Obserwowany w ostatnim okresie czasu postęp techniczny wiąże się ze zwiększonym zastosowaniem urządzeń elektrycznych, które wymagają zasilania napięciem o specyficznych parametrach dostosowanych do wymagań danego urządzenia. Rozwój technik półprzewodnikowych oraz dążenie do miniaturyzacji i poprawy sprawności zasilaczy sprawiły, iż konstruktorzy odchodzą od stosowania układów liniowych na korzyść bardziej efektywnych układów impulsowych. Przetwornice rezonansowe, charakteryzujące się wysoką sprawnością i dużą gęstością mocy, zyskują coraz większe zainteresowanie, w związku z ich potencjałem do osiągania wysokich częstotliwości pracy, a dzięki przełączaniu tranzystorów w stanie bez napięciowym lub bezprądowym – mniejszych mocy strat oraz redukcji poziomu wprowadzanych do otoczenia zaburzeń EMI. Przetwornice rezonansowe typu LLC umożliwiają wykorzystanie pasożytniczych komponentów układu w strukturze obwodu rezonansowego, co pozwala na redukcję ilości oraz rozmiaru elementów magnetycznych ( zmniejszenie wymiarów transformatorów oraz elementów biernych ( L i C). Wysoka częstotliwość pracy układów umożliwia minimalizację odkształceń przebiegów napięć wejściowych i wyjściowych, a redukcja stromości przebiegów komutacyjnych pozwala na ograniczenie zakłóceń elektromagnetycznych i akustycznych. Ponadto układ ten umożliwia miękkie przełączanie od stanu jałowego do stanu pełnego obciążenia. Kolejne zalety przetwornic LLC to łatwość doboru elementów dla szerokiego zakresu napięć wejściowych, wysoki współczynnik mocy i wysoka sprawność.
Klasycznym przykładem konstrukcji przetwornicy LLC jest układ zaprezentowany w opisie patentowym US6344979 LLC SERIES RESONANT DC-TO-DC CONVERTER, Delta Electronics Inc. Huang et.al , Int.Cl. H02M 3/335 , Data publikacji : 5.05.2002. Przedmiotem patentu jest konstrukcja rezonansowej przetwornicy impulsowej z tzw. podwójną częstotliwością rezonansową ( podwójną indukcyjnością lub pojemnością ) zwanej w literaturze przetwornicą LLC lub LCC.
Zasada pracy przetwornic rezonansowych LLC lub LCC polega na zmianie impedancji obwodu rezonansowego LC poprzez zmianę częstotliwości kluczowania półmostka typu H zasilającego impulsowo obwód rezonansowy LC w zakresie pomiędzy częstotliwościami rezonansowymi obwodów LC. Regulacja częstotliwości pracy w zakresie częstotliwości fm <f < fs. gdzie: fs = 1/ ( 2π√Ls,Cs), fm = 1/(2π√(Ls+Lm),Cs) , Ls,Lm, Cs – elementy obwodu rezonansowego LC, zapewnia zmianę współczynnika wzmocnienia funkcji przejścia układu, a wiec i wartości wyjściowego napięcia stałego. W znanych w stanie techniki przetwornic z rezonansem równoległym lub szeregowym występowało szereg ograniczeń związanych z ograniczeniami częstotliwości pracy w zakresie powyżej lub poniżej częstotliwości rezonansu oraz bardzo dużym wzrostem częstotliwości w przypadku pracy bez obciążenia. Istotnym mankamentem było również występowanie dużych przepięć lub przetężeń prądowych w elementach przełączających w okolicy rezonansu. Szczegółowa analiza przebiegów napięć i prądów w układzie przetwornicy LLC pokazuje, że wyłączanie tranzystorów odbywa się zawsze przy stosunkowo malej wartości prądu, a pojemności własne tranzystorów bardzo skutecznie tłumią przepięcia, co prowadzi do redukcji strat mocy podczas