designed. - KEY WORDS: switching losses, soft-switching, loss measurement, soft-switching converter