بخشی از مقاله
چکیده
انرژی در جهان امروز یک عامل راهبردی است. در این میان انرژی اتمی به عنوان یک رهیافت با بازدهی بالا برای تولید انرژی مطرح می باشد. هم اکنون دو رهیافت شکافت و گداخت برای تولید انرژی اتمی مطرح است. که رهیافت دوم به دلیل پاک تر بودن امروزه بیشتر مورد توجه می باشد. همجوشی هسته ای - - Nuclear Fusion واکنش میان دو هسته اتمی است که آن دو به هم می پیوندند و هسته ای سنگین تر را می سازند. امروزه روشها و دستگاههای مختلفی برای تولید انرژی هسته ای به روش گداخت وجود دارد.
یک روش دستگاه پلاسمای کانونی و روش دیگر راکتور گداخت پلی ول می باشد. در این مقاله منابع تغذیه دستگاه مولد نوترون پلاسمای کانونی 500 کیلو ژول و راکتور گداخت پلی ول 25 کیلو وات آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته اند. این منابع تغذیه ولتاژ بالا که در نوع DC و پالسی مورد مطالعه قرار گرفته اند، ولتاژ بالا بوده و حساسیت های طراحی و شبیه سازی ویژه ای را دارند. دراین مقاله نتایج شبیه سازی،برای منبع تغذیه 60 کیلو ولت 400 میلی آمپر DC پلاسمای کانونی و 50کیلو ولت دی سی و منبع تغذیهی پالسی 200 آمپر با عرض پالس 2 میلی ثانیه برای دستگاه پلی ول در نرم افزار Multisim ارائه شده است.
.1 مقدمه
در اینجا ابتدا به توضیح مختصری در مورد منابع تغذیه خطی و سویچینگ می پردازیم و در نهایت مشخصات یک منبع تغذیه را به عنوان منبع تغذیه مناسب برای این منظور معرفی خواهیم کرد. منبع تغذیه به اجزا یا سیستم یا زیر سیستمی اطلاق میگردد که توان الکتریکی را از شکلی به شکل دیگر در میآورد. که معمولا از حالت متغیر به حالت یکسو می باشد. عملکرد مناسب قطعات الکترونیکی مانند قطعات کامپیوتر و ماشینهای صنعتی و یا اجزای نظامی به عملکرد و اعتبار منابع تغذیه بستگی دارد. قبل از اینکه بتوان به طراحی یک مبدل پرداخت، بایستی یک توپولوژی اتخاذ گردد. شکل زیر بلوک دیاگرام مربوط به منابع تغذیه سوییچینگ را نمایش می دهد.
شکل - - 1 بلوک دیاگرام کلی منبع تغذیه سویچینگ
بلوک مربوط به EMI برای حذف نویزواثرهای ناخواسته الکترومغناطیسی است که میبایست از فیلتر EMI و اتصالات RF استفاده کرد. بلوک مربوط به یکسو کننده - - Rectifier بدین منظور است که در طرح منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی AC باشد، ابتدا از یک طبقه یکسو کننده عبور میکند. طبقه یکسو کننده یک ولتاژ DC رگوله نشده ایجاد میکند که این ولتاژ DC به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل میشود. جریان کشیده شده توسط یکسو کننده از منبع تغذیه AC باعث ایجاد پالسهای کوتاه در اطراف پیک ولتاژ AC میشود. بلوک دیاگرام - Power Factor Correction - PFC برای اصلاح ضریب قدرت در نظر گرفته شده است.
پالسهای کوچک در فرکانسهای بالا باعث کاهش فاکتور توان منبع تغذیه سوئیچینگ میشوند. در اینجا از تکنیکی باید استفاده کرد و جریان یکسو شده را مجبور کرد تا شبیه یک شکل موج سینوسی باشد که در واقع فاکتور توان اصلاح شود. بلوک دیاگرام AC به DC امنیت لازم را برای کاربر برای کار در ولتاژهای متوسط فراهم می کند. بدین منظور از مدارهای Fly back، Push pull استفاده می گردد. بلوک مبدل DC بهDC ایزوله شده جهت تبدیل ولتاژ یکسو شده مرحله قبل در حالت ایزوله شده برای سطح ولتاژ مورد نظر می باشد. آخرین بلوک نیز برای تبدیل ولتاژ یکسو شده به سطوح یکسو شده مورد نظر در حالت غیر ایزوله شده می باشد. در این طبقه از توپولوژی های BUCK و Boost و سلف های قدرت استفاده می گردد
.2منبع تغذیه دی سی پلاسمای کانونی 500 کیلو ژول
منبع تغذیه در نظر گرفته شده به منظور تامین انرژی بانک خازنی، یک منبع تغذیه سوییچینگ 60 کیلو ولت، 400 میلی آمپر می باشد. شکل زیر پیاده سازی و شبیه سازی منبع تغذیه دی سی 60 کیلو ولت 400 میلی آمپر سه فاز را با نرم افزار Mutlisim نمایش می دهد.
شکل - - 2مدار منبع تغذیهی 60 kv DC در Multisim
لحاظ کردن ریپل60 ولت، با توجه به فرمول بالا ظرفیت خازن یکسو ساز تقریبا 7,5 میکرو فاراد بدست می آید. البته نتایج شبیه سازی مقدار 10 میکرو فاراد را بدست میدهدکه به علت ایدهآل نبودن دیودهای یکسو ساز و در نتیجه اثر آن بر ولتاژ ریپل خروجی می باشد.
