مبدل هاي بهره بالا بر پايه سلف هاي تزويج شده كليد شونده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

نياز روزافزون صنعت به انرژي، روند اتمام سوخت‌هاي فسيلي را تسريع كرده است. اتمام سوخت‌هاي فسيلي در آينده نزديك موجب توجه مضاعف بر انرژي‌هاي تجديد پذير گشته است. سطح ولتاژهاي توليدي با انرژي‌هاي تجديد پذير كم است و براي كاربردهاي صنعتي مناسب نيست. لذا ارائه مبدل‌هاي افزاينده ولتاژ در جهت حل اين مشكل ضروري است. به‌طوركلي تمهيدات طراحي اين مبدل‌ها عبارت‌اند از: بهره بالا، راندمان بالا، هزينه و قابليت اطمينان. اولين هدف در طراحي مبدل‌هاي افزاينده DC-DC افزايش بهره ولتاژ مي‌باشد. به اين منظور ساختارهاي متنوعي مانند كسكد، كليدهاي سلفي/خازني و سلف كوپل شده ارائه شده‌اند. مبدل‌هاي افزاينده جديد DC-DC عمدتاً تركيبي از اين ساختارها مي‌باشند. دومين فاكتور اساسي در طراحي اين مبدل‌ها راندمان است. بهبود راندمان از دو روش كاهش تلفات هدايتي و كاهش تلفات كليدزني امكان پذير است. به‌طور كلي تلفات هدايتي خود به دو عامل تعداد و مقاومت المان‌ها وابسته است. به اين ترتيب ارائه مبدل با كمترين تعداد المان و كمترين تنش ولتاژ روي المان‌هاي نيمه‌هادي در اولويت است. برخي ساختارهاي افزايش بهره مانند كليد اكتيو سلفي به‌طور ذاتي در كاهش تنش ولتاژ المان‌ها نقش دارند. در ساير ساختارها اين مهم با طراحي توپولوژي مناسب برقرار مي‌شود. عطف به شرايط كليدزني، استفاده از مدارات كمكي جهت حصول كليدزني نرم از راهكارهاي متداول در مبدل‌هاي افزاينده DC-DC است. ايراد اين ساختارها افزايش تلفات هدايتي به علت حضور المان‌هاي اضافي مي‌باشد. راهكار متداول ديگر بهره بردن از سلف نشتي سلف‌هاي كوپل شده مي‌باشد كه از روش‌هاي محبوب ايجاد كليدزني نرم به شمار مي‌رود. در فصل اول اين پايان نامه روش‌هاي پايه اين مبدل‌ها بحث مي‌شوند. فصل دوم به معرفي تعدادي از ساختارهاي جديد و بررسي مزايا و چالش‌هاي هر ساختار اختصاص داده شده است. در ادامه، در فصل‌هاي سوم چهارم، دو مبدل بسيار افزاينده پيشنهادي به‌تفصيل مورد مطالعه و تحقيق قرار مي‌گيرند. به‌طور خلاصه، ساختار مبدل‌هاي پيشنهادي بر مبناي كليد سلفي است. افزايش بهره در هر دو مبدل از طريق سلف‌هاي كوپل شده و اين ساختار انجام شده است. از منظر راندمان، افزون بر تلفات هدايتي كاهش يافته به سبب ساختار سلفي و تعداد المان كم، تلفات كليدزني نيز با فراهم كردن شرايط كليدزني نرم كاهش پيدا كرده است. اين تلفات در مبدل اول كاهش يافته و در مبدل دوم كاملاً حذف شده است. طراحي مبدل اول بر مبناي كليد سلفي و سلف كوپل شده است. در اين مبدل با طراحي مناسب شرايط روشن شدن كليد در جريان صفر با بهره بردن از سلف نشتي فراهم شده است. در مبدل دوم، يك مدار اسنابر به ساختار مبدل اول اضافه شده كه شرايط خاموش شدن كليدها در ولتاژ صفر را فراهم مي‌كند. افزون بر اين، مشابه مبدل اول كليدهاي اين مبدل نيز در شرايط جريان صفر روشن مي‌شوند كه موجب عملكرد اين مبدل در شرايط كليدزني نرم كامل مي‌گردد. مبدل اول در توان250 W ، ولتاژ ورودي 50 V و ولتاژ خروجي 500 V و مبدل دوم در توان200 W ، ولتاژ ورودي 40 V و ولتاژ خروجي 400 V طراحي شده است. در فصل پاياني نيز به جمع بندي مطالب بيان شده در فصول سوم و چهارم پرداخته مي‌شود.

227418

الكترونيك- مدارهاي مجتمع

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان