Динамические потери энергии в ключевых усилителях мощности в составе гидроакустического передающего тракта

Представлены результаты исследований динамических потерь энергии в широкополосных ключевых усилителях класса BD и ABD при работе на гидроакустический излучатель. Проведено сопоставление относительных потерь энергии в усилительных каскадах на кремниевых (Si) и карбид-кремниевых (SiC) полевых транзисторах. Дано сравнение динамических процессов, связанных со сквозным током «транзистор-диод», в схемах ключевого усиления с Si импульсными обратными диодами и SiC диодами Шоттки. Показана перспектива использования современных SiC-транзисторов с собственными обратными диодами Шоттки. Продемонстрирована необходимость учета ВЧ-составляющих тока дросселей ФНЧ для оценки энергетических показателей передающей аппаратуры. Даны рекомендации по выбору режимов работы оконечных каскадов модулей ключевого усиления гидроакустических излучающих трактов.

1. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004. 410 с.

2. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Л.: Судостроение, 1984. 300 с.

3. Артым А.Д. Усилители класса D и ключевые генераторы в радиосвязи и радиовещании. М.: Связь, 1980. 209 с.

4. Кибакин В.М. Основы ключевых методов усиления. М.: Энергия, 1980. 232 с.

5. Кибакин В.М. Основы теории и расчета транзисторных низкочастотных усилителей мощности. М.: Радио и связь, 1988. 239 с.

6. Алексанян А.А., Бальян Р.Х., Сиверс М.А. Мощные транзисторные устройства повышенной частоты. Л.: Энерго-атомиздат, 1989. 174 с.

7. Винтрих А., Николаи У., Турски В., Рейман Т., Колпаков А. IGBT и MOSFET: основные концепции и пути развития часть 2. MOSFET // Силовая электроника. 2014. № 2(47). С. 34‒40. URL: https://power-e.ru/components/igbt-mosfet-2/ (дата обращения 10.05.2022)

8. Александров В.А., Маркова Л.В., Смирнов В.А., Казаков Ю.В. Анализ результатов разработки энергетически эффективных широкополосных гидроакустических передающих устройств для звукоподводной связи // Гидроакустика. 2017. № 4(32). С. 56‒64.

9. Manual TND6237/D. SiC MOSFETs: Gate Drive Optimization ON Semiconductor. Rev. 2, May – 2022. URL: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TND6237-D.PDF (дата обращения 10.05.2022)

10. Александров В.А., Калашников С.А., Магарова Ю.А. Усилитель класса ABD сигналов звукоподводной связи // Труды X Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» (ГА-2010, Санкт-Петербург, Россия, 25‒27 мая 2010). СПб.: Наука, 2010. С. 163‒165.

11. Александров В.А., Майоров В.А., Полканов К.И. Двухканальный усилитель класса D. Патент на изобретение RU 2188498 C1 от 29.01.2001. Опубл. 27.08.2002.

12. Казаков Ю.В. Результаты проектирования интегрального модуля высоковольтного усилителя мощности // Труды Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» (ГА-2020, 21‒25 сентября 2020). СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2020. С. 495‒498.

13. Бхалла А., Рентюк В. Вы за SiC или кремний? Тенденции развития и проблемы применения SiC в приложениях. Часть 1 // Силовая электроника. 2020. № 1(82). С. 8‒11. URL: https://power-e.ru/components/sic_ili_kremnij-chast_1/ (дата обращения 10.05.2022)