بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
بررسی مبدل های نیم پل و تمام پل (Full_Bridge & (Half_Bridge
اسلاید 3 :
مبدل نيم پل DC-DC (Half-Bridge PWM DC-DC converter) مقدمه اين مبدل شامل دو سوئیچ ، يك ترانسفورمر و يك يكسوكننده (ركتيفاير) است كه رنج توان اين مبدل معمولاًبالاتراز 200وكمتراز 500 وات است
مزايا :
1. ولتاژ دوسرسوئیچهادرزمان خاموش بودن آنهاكوچكتر يا مساوي حداكثر ولتاژ dc مبدل است .
2. چون نصف ولتاژ ورودي روي سيم پيچ اوليه ترانسفورمر مي افتد، لذا خطر به اشباع رفتن هسته ترانس وجود ندارد . بنابراين نيازي به مدارات كنترلي پيچيده و گران قيمت نيست .
3-اين مبدل يك مبدل افزاينده يا كاهنده است .
عيب : نسبت به مبدلهاي قبلي داراي تجهيزات بيشتر و در نتيجه گران قيمت تر است .
مد های کاری:اين مبدل مثل ساير مبدلها در 3 مد پيوسته (CCM) ، ناپيوسته (DCM) و مرزي (CCM/DCM) كار ميكند .
اسلاید 4 :
توصيف مدار 3 تيپ مدار براي اين مبدل مطابق شكل زير وجود دارد :
درشكل (a) يك مبدل نيم پل با يكسوساز- ترانسفورمر سر وسط دار ودو عدد خازن جهت حذف جریان DCعبوری از سیم پیچ اولیه ی ترانس استفاده شده است.
شكل (b) يك مبدل نيم پل با يكسوساز تمام موج است.
شكل (c) يك مبدل نيم پل با يكسوساز نيم موج است.
در اينجا مبدل نوع (a) را تحليل خواهيم كرد. (تحليل هر 3 نوع تقريبا مشابه هم هستند.)
اسلاید 5 :
بررسی عملکرد مدار مبدل های نیم پل:
باتوجه به اینکه در این مبدل ها دو عدد کلید داریم پس چهار مد کاری خواهیم داشت.
که به صورت زیر می باشند:
SW1:on & SW2:off 0 SW1:off & SW2:off DTSW1:off & SW2:on T/2 SW1:off & SW2:off T/2+DT توجه: روشن بودن هم زمان دو سوئیچ باعث اتصال کوتاه شدن دوسرمنبع وآسیب دیدن آن خواهدشدپس این حالت امکانپذیرنیست.
فرضيات
ماسفتهاي قدرت ، ديودها و ترانسفورمر ايده آل هستند .
ظرفيت خازني و اندوكتانس ماسفتها و ديودها صفر است .
عناصر فعال خطي ، تغييرناپذير با زمان و مستقل از فركانس هستند .
امپدانس خروجي منبع ولتاژ ورودي VI براي عناصر AC و DC صفر است .
اسلاید 6 :
0SW1:on & SW2:off
سؤال:چرا مقدار اولیه ی جریان Lmمنفی است؟
جواب: با تحلیلی که برای قسمت های بعدی خواهیم داشت مشخص می شود که ولتاژLm برابر باv/2 یا v/2- می باشد پس جریان سلف نیز بین دو مقدار مثبت ومنفی (به صورت قرینه) تغییر می کند.
اسلاید 7 :
برطبق رابطه ای که در اسلاید های بعدی بدست خواهد آمد اگر ولتاژ خروجی ثابت باشد انگاه:
اسلاید 8 :
توجه: از رابطه ی فوق در اسلاید های بعدی استفاده خواهد شد
در ثانويه ی ترانسفورمر داريم :
اسلاید 9 :
پس جریان Lmمقدار ثابتی دارد.
DTSW1:off & SW2:off
اسلاید 10 :
اگر در رابطه فوق قرار دهیم t=T/2خواهیم داشت:
با توجه به اینکه در کار پریودیک هستیم برای قسمت a خواهیم داشت:
اما در ثانويه ی ترانسفورمر داريم :
به این علت که جریان مثبت سلف از دیود ها عبور می کند پس هر دو دیود در بایاس مستقیم قرار می گیرند وخواهیم داشت:
حال اگر رابطه ی فوق را با رابطه ی 1 برابر قرار دهیم خواهیم داشت:
اسلاید 11 :
دراین حالت انرژی ذخیره شده در ترانس از خاموش شدن سوئیچها جلوگیری خواهدکردکه وجوددیودهای موازی بااین سوئیچهاانرژی ذخیره شده در ترانس در سمت اولیه را به منبع وخازنها برمی گرداند.
همچنین در ثانویه تراس جریان سلف Lبه سرنقطه دارترانس وارد شده که دراین حالت دیود D1 وD2دربایاس مستقیم خواهندبودوازهركدام جريانiL/2 عبورمي كند ودرنتيجه انرژی سلف درباروخازن تخلیه خواهدشد وديودهاازعبورجريان به صورت عكس جلوگيري مي كنندبنابراين چرخش جريان سلف درسيم پيچ هاي ترانس امكانپذيرنيست.
اسلاید 12 :
T/2SW1:off & SW2:on
اسلاید 13 :
اما در ثانويه ی ترانسفورمر داريم :
اسلاید 14 :
T/2+DT SW1:off & SW2:off
تحلیل این حالت مانند حالت b می باشد.
اسلاید 15 :
باتوجه به تحلیل های قبلی شکل موج ها به صورت زیر می باشند:
اسلاید 16 :
بررسي حالت مرزي :
اين حالت زماني رخ مي دهد كه جريان اوليه سلف صفر باشد .
شكل موج جريان سلف در حالت مرزي بصورت زير است :
توجه: چون ممکن است ولتاژ ورودی بین دو مقدار دارای نوسان باشد آنگاه خواهیم داشت:
اگر در رابطه ی جریان برای زمان های قرار دهیم خواهیم داشت
حداكثر پيك جريان سلف در حالت مرزي بصورت زير محاسبه مي شود :
محاسبه ی
اسلاید 17 :
از طرفی، جريان خروجي DC برابر با متوسط جریان سلف که برابر با مساحت مثلث می باشدقرار دهیم آنگاه :
اگر از جایگذاری کنیم آنگاه
اسلاید 18 :
:خلاصه ی از روابط موجود در اسلاید های قبلی
اسلاید 19 :
problem
اسلاید 20 :
مبدل تمام پل DC-DC (Full bridge PWM DC-DC converter)
مقدمه
مبدل تمام پل داراي 4 سوئيچ مي باشد .
اين مبدل ميتواند توان خروجي بيشتري نسبت به مبدل نيم پل تحويل دهد وبه ازای توانهای یکسان جریان عبوری ازکلیدهادراین مبدل نصف جریان عبوری ازکلیدهادرمبدل نیم پل است. محدوده توان خروجي تقريبا 0.5 – 5 kw است.
اين مبدل مثل ساير مبدلها ممكن است دريكي از 3 مد پيوسته (CCM) ، ناپيوسته (DCM) ويا مرزي (CCM/DCM) كاركند.