wyłączania tranzystorów. Podobnie sinusoidalny kształt prądu w obwodzie rezonansowym LC wymusza prąd płynący w diodach prostownika po stronie wtórnej transformatora, który posiada kształt połówek sinusoidy, co powoduje że omawianym zakresie pracy komutacja diod odbywa się przy zerowym prądzie. Oznacza to w efekcie, że opatentowana konstrukcja przetwornicy LLC charakteryzuje się pracą tranzystorów półmostka typu H w warunkach ZVS ( zero voltage switching) oraz prostownika diodowego w warunkach ZCS ( zero current switching). Do zalet przetwornicy rezonansowej LLC można zaliczyć :
– stabilna prace przetwornicy w szerokim zakresie obciążeń, praktycznie od zera do obciążenia nominalnego;
– przełączanie tranzystorów półmostka typu H dla częstotliwości z zakresu fm <f < fs realizowane jest w warunkach ZVS, a prostownika diodowego w warunkach ZCS;
– zmiany częstotliwości kluczowania półmostka typu H w całym zakresie pracy nie są zbyt duże i nie przekraczają zakresu 2:1;
– możliwe jest zastosowanie gotowych transformatorów zintegrowanych , o zadanych wartościach indukcyjności rozproszenia spełniających warunek Lm ~ (5-8) Ls;
– możliwe jest zastosowanie nowoczesnych układów sterujących przeznaczonych do komercyjnych przetwornic LLC;
– znaczące zmniejszenie gabarytów zasilaczy rezonansowych przy jednoczesnej redukcji strat mocy komutacji elementów przełączających.
Kolejnym przykładem konstrukcji zasilacza LLC jest aplikacja patentowa US20150349627 LLC Resonant power converter Wistrom Corporation, Lin et al., Int.Cl. H02M 1/44., Data publikacji 3.12.2015, która charakteryzuje się regulacją efektywności konwersji przetwarzanej mocy energii elektrycznej w szerokim zakresie zmian napięcia wejściowego. Przykładowo dla konwerter LLC ( Fig.2) o parametrach Lm= 300µH, Lr= 75µH , Cr=27nF uzyskana efektywność konwersji mocy wynosi w=90,45% dla napięcia wejściowego Udc=367V przy częstotliwości pracy fs =110,3 kHz. Natomiast dla napięcia wejściowego Udc=126V efektywność konwersji spada do 85,2 % przy częstotliwości pracy fs=63,48kHz.
Poprawa efektywności jest możliwa poprzez zmniejszenie pojemności rezonansowej Cr w celu zwiększenia częstotliwości rezonansowej fs dla Udc =126V. Jednak przykładowa próba zmniejszenia Cr = 15nF skutkuje zmiana częstotliwości rezonansowej fs z 110,3kHz do 158,6 kHz w przypadku zmiany napięcia Udc z 126V do wartości 367V. Teoretycznie problem poprawy efektywności jest rozwiązany ale prowadzi to do utraty stabilności pracy konwertera LLC w zakresie częstotliwości powyżej 150kHz. W związku z tym istotą aplikacji jest sposób dyskretnej regulacji wartością pojemności rezonansowej Cr w zależności od wartości napięcia Udc na wejściu konwertera LLC. W przykładzie wykonania Fig.5 układ konwertera LLC posiada parametry : Lm=300µH, Lr = 75µH , C1= 15nF , C2= 12nF , co pozwala na pracę konwertera w zakresie napięć Udc ( 126V-245V) z pojemnością Cr= C1= 15nF, która zapewnia efektywność przetwarzania mocy rzędu 86,95 przy częstotliwości rezonansowej fs=81,94kHz. W zakresie napięć Udc (246V-370V) automatyka układu konwertera LLC zwiększa pojemność rezonansowa Cr=27nF poprzez równoległe połączenie C1+C2, co zapewnia efektywność przetwarzania energii rzędu 90,45%, na częstotliwości rezonansowej 119,3kHz.
