Search
prof. dr hab. inż. Piotr Chrzan
Employment
Research fields
Publications
Filters
total: 48
Catalog Publications
Year 2022
-
EMI mitigation of GaN power inverter leg by local shielding techniques
PublicationThis paper presents local shielding techniques applied to a half-bridge inverter leg with the aim to reduce the common mode (CM) current noise at converter’s DC input. The research study is conducted for 650V Enhancement mode Gallium Nitride (GaN) power transistor switches. Main contributors of parasitic capacitances referred to the inverter-leg middle point node are identified. Then, shielding solutions are proposed to reduce...
Year 2021
-
EMI attenuation in a DC-DC buck converter using GaN HEMT
PublicationA dc-dc buck converter using gallium nitride (GaN) high electron mobility transistors (HEMT) is experimentally investigated at the discontinuous current mode (DCM) and at the triangular current mode (TCM) operation. The paper objective is to specify the power conversion efficiency and attenuation of common mode (CM) and differential mode (DM) noise voltage, measured at the line impedance stabilization network (LISN) for compared...
-
Wideband Modeling of DC-DC Buck Converter with GaN Transistors
PublicationThe general wideband modeling method of the power converter is presented on the example of DC-DC buck converter with GaN High Electron Mobility Transistors (HEMT). The models of all basic and parasitic components are briefly described. The two methods of Printed Circuit Board (PCB) layout parameter extraction are presented. The results of simulation in Saber@Sketch simulation software and measurements are compared. Next, the model...
-
Zdalne Laboratorium Elektroniki z Programem LTspice
PublicationCelem artykułu jest przedstawienie programu LTspice w otwartym dostępie, jako skutecznego narzędzia do nauczania elektroniki oraz symulacji układów elektronicznych na potrzeby zdalnego laboratorium. Na wybranych przykładach, realizowanych przez studentów: obwodów rezonansowych, stabilizatorów napięcia, wzmacniaczy operacyjnych w układach całkujących, filtrach, wzmacniaczy mocy wyjaśnione są metody analizy w dziedzinie czasu i...
Year 2020
-
3D PCB package for GaN inverter leg with low EMC feature
PublicationThis paper presents the adaptation of a 3D integration concept previously used with vertical devices to lateral GaN devices. This 3D integration allows to reduce loop inductance, to ensure more symmetrical design with especially limited Common Mode emission, thanks to a low middle point stray capacitance. This reduction has been achieved by both working on the power layout and including a specific shield between the devices and...
-
Multi-transformer primary-side regulated flyback converter for supplying isolated IGBT and MOSFET drivers
PublicationThis paper presents primary-side voltage regulated multi-transformer quasi-resonant flyback converter (MTFC) for supplying isolated power switch drivers. The proposed topology offers distinct advantages over frequently used flyback converter possessing one high frequency transformer with isolated multiple outputs. Particularly, when a large number of separate dc supply units is required, then MTFC enables improved regular distribution...
-
Reducing common mode voltage and bearing currents in quasi - resonant DC - link inverter
PublicationIn the paper, a concept of separation of an inverter-fed induction motor drive from its mains supply by two transistor switches inserted in the dc-link circuit is reexamined based on the proposed parallel quasi-resonant dc-link inverter (PQRDCLI). The objective of the paper is to show an advantage of the proposed topology in limiting high frequency common mode voltage and bearing currents. In the laboratory setup, an induction...
-
Rodowód Katedry Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych Politechniki Gdańskiej z lat 1945-1969
PublicationPrzedstawiono sylwetki pierwszych powojennych profesorów Wydziału Elektrycznego PG, którzy tworzyli zespoły naukowe i laboratoria do prowadzenia badań i nauczania konstrukcji maszyn elektrycznych, napędów elektrycznych, techniki cyfrowej i energoelektroniki. W wyniku ich działalności oraz przemian organizacyjnych Politechniki Gdańskiej powstała na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych.
Year 2019
-
Resonant DC link inverters for AC motor drive systems – critical evaluation
PublicationIn this survey paper, resonant and quasiresonant DC link inverters are reexamined for AC motor drive applications. Critical evaluation of representative topologies is based on simulation and waveform analysis to characterize current/voltage stress of components, control timing constraints and feasibility. A special concern over inverter common-mode voltage and voltage gradient du/dt limitation capacity is discussed for motor bearing...
Year 2017
-
Quasi-resonant DC-link voltage inverter with enhanced zero-voltage switching control
PublicationA new topology modification of the parallel quasi-resonant circuit for a dc-link voltage inverter enables regulation of the zero voltage dc-link subperiods and the dc-link voltage gradient settings. The proposed circuit is based on four MOSFET switches with free-wheeling diodes for controlled quasi-resonant recharging between L-C tank in order to assure inverter zero voltage switching (ZVS) conditions. Design optimization of the...
