۳۶V

V_dc

• 1. 1. حصول سوئیچ‌زنی نرم در لحظه روشن شدن سوئیچ مبدل

مشکل اصلی که با عملکرد سوئیچینگ سخت در حالت CCM^[33] در مبدل بوجود می‌آید، کاهش راندمان به علت جریان بازیابی معکوس دیود خروجی است. این مسئله یک منبع مهم تلفات در مبدل‌های قدرت می‌باشد. چندین مدار اسنابر پیشنهادی برای مبدل بوست در مقالات معرفی شده که می‌تواند از تأثیرات این مسئله بکاهد. اما عملکرد صحیح این مدارت اسنابر برای رنج وسیعی از ورودی‌های مختلف مشکل است. بنابراین استفاده از این مدارات اسنابر در مبدل بوست ساده نمی‌تواند برای مبدل‌های قدرت با رنج ورودی وسیع، مؤثر باشد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

با ادغام سه مدار اسنابر به مبدل سپیک بهبود یافته، می‌توان مسئله بازیابی معکوس دیود خروجی را کاهش داد. این مدار اسنابر در تمام رنج‌های ولتاژ ورودی مؤثر است. ساده‌ترین مدار اسنابر اضافه شده به مبدل سپیک بهبود یافته، شامل سلف L_snb و دیود D_snb در شکل(۴-۷) نشان داده شده است.

ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم در لحظه روشن شدن سوئیچ در مبدل سپیک بهبود یافته
سلف L_snbکه به طور معمول بین ۱۵ تا ۲۰ میکرو هانری می‌باشد، به صورت سری با سوئیچ قدرت قرار می‌گیرد. این اندوکتانس، di/dt را در لحظه روشن شدن سوئیچ محدود می‌کند و شرایط سوئیچ زنی با جریان صفر (^[۳۴]ZCS) را برای سوئیچ قدرت فراهم می‌کند.
هنگامی که سوئیچ قدرت خاموش می‌شود، انرژی ذخیره شده در سلف L_snbاز طریق دیود D_snb به خازن C_S منتقل می‌‌شود. این پیکربندی تلفات ناشی از روشن شدن سوئیچ را محدود می‌کند، که یکی از مهمترین تلفات انتقال می‌باشد.

• حصول سوئیچ زنی نرم در لحظه خاموش شدن سوئیچ مبدل

با اضافه کردن دو المان دیگر شامل دیود D_snb2 و خازن C_snbبه مبدل، مطابق شکل (۴-۷) ، می‌توان شرایط سوئیچینگ نرم را برای سوئیچ هم در لحظه روشن شدن و هم در لحظه خاموش شدن سوئیچ،
فراهم کرد.
سلف L_snbهمان‌ طوری که در قسمت قبل گفته شد، di/dt را در لحظه روشن شدن سوئیچ محدود می‌کند. هنگامی که سوئیچ قدرت خاموش می‌شود، انرژی ذخیره شده در این سلف از طریق دیود D_snb1 به خازن C_snb انتقال می‌یابد. شرایط اولیه در خازن C_snb برابر صفر است و مقدار ظرفیت خازنی پایین، dv/dt سوئیچ قدرت را محدود می‌کند. ولتاژ خازن C_snb افزایش می‌یابد تا اینکه سطح ولتاژ آن به سطح ولتاژ خروجی برسد و دیود D_snb2را روشن نماید. در این لحظه ولتاژ سوئیچ برابر ولتاژ خروجی می‌گردد. هنگامی که سوئیچ روشن است، انرژی ذخیره شده در C_snb از طریق D_snb2 و L_snb به خازن C_S انتقال می‌یابد تا اینکه خازن C_snb به طور کامل تخلیه و ولتاژ آن برابر صفر گردد و شرایط اولیه صفر را جهت هنگامی که سوئیچ خاموش می‌شود، فراهم می‌کند. شکل موج‌های مبدل مذکور درشکل(۴-۸) نمایش داده شده است.

ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم در لحظه خاموش شدن سوئیچ در مبدل
خازن C_r که در مدار کامل مورد استفاده در شبیه­سازی مورد استفاده قرار گرفته است، نقش مهمی در ایجاد شرایط ZVS در لحظه قطع شدن سوئیچ دارد. در لحظه‌ای که سوئیچ وصل می‌شود، جریان سلف L_snb افزایش می‌یابد تا اینکه برابر مجموع جریان L₁ و C_Sشود، در این هنگام خازن C_r انرژی خود را در سلف L_snbتخلیه می‌کند، در نتیجه ولتاژ خازن کاهش می‌یابد به طوری که ولتاژ آن در نهایت به ولتاژ منفی می‌رسد. این ولتاژ منفی، سطح ولتاژ در سمت کاتد دیود D_snb2 را کاهش داده و باعث روشن شدن دیود D_snb2 شده و شرایط را جهت دشارژ کامل و ایجاد شرایط اولیه صفرخازن C_snb فراهم می‌کند.

• افزایش بهره مبدل

برای افزایش بهره، جهت دست­یابی به ولتاژ بالای ۳۸۰ ولت و یا ۲۲۰ ولت، می‌توان با اضافه کردن یک بلوک ضرب‌کننده به مبدل، به این مهم دست یافت. یک بلوک ضرب‌کننده شامل خازن‌های C_n1 و C_n2 و دیودهای D_n1 و D_n2 و سلف کوچک L_r می‌باشد. در مدت زمانی که سوئیچ قطع می‌باشد، جریان از طریق سلف L_r و خازن C_n2 به خروجی انتقال می‌یابد. از طرفی مقداری جریان از طریق دیود D_n1 ، خازن C_n1 را شارژ می‌کند. هنگامی که سوئیچ وصل می‌شود جریان در سلف L_r به صورت نزولی به خروجی انتقال می‌یابد. بنابراین دیود D_o با جریان بازیابی معکوس کمتری قطع شود. بعد از قطع شدن دیود خروجی D_o ، خازن C_n2 بوسیله انرژی که در مرحله قبل در خازن C_n1 ذخیره شده، شارژ می‌شود. ولتاژ خروجی مبدل برابر مجموع ولتاژ خازن C_n2 و ولتاژ خروجی مبدل سپیک بهبود یافته می‌باشد. بلوک ضرب کننده می‌تواند بدون استفاده از سلف رزنانسی L_r کار کند. اما استفاده از این سلف کوچک در حد ۴ µH ، همانطوری که گفته شد، می ­تواند تأثیر منفی جریان بازیابی معکوس را در تمام دیودها کمینه کند.
مدار نشان داده شده در شکل (۴-۹)، که به عنوان بلوک ضرب کننده در شکل (۴-۶) مورد استفاده قرار گرفته است باعث می­ شود که سطح ولتاژ خروجی تا چندین برابر افزایش یابد و از مقدار حدودا دو برابر به ۶-۷ برابر ولتاژ ورودی برسد که البته این بهره به مقدار دوره­^[۳۵] مورد نظر در مدار نیز بستگی دارد که ما D، را در این مدار برابر با ۰.۵، در نظر می­گیریم.
با توجه به نتایج شبیه­سازی مبدل پیشنهادی (شکل ۴-۱۰) مشخص می­گردد که شکل موج ولتاژ خروجی تقریبا ۶ تا ۷ برابر ولتاژ ورودی می­باشد که این عدد هم به نوع مبدل و هم به استفاده از بلوک ضرب کننده­ شکل (۴-۹)، مربوط می­باشد. از طرف دیگر خروجی دارای ریپل حدود ۱ولت می­باشد.