Polskim wkładem w rozwój konstrukcji konwerterów LLC jest patent PL219747b1 Sposób sterowania zasilaczem rezonansowym i zasilacz rezonansowy ze sterownikiem Akademia Górniczo-Hutnicza, Worek Cezary, Int.Cl. G05F1/16, Data publikacji:31.07.2015. Przedmiotem patentu jest sposób sterowania zasilaczem rezonansowym z miękkim przełączaniem oraz zasilacz rezonansowy ze sterownikiem, przeznaczony do stabilizacji napięć, prądów lub mocy wyjściowej.
Rysunek przedstawia przykład wykonania zasilacza rezonansowego ze sterownikiem, jako półmostkowej przetwornicy rezonansowej LC z układem ogranicznika dobroci opartej na dławiku wielouzwojeniowym DL1, będącym jednocześnie indukcyjnym elementem rezonansowego obwodu LC mocy oraz zawierającym obwód wtórny transformatora, obciążony prostownikiem. Zasilacz rezonansowy ze sterownikiem posiada konstrukcje półmostkowej przetwornicy rezonansowej z układem ogranicznika dobroci opartym na dławiku wielouzwojeniowym DL1, w którego obwodzie magnetycznym znajduje się szczelina powietrzna. Zasilacz zawiera zespół tranzystorów MOSFET K1,K2 połączonych w pół mostek z obwodem rezonansowym LC w przekątnej . Szeregowo–równoległy obwód rezonansowy złożony jest z induktora L2, pojemności C1, równoległego połączenia pojemności C2A,C2B tworzących pojemność wypadkową C2 oraz induktora L1, który jest częścią dławika wielouzwojeniowego DL1, separującego galwanicznie uzwojenie ogranicznika dobroci L3 oraz uzwojenie obwodu obciążenia L4 podłączone do prostownika diodowego PD1. Induktor L2 wraz z wypadkową pojemnością C2 (C2A i C2B) tworzą szeregowy obwód rezonansowy, zaś pojemność C1 i induktor L1, który jest częścią dławika wielouzwojeniowego DL1 tworzy równoległy obwód rezonansowy. Układ zwrotu nadmiaru energii z obwodu rezonansowego UZNE1 utworzony jest poprzez silne sprzężenie magnetyczne pomiędzy uzwojeniami induktorów L1,L3 w dławiku wielouzwojeniowym oraz induktor L5 i prostownik PD2, który to układ ogranicza dobroć obwodu rezonansowego, dzięki czemu nadmiar energii w obwodzie rezonansowym zwracana jest do źródła zasilania. Do każdego z tranzystorów MOSFET K1,K2 podłączone są pojemności C3,C4, tak aby układ pracował w klasie DE z tzw. miękkim przełączaniu w/w tranzystorów. Wartość elementów jest wybrana tak, że utrzymywana jest ciągłość prądu w obwodzie rezonansowym niezależnie od obciążenia co zapewnia zwiększenie dynamiki zasilacza na zmiany obciążenia. Przykład wykonania zasilacza rezonansowego LC, Fig.1, pracuje z następującymi parametrami: Zasilania = 410V, Uout=50V, Pout= 3kW, C1=90nF, C2A=C2B=60nF , C3=C4=4,7nF, L1=100 μH, L2=30 μH, L3=55 μH, L4=4 μH, L5= 1,8 μH, przy współczynniku sprzężenia pomiędzy L1 i L3 równym k=0,99 oraz współczynniku sprzężenia pomiędzy L1 i L4 równym k=0,95. Sterownik (S) zasilacza rezonansowego jest przystosowany do pracy w dwóch zakresach obciążenia, które są monitorowane przez układ monitorowania napięcia lub prądu UWM. W trybie pracy z maksymalnym obciążeniem, stabilizacje wartości Uout, Iout zapewnia regulacja częstotliwości kluczowania tranzystorów mocy półmostka typu H. Zastosowanie techniki tzw. miękkiego przełączania tranzystorów polega na