Year 2016
-
Adaptive estimation of the transformer stray capacitances for DC–DC converter modelling
PublicationNew low cost and accurate estimation method of transformer stray capacitances for wide band DC–DC converter modelling and design is proposed. The Wiener filter (WF) method is applied to estimate the transformer impedance – referred to the selected transformer winding configurations. Laboratory tests are used to adapt the filter, that is to find optimal impedance which minimises mean square error between measured, noise perturbed...
-
Multi-Transformer Flyback Converter for Supplying Isolated IGBT and MOSFET Drivers
PublicationA multi transformer flyback converter topology for supplying transistor drivers is presented. The topology presents some advantages over typical multi output single transformer, as reduction of effective leakage inductance, equal magnetic coupling between primary and secondary circuits and better isolation between outputs. Simulation study carried out in the LTSpice IV program and preliminary experimental results indicate high...
Year 2015
-
Analysis of electromagnetic disturbances in DC network of grid connected building-integrated photovoltaic system
PublicationThis paper focuses on conducted electromagnetic interference (EMI) emissions and propagation in the DC network of grid connected building integrated photovoltaic (PV) system. The investigated PV system, consists of ten solar panels, cabling and the grid-connected one phase inverter. The EMI simulation model of the real PV system has been developed with the aid of impedance analyzer measurements of solar panels and the DC network...
-
Electromagnetic interference frequencies prediction model of flyback converter for snubber design
PublicationSnubber design for flyback converters usually requires experimental prototype measurements or simulation based on accurate and complex models. In this study simplified circuit modelling of a flyback converter has been described to dimension snubbers in early stage of design process. Simulation based prediction of the transistor and diode ringing frequencies has been validated by measurements in a prototype setup. In that way obtained...
-
Voltage and frequency regulation of a standalone induction generator by reduced-rating power electronic compensators - comparative evaluation
PublicationIn this paper are considered two fundamental topologies of power electronic compensators for voltage and frequency control of a standalone self-excited induction generator (IG) system. These are voltage and current source inverter based shunt compensators with energy storage. The aim of this study is to assess main features of both topologies in dynamic and steady-state IG operation. The whole system is modelled with the aid of...
Year 2014
-
A predictive estimation based control strategy for a quasi-resonant dc-link inverter
PublicationIn this paper the predictive estimation based control strategy for a quasi-resonant dc link inverter (PQRDCLI) is developed. Instead of direct measurement of dc link input inverter current – its estimation with one step prediction is applied. The PQRDCLI fed induction motor, controlled with a predictive current estimation stabilized inverter output voltage slopes independently of load. Moreover, reduction of overvoltage spikes...
-
Half-Order Modeling of Saturated Synchronous Machine
PublicationNoninteger order systems are used to model diffusion in conductive parts of electrical machines as they lead to more compact and knowledge models but also to improve their precision. In this paper a linear half-order impedance model of a ferromagnetic sheet deduced from the diffusion of magnetic field is briefly introduced. Then, from physical considerations and finite elements simulation, the nonlinear half-order impedance model...
Year 2013
-
Accurate modeling of quasi-resonant inverter fed IM drive
PublicationIn this paper wide-band modeling methodology of a parallel quasi-resonant dc link inverter (PQRDCLI) fed induction machine (IM) is presented. The modeling objective is early-design stage prediction of conductive electromagnetic interference (EMI) emissions of the considered converter fed IM drive system. Operation principles of the selected topology of PQRDCLI feeding IM drive are given. Modeling of the converter drive system is...
Year 2012
-
Modelowanie falownika napięcia z quasi-rezonansowym obwodem pośredniczącym
PublicationW pracy przedstawiono szerokopasmowe modelowanie falownika napięcia z quasi-rezonansowym obwodem pośredniczącym w środowisku symulatora SABER. Modele łączników energoelektronicznych oraz algorytm sterowania zostały zaimplementowane z wykorzystaniem języka programowania MAST. Dokładność modelu zweryfikowano w oparciu o porównanie charakterystycznych przebiegów symulacyjnych układu z przebiegami eksperymentalnymi oraz analizę porównawczą...
Year 2011
-
A Successful ISIE 2011
PublicationW artykule przedstawiono przebieg międzynarodowej konferencji "20th IEEE International Symposium on Industrial Electronics", zorganizowanej przez Wydział Elektrotechniki i Automatyki PG pod patronatem IEEE Industrial Electronics Society (IES) w dniach 27-30.06.2011 r. W konferencji uczestniczyło ok. 380 uczestników, w tym ponad 80% z zagranicy. W artykule sprawozdano wygłoszone seminaria dydaktyczne, referaty plenarne i najlepsze...
-
Polyarmonic model of synchronous generator for analysis of autonomous power generation systems
PublicationAbstract: This paper presents the polyharmonic modelling of synchronous generator (SG) in machine variables. The simple geometry and windings physical layout has been used for inductance calculations of a salient-pole SG. The main advantage of this model is the ease of describing an autonomous power generation system (APGS) in terms of its topology and thus providing effective analysis at the static and dynamic states, both for...
Year 2010
-
Behawioralny model tranzystora IGBT
PublicationW artykule przedstawiono rezultaty prac nad uniwersalnym modelem tranzystora bipolarnego z izolowaną bramką (IGBT), przydatnym w symulacjach układów energoelektronicznych wymagających odwzorowania stanów ustalonych i dynamicznych. Rozważono behawioralny model IGBT w układzie klasycznym z nieliniowymi aproksymacjami pojemności pasożytniczych. Eksperymentalne testy modelu modułu IGBT typu CM200DY-24A (Mitsubishi) przeprowadzono w...
Year 2009
-
Modelling and analysis of a synchronous generator in more electric aircraft power system using Synopsys/Saber simulator = Modelowanie i analiza generatora synchronicznego w systemie elektroenergetycznym nowoczesnego samolotu. Zastosowanie symulatora Synopsys/Saber
PublicationStreszczenie angielskie: A model for studying synchronous machine (SM) dynamic behaviour in more electric aircraft (MEA) power system is developed and implemented in the Synopys/Saber simulation environment. The modelling language MAST has been used to elaborate the SM model. The elaborated model exhibit a network with the same number of external terminals/ports as the real SM, and represents its behaviour in terms of the electrical...
-
Nonlinear model of a synchronous generator for analysis of more electric aircraft power systems
PublicationA nonlinear model for studying a variable-speed synchronous generator (SG) in more electric aircraft (MEA) power system has been developed. The saturation effects of the SG magnetic circuit have been considered. The model has been implemented in the Synopys/Saber simulation environment. The modelling language MAST has been used to elaborate the SG model. The model exhibit a network with the same number of external terminals/ports...
Year 2008
-
Half-order analytical modelling of ferromagnetic sheet. Validation with finite elements simulation
Publication -
The Wiener filter applied to EMI decomposition
PublicationArtykuł przestawia zastosowanie metody filtracji Wienera do dekompozycji zaburzeń elektromagnetycznych z różnych źródeł. Zaburzenia generowane w trójfazowym rezonansowym falowniku napięcia typy PQRDCLI oraz w przekształtniku napięcia stałego zasilającego obwód sterowania falownika zostały zmierzone z zastosowaniem sieci sztucznej (LISN). W oparciu o transmitancje częstotliwościowe pomiędzy źródłami zaburzeń i zaburzeniami zmierzonymi...
-
Wiener Filtering Applied to Conducted EMI Estimation in Soft Switching Inverter
PublicationW artykule tym przedstawiono metodę szacowania poziomu zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych generowanych w miekko-przełączalnym falowniku napięcia. Wykorzystano metodę filtracji Wienera, gdzie wykorzystano skończoną liczbę filtrów Wienera jako odzwierciedlenie wszystkich warunków generacji i propagacji zaburzeń. Do określenia transmitancji filtrów wykorzystano przebiegi napięć na zaciskach łączników energoelektronicznych...
Year 2007
-
Quasi-resonant dc-link inverter with a reduced number of active elements
PublicationW artykule przedstawiono nową topologię równoległego quasi-rezonansowego obwodu pośredniczącego falownika napięcia. Opisano sekwencje miękkiej komutacji falownika w dwukierunkowym trybie pracy falowniczej i prostowniczej. Analiza układu została zweryfikowana badaniami symulacyjnymi i eksperymentalnymi. Przedstawiona topologia odznacza się prostą strukturą oraz małą ilością elementów aktywnych. Dzięki zastosowaniu krzepkiej strategii...
Year 2006
-
Behawioralne modelowanie i symulacja tranzystorów IGBT w układach energoelektronicznych = Behavioural modeling and simulation of IGBT transistors in power electronics systems
PublicationW referacie przedstawiono rezultaty prac nad modelem tranzystora bipolarnego z izolowaną bramką (IGBT), przydatnym w symulacjach układów energoelektronicznych wymagających odwzorowania zarówno stanów ustalonych jak i dynamicznych przy przełączaniu. Rozważono behawioralny model IGBT o reprezentacji za pomocą równań stanu przy wykorzystaniu katalogowych charakterystyk statycznych oraz nieliniowych aproksymacji pojemności pasożytniczych....