kluczowaniu tranzystorów K1,K2 w warunkach ujemnego lub zerowego prądu dren-źródło, który jest monitorowany przez układ monitorowania prądu w obwodzie rezonansowym (UMP2). W każdym okresie drgań obwodu rezonansowego zachowuje się wypełnienie dla każdego tranzystora K1,K2 zbliżone do 50%, tak aby czas martwy i czas włączenia jednego z kluczy pół mostka był równy czasowi martwemu i czasowi włączenia drugiego tranzystora pół mostka. Czas martwy pomiędzy przełączeniami dobiera się tak, aby w tym czasie martwym potencjał na tranzystorach zdążył osiągnąć wartość bliską potencjałowi szyn zasilających. Sterownik S przystosowany jest do monitorowania napięcia na wyjściu pomostka Uk12 przez układ UMN1 co zapewnia regulacje czasu martwego w zależności od napięcia Uk12 tak aby potencjał na tranzystorach K1,K2 zdążył osiągnąć wartość bliska potencjałowi szyn zasilających a jednocześnie był krótki. Zasilacz zawiera układ zwrotu nadmiaru energii z obwodu rezonansowego UZNE1 i układ monitorowania prądu UMP1 służący do ograniczenia dobroci obwodu rezonansowego, połączonego przez prostownik diodowy PD2 do napięcia zasilającego zasilania. Układ UZNE1 pozwala zabezpieczyć strukturę zasilacza rezonansowego przed niebezpiecznymi przepięciami i przetężeniami, ponieważ nadmiar energii znajdującej się w obwodzie rezonansowym w stanach nieustalonych jest zwracany do źródła zasilania. Układ monitorowania prądu UMP1 przystosowany jest do monitorowania prądu Iogr w układzie zwrotu nadmiaru energii z obwodu rezonansowego UZNE1 i do wywołania za pośrednictwem sterownika S zmiany częstotliwości kluczowania półmostka tranzystorowego K1,K2, w celu zmniejszenia mocy dostarczanej do obwodu rezonansowego, po przekroczeniu wartości progowej natężenia prądu Iogr w układzie zwrotu nadmiaru energii z obwodu rezonansowego UZNE1. Zaletą rozwiązania jest szybkość działania układu monitorowania prądu UMP1, który może działać szybko tzn. nawet w przeciągu pół okresu sekwencji sterującej tranzystorami K1,K2. Zmiana częstotliwości kluczowania zespołu tranzystorów K1,K2 zapewnia zmniejszenie mocy dostarczanej do obciążenia np.: poprzez zwiększenie częstotliwości kluczowania tranzystorów lub okresowe przerwy w kluczowaniu pół mostka tranzystorowego. W celu ilustracji działania zasilacza ( Fig.4) opis przedstawia przebiegi czasowe impulsów sterujących tranzystorów K1,K2, które sterują przepływem prądów drenu K1,K2 oraz wypadkowy prąd płynący przez induktor L1 w układzie zasilacza rezonansowego dla nominalnego obciążenia na wyjściu. W trybie pracy z małym obciążeniem, to znaczy poniżej wartości progowej, napięcie lub prąd wyjściowy stabilizuje się poprzez sekwencyjne wykradania pełnych okresów drgań własnych obwodu rezonansowego, które następuje poprzez zwieranie tranzystorów na przykład jednego z tranzystorów pół mostka (K1) i włączanie drugiego tranzystora (K2 ) i włącznie ich ponownie w fazie, w której przepływa przez tranzystor ujemny lub zerowy prąd. Aby to osiągnąć w czasie selektywnego kasowania pełnych okresów drgań własnych obwodu rezonansowego przez układ monitorowania prądu Ik12(UMP2) mierzony jest prąd drgań własnych obwodu rezonansowego