-
Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi metodą częstotliwościową
Publication -
Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi metodą częstotliwościową
Publication
Year 2005
-
Better understanding EMI generation of power converters
PublicationPrzedstawiono metodę przewidywania poziomu zaburzeń w układzie podwyższającym napięcie w oparciu o metodę filtracji Wienera. Pozwoliło to na określenie odpowiedzi impulsowej pomiędzy przyczyną zaburzenia (zmianą napięcia na elementach półprzewdonikowych) a zaburzeniem. Metodę zwerifikowano przy użyciu danych z symulacji oraz pomiarów w rzeczywistym obiekcie
-
Conducted EMI mitigation in switched mode DC-DC converters by spread spectrum techniques
PublicationW artykule przedstawiono skuteczność technik rozpraszania widma do ograniczenia emisji przewodzonej EMI dla szeregowego przerywacza napięcia. Badania porównawcze zostały wykonane laboratoryjnie za pomocą generatora funkcyjnego, miernika zaburzeń i sieci sztucznej. Analiza otrzymanych wyników wykazała, szczególnie korzystne do 20 dB, ograniczenie charakterystyki napięcia emisji przewodzonej dla losowej modulacji częstotliuwości...
-
Komputerowe szacowanie zaburzeń elektromagnetycznych
PublicationPrzedstawiono symulacyjne badania porównawcze w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej EMC modelu obwodowego przetwornicy DC-DC podwyższającej napięcie. Zbadano wrażliwość uzyskanego modelu na kolejne uproszczenia jego postaci, w ten sposób otrzymując zredukowany, równoważny model do oszacowania charakterystyki widma zaburzeń EMI na sieci sztucznej. Taki model zrealizowano w symulatorze TCad i porównano zgodność wyników symulacji...
-
Modelowanie i symulacja zaburzeń przewodzonych z zastosowaniem programów Saber i TCad = Modeling and simulation of conducted emissions with TCad and Saber programs
PublicationPrzedstawiono symulacyjne badania porównawcze w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej EMC modelu obwodowego przetwornicy DC-DC podwyższającej napięcie. Wskazano na specyfikę modelowania wynikającą z potrzeby przewidywania propagacji zaburzeń przewodzonych EMI w szerokim zakresie częstotliwości. Wyznaczono model układu dla symulatora Saber i porównano pomiary charakterystyki widma EMI z wynikami otrzymanymi z symulacji. Zbadano...
-
Szerokopasmowy model uogólnionego łącznika energoelektronicznego
PublicationPrzedstawiono rezultat wstępnych prac nad modelem IGBT przydatnym do symulacji wymagających odwzorowania stanów dynamicznych tranzystora. Zrezygnowano z metody potencjałów węzłowych na rzecz metody zmiennych stanu. Sprawdzono zachowanie klasycznego modelu z nieliniowymi pojemnościami zaciskowymi, których charakterystyki dobrano na podstawie danych katalogowych. Przedstawiono przykład rozszerzenia modelu.
Year 2004
-
Accurate modeling of layout parasitic to forecast EMI emitted from a DC-DC converter.
PublicationThis paper illustrates how to account for all parasitic due to the layout of a power converter (inductive and capacitive), in order to forecast electromagnetic interferences (EMI). The method is generic, and is validated here in the simple example of a DC-DC converter, realized on different technologies: insulated metal substrate (IMS), printed circuit board (PCB). In addition, several layouts aspects will be investigated. Conclusions...
-
Critical evaluation of resonaut gc voltage link inventures for electrical drives.
PublicationPrzedstawiono wyniki modelowania i symulacji falowników z centralnym obwodem rezonansowym dla zastosowań w napędzie elektrycznym. Porównano struktury ukladów z rezonansowym równoległym obwodem pośredniczącym o ograniczonej wartości szczytowej i uasi-rezonansowych. Dla potrzeb projektowania tych układów, wobec przeciwstawnych funkcji celu dokonano ich wielokrytycznej oceny.
-
Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych.
PublicationPrzedstawiono zarys historii oraz tematykę naukowo-badawczą realizowaną w Katedrze Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej.Podano najważniejsze osiągnięcia wdrożeniowe Pracowników Katedry oraz informację o międzynarodowych konferencjach zorganizowanych przez zespoły naukowe Katedry.
-
Modeling and simulation of a demonstration robot fed by a modular hybrid source with the dc brushless motor drive.
PublicationPrzedstawiono model demonstracyjnego robota mobilnego wykonany w środowisku Matlab-Simulink. Robot napędzany jest przez dwa silniki bezszczotkowe prądu stałego. Hybrydowe źródło energii składa się z wodorowego ogniwa paliwowego PEMFC oraz banku superkondensatorów. Wyniki symulacji przedstawiają zapotrzebowanie na moc podczas znormalizowanego cyklu jazdy robota oraz zachowanie układu w zależności od struktury hybrydowego źródła...
-
Symulacja napędów przekształtnikowych z zastosowaniem pakietu TCAD 7.
PublicationW artykule przedstawiono nowe możliwości symulatora układów i napędów energoelektronicznych TCad 7. Wskazano na udoskonalenia najnowszej wersji symulatora związane szczególnie z pracą wielookienkową, upełnieniem biblioteki elementów oraz wykorzystaniem definiowanych przez użytkownika bloków sterowaniatypu USER.
-
Symulator nowoczesnych układów przekształtnikowych TCad 7.
PublicationW artykule przedstawiono niektóre charakterystyczne cechy nowej wersji symulatora TCad, szczególnie podwyższające jego przydatność jako narzędzia badawczego wspomagającego projektowanie oraz nauczanie w energoelektronice i elektrotechnice.
-
Zaawansowane symulacje układów przekształtnikowych z zastosowaniem symulatora TCad 7.
PublicationW artykule wskazano na trudność modelowania sterowania nowoczesnych układów przekształtnikowych i przedstawiono metodę modelowania zastosowaną w symulatorze TCad. Przedstawione rozwiązanie otwiera możliwość wstawiania do programu symulatora dowolnie rozbudowanego programu poprzez bibliotekę DLL, do zawartości której TCad odwołuje się za pośrednictwem specjalnych bloków pomocniczych.
Year 2003
-
Design of hight voltage busbar: trade off between electrical field and stray inductance
PublicationArtykuł dotyczy optymalizacji konstrukcji i technologii szyny doprowadzenia zasilania do pojedynczej gałęzi falownika średniego napięcia. Dla szeregowego układu złożonego z trzech modułów elektroizolowanych (6 par tranzystorów i diod) rozważono warianty geometrii szyny zasilania przy uwzględnieniu wypadkowej indukcyjności obwodu komutacyjnego. Wyznaczono główne składniki indukcyjności rozproszenia oraz wykazano jej wpływ na przepięcia...
-
Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych.
PublicationW komunikacie przedstawiono zarys historii oraz działalności naukowo - badawczej i dydaktycznej Katedry Elektroenergetyki i Maszyn Elektrycznych Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Podano najważniejsze z ostatnich lat osiągnięcia wdrożeniowe pracowników Katedry oraz kierunki aktualnej współpracy międzynarodowej.
-
Modeling of conducted emission of dc-dc switch-mode converter
PublicationW publikacji zaprezentowano sposób modelowania i wyznaczania emisji przewodzonej zaburzeń elektromagnetycznych w przekształtnikach energoelektronicznych. Na przykładzie przekształtnika DC-DC, zostały dobrane odpowiednie narzędzia CAD do szerokopasmowego modelowania i symulacji przekształtnika energoelektronicznego. Otrzymane rezultaty zostały eksperymentalnie potwierdzone i porównane zarówno w dziedzinie czasu jak i częstotliwości...
-
Modelowanie obwodu łącznika energoelektronicznego w programach symulacji PSpice i TCad. Zastosowanie Komputerów w Nauce i Technice. XII cykl seminariów zorganizowanych przez PTETiS, Oddział Gdańsk.
PublicationW referacie zaprezentowano sposób modelowania obwodu łącznika energoelektronicznego w klasycznych programach symulacyjnych, takich jak PSpice oraz TCad. Wykonano analizę matematyczną równań związanych z komutacją układu łącznika energoelektronicznego podczas procesu wyłączania. Wyjaśniono wpływ poszczególnych parametrów obwodowych na jakość procesów komutacyjnych łącznika energoelektronicznego. Ocenę opracowanych modeli łączników...
-
Prototypowanie sterowania wektorowego silnika indukcyjnego w pakiecie TCadPlus
PublicationPrzedstawiono metodę szybkiego prototypowania sterowania polowo-zorientowanego silnika indukcyjnego przy użyciu pakietu TCad Plus. Układ sterowania został uruchomiony na pocesorze sygnałowym TMS32F240. Otrzymane wyniki potwierdziły skuteczność przyjętej metodyki implementacji algorytmów sterowania.
seen 2806 times