Ik12, dzięki czemu sterownik S może włączyć ponownie naprzemienne klucze K1, K2 w odpowiedniej fazie gdy przepływa przez klucz ujemny lub zerowy prąd. Wykresy przebiegów napięcia i prądu w zasilaczu dla obciążenia 30Ω, Fig.5, ilustrują selektywne kasowanie pełnych okresów drgań własnych obwodu rezonansowego w taki sposób, że w czasie okresu kasowania tranzystor K2 pół mostka zwarty jest do masy zasilania, zaś tranzystor K1 pół mostka jest rozłączony. W takim przypadku obwód rezonansowy ma zamkniętą ścieżkę dla prądu i dzięki dużej dobroci utrzymuje przez stosunkowo długi czas prąd krążący w swoich obwodach, na przykład w induktorze L2. Pętla regulacji zasilacza śledzi napięcie na kondensatorze filtra wyjściowego co zapewnia okresowe kluczowanie tranzystorów pół mostka K1,K2 w celu uzupełnienia energii drgań obwodu rezonansowego w taki sposób, że w czasie okresowego kasowania okresów drgań własnych obwodu rezonansowego tranzystor K2 pół mostka jest zwarty do masy zasilania a tranzystor K1 rozłączony. Opis patentu zawiera charakterystykę mocy Pout w funkcji częstotliwości kluczowania tranzystorów K1, K2, Fig.6, która zależy od kierunku zmian obciążenia. Górna charakterystyka, która odpowiada zmianom obciążenia od zerowego do maksymalnego, charakteryzuje się zmniejszeniem częstotliwości kluczowania tranzystorów K1,K2. Dolna charakterystyka, która odpowiada odwrotnemu kierunkowi zmian obciążenia, od maksymalnego do zwarcia charakteryzuje się zwiększeniem częstotliwości kluczowania tranzystorów K1,K2. Idealnie zaprojektowany zasilacz rezonansowy powinien dostarczać do stałego obciążenia nominalna moc i poza tym punktem pracy moc na obciążeniu powinna być mniejsza.
UWAGI : Patent US6344979 LLC SERIES RESONANT DC-TO-DC CONVERTER przedstawia konstrukcje zasilacza rezonansowego LLC, którego podstawową zaleta jest rozszerzenie zakresu dopuszczalnych zmian Uin oraz poprawa efektywności konwersji energii DC-DC w stosunku do zasilacza rezonansowego typu LC, szczególnie w warunkach zerowego obciążenia napięcia Uout. Opis patentowy zawiera ilustracje przebiegów zasilacza rezonansowego LLC w trzech zakresach częstotliwości f=fs, fm<f<fs, f>fs, które ilustrują tryb pracy ZVS półmostka tranzystorowego typu H oraz tryb pracy ZCS pełnookresowego prostownika diodowego. Preferowanym zakresem pracy jest przedział częstotliwości fm<f<fs w którym indukcyjności Lm i Ls stanowią składowe zintegrowanego transformatora impulsowego. Dodatkową zaletą zasilacza LLC jest mała wrażliwość na krótkie przerwy w dostawie napięcia Uin co znacząco zwiększa czas podtrzymywania napięcia Uout (hold up time ).
Z kolei aplikacja US20150349627 LLC Resonant power converter przedstawia sposób rozwiązania problemu fluktuacji ( w szerokim zakresie) wartości napięcia przetwarzanego przez konwerter, poprzez adaptacje parametrów obwodu LLC, a konkretnie wartości pojemności Cr do zmian zakresów przetwarzanych napięć. Skokowa regulacja wartości pojemności Cr przez układ sterownika zapewnia stabilny tryb pracy konwertera oraz poprawę współczynnika konwersji mocy przetwarzanej energii elektrycznej w szerokim zakresie zmian napięcia zasilającego konwerter LLC.
Patent AGH przedstawia natomiast sposób sterowania zasilaczem rezonansowym zawierającym impulsator w układzie półmostka tranzystorowego zasilający impulsowo obwód rezonansowy z obciążeniem oraz sterownik do stabilizacji napięć lub prądów wyjściowych, poprzez sterowanie częstotliwością kluczowania tranzystorów impulsatora. Pętla regulacji sterownika S zawiera wolny układ monitorowania napięcia lub prądu wyjściowego z czasem odpowiedzi t1 oraz szybki układ monitorowania prądu Iogr w układzie zwrotu energii z czasem odpowiedzi t2 mniejszym od czasu odpowiedzi t1. Przy zmianach obciążenia sterownik S stabilizuje napięcia lub prądy wyjściowe poprzez zmianę częstotliwości kluczowania tranzystorów impulsatora K1,K2 z wykorzystaniem techniki miękkiego przełączania, tak aby wyłączanie tranzystorów następowało dla ujemnych lub zerowych prądów tranzystorów monitorowanych przez układ monitorowania prądu w obwodzie rezonansowym. Impulsator zapewnia generacje impulsów sterujących z wypełnieniem dla każdego z tranzystorów K1,K2 zbliżonym do 50% oraz czasem martwym pomiędzy przełączeniami dobranymi tak ,żeby potencjał na tranzystorach K1,K2 zdążył osiągnąć wartość bliska potencjałowi szyn zasilających. Dodatkowo sterownik S zmienia częstotliwość kluczowania tranzystorów impulsatora K1, K2 w celu zmniejszenia mocy dostarczanej do obwodu rezonansowego po przekroczeniu przez natężenie prądu Iogr wartości progowej. Przy małym poborze mocy sterownik stabilizuje moc Pout poprzez sekwencyjne kasowanie pełnych okresów drgań własnych obwodu rezonansowego poprzez zwieranie jednego tranzystora oraz włączanie drugiego a następnie włączanie ich ponownie w fazie, w której przepływa przez tranzystory prąd ujemny lub zerowy. Aplikacja przedstawia również przykład wykonania zasilacza rezonansowego ze sterownikiem , jako półmostkowej przetwornicy rezonansowej LC z układem ogranicznika dobroci opartej na dławiku wielouzwojeniowym DL1, będącym jednocześnie indukcyjnym elementem rezonansowego obwodu LC mocy oraz zawierającym obwód wtórny transformatora, obciążony prostownikiem. Reasumując należy stwierdzić, że zgłoszona aplikacja przedstawia nowatorską konstrukcje zasilacza rezonansowego oraz sposób jego sterowania, który charakteryzuje się zastosowaniem techniki miękkiego przełączania i regulacji pożądanego poziomu napięć/ prądu/mocy dla dużych mocy poprzez zmianę częstotliwości kluczowania zaś dla małych mocy wyjściowych regulacja odbywa się poprzez sekwencyjne kasowanie pełnych okresów drgań własnych obwodu rezonansowego w taki sposób, że w czasie kasowania okresów jeden z kluczy półmostka podłączony do jednego z biegunów jest zwarty a drugi wyłączony. Dzięki temu utrzymywana jest ciągłość sinusoidalnego przebiegu prądu w obwodzie rezonansowym a ponowne włączenie drugiego klucza w półmostku następuje w takiej fazie aby włączenie następowało przy ujemnym lub równym zero prądzie drenu. Przeprowadzona analiza zgłoszonej konstrukcji zasilacza rezonansowego pozwala stwierdzić, że AGH posiada kompetencje w zakresie projektowania, budowy i wdrożenia nowoczesnych rezonansowych układów zasilających oraz doświadczenie we współpracy z partnerami przemysłowymi. Jednym z modeli współpracy AGH z przedsiębiorstwami jest prowadzenie prac badawczo-rozwojowych finansowanych w ramach funduszy unijnych na innowacje i rozwój techniczny, pozyskanych wspólnie z partnerem.
Jednocześnie należy zauważyć tendencje firm produkujących podzespoły elektroniczne do opracowywania przykładowych aplikacji układowych odnoszących się do produkowanych podzespołów w celu ich reklamy. Z zainteresowaniem odnotowałem istnienie wielu przykładowych aplikacji zasilaczy LLC polecanych przez takie firmy jak Fairchild , STMicroelectronics, Infineon, Texas Instrument itp. Wymienione firmy prezentują obszerne materiały ilustrujące proces projektowania zasilaczy LLC w oparciu o własne układy scalone sterowników, regulujących w pętli sprzężenia zwrotnego pracą w/w zasilaczy. Sercem każdego układu konwertera LLC jest transformator impulsowy o zadanych parametrach tzn. indukcyjności uzwojenia pierwotnego Lp=Lm+Lr , która mierzona jest w warunkach rozwarcia uzwojenia wtórnego oraz indukcyjności rozproszenia Lr uzwojenia pierwotnego, która mierzona jest w warunkach zwarcia uzwojenia wtórnego. Z przedstawionych definicji wynika jasno, że tzw Magnetizing inductance Lm stanowi idealną indukcyjność uzwojenia pierwotnego widziana przy rozwartym uzwojeniu wtórnym minus indukcyjność rozproszenia Lr, czyli Lm = Lp-Lr . W praktyce indukcyjność rozproszenia Lr jest regulowana poprzez dobór szczeliny powietrznej w rdzeniu ferrytowym. Przykładową konstrukcja konwertera DC/DC typu LLC przeznaczona do zasilania odbiorników TV-LCD lub laptopów przedstawia nota aplikacyjna Application-note-AN-4151 Half-Bridge LLC Resonant Converter Design Using FSFR-Series Fairchild Power Switch.
Parametry układu konwertera LLC : Uwej=400V napiecia DC ( z układu PFC);
Uwyj=24V/8A (192W); Hold-up time =20ms ( dopuszczalny czas zaniku zasilania);
Pojemność PFC = 220µF.
Nota aplikacyjna zwiera również parametry zastosowanego transformatora impulsowego tzn. rodzaj rdzenia ( typu EER3542 ) i szczegółowe dane uzwojeń ( liczbę zwojów, typ przewodów nawojowych oraz sposób ich nawinięcia ).
PODSUMOWANIE
Reasumując można stwierdzić szybki rozwój konstrukcji zasilaczy rezonansowych ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień technicznych dotyczących:
– sposobu sterowania przetwornicy zasilacza, w celu poprawy sprawności dla małych obciążeń oraz adaptacji czasu martwego pomiędzy impulsami kluczującymi układu półmostka tranzystorowego;
– konstrukcji układów recyrkulacji ( zwrotu) energii, pełniących rolę ograniczników dobroci;
– współpracy przetwornicy z prostownikiem synchronicznym;
– różnych aspektów konstrukcji zintegrowanych elementów indukcyjnych ;
– sposobu realizacji funkcji „Stand-by Power” w warunkach małych obciążeń zasilacza.
Wiodącym ośrodkiem rozwoju techniki zasilaczy rezonansowych w Polsce jest AGH, której aplikacje patentowe świadczą o posiadanym doświadczeniu w zakresie projektowania, budowy i wdrożeniach nowoczesnych rezonansowych układów zasilających. Jednym z modeli współpracy AGH z przedsiębiorstwami jest prowadzenie prac badawczo-rozwojowych finansowanych w ramach funduszy unijnych na innowacje i rozwój techniczny, pozyskanych wspólnie z partnerem. Przykładowo omawiane aplikacje patentowe AGH powstały we współpracy z firmą produkcyjną Fideltronik, która specjalizuje się w produkcji urządzeń zasilających. Na zakończenie należy stwierdzić, że duża liczba nowych aplikacji patentowych może świadczyć o wzroście zainteresowania techniki światowej a zwłaszcza wiodących firm energo-elektronicznych w zastosowaniu technologii zasilaczy rezonansowych w różnych dziedzinach techniki i medycyny. Do głównych zalet rozwiązań rezonansowych układów przetwarzania energii można zaliczyć :
– skalowalność układu zapewniająca pracę zasilaczy w zakresie od kilku W do kW;
– możliwość pracy w szerokim zakresie częstotliwości od kilku kHz do kilku MHz;
– szeroki zakres zmian mocy wyjściowej przy małej zmianie częstotliwości impulsów kluczowania ( około 15-20%);
– zastosowanie techniki miękkiego przełączania ZVS oraz ZCS oraz możliwość kontroli szybkości zmian napięcia du/dt w obwodzie rezonansowym;
– możliwość pracy zarówno z przekładnia podwyższająca jak i obniżającą napięcie oraz stabilizacje napięcia wyjściowego w szerokim zakresie zmian obciążenia;
– dużą sprawność układowa oraz odporność na zwarcia ;
– niski poziom zakłóceń który przekłada się na obniżenie kosztów filtracji EMI;