دانلود پایان نامه ارشد درباره روش ترکیبی، شبیه سازی، ایفای نقش

دانلود پایان نامه ارشد

3-2- خازن ورودی 29 …………………..…………………………(C1)
3-3-طراحی و محاسبه سلف خروجی…………………………………(L2)31
-4-3طراحی و محاسبه سلف ورودی……………………………….……(L1) 36
– 5-3انتخاب دیود40…….………………………………………………
-6-3 انتخاب سوییچ………….……………………….………………44
-7-3 گیت درایو………..………………………………………………48
-8-3 کنترلر برای تنظیم ولتاژخروجی و استفاده از PWM ……….……..…………..51
-9-3 طراحی اسنوبر……………..……………….……………………54
فصل 4-شبیه سازی مدار با المان های غیرایده آل………………..……..………65
فصل5- طراحی شماتیک و pcb در نرم افزار altium designer ……………………………71
فصل6- منابع مورد استفاده ….……………………………………………88
فهرست شکل‌ها
شکل 1- مبدل کاک کلاسیک14……………………………………..
شکل 2- مبدل کاک در مود کاری اول، زمانی که سوییچ روشن است……………………20
شکل 3 – مبدل کاک در مود کاری دوم، زمانی که سوییچ خاموش است و دیود روشن است……….…21
شکل 4- به ترتیب از بالا ولتاژدوسر سوییچ ،ولتاژ خازن ،جریان سلف ورودی و خروجی ،ولتاژ خازن خروجی ، جریان خروجی…………………………………………………………….23
شکل5-رابطه بین جریان و دما با عمرمدار……………………..…………28
شکل6-ارتباط بین مقدار ESRو فرکانس کار………………………………28
شکل7-ارتباط بین دمای محیط و جریان ریپل و عمر موثر30…………………………
شکل8-ارتباط بین مقدار ESRو فرکانس کاری………….……………………31
شکل9-ابعاد طرح کلی از هسته فریت EE 33…………………………………
شکل10-ابعاد طرح کلی از هسته فریت EE …………..……………………37
شکل11-دیاگرام عملکردی آی سی 7667 …………..……………………43
شکل21-مدار عملی تست شده گیت درایو………………………………43
شکل31-نمودار مربوط به گیت ماسفت……………..…………………47
شکل41-نمودار مربوط درایو سرعت بالا چند ماسفت 49……..…………………
شکل51- نمای داخلی و خارجی TL494 …………………………………50
شکل61-بلوک دیاگرام نمای داخلی TL494 51………………..………………
شکل71-روش استفاده از تقویت کننده خطا در TL494 ………………………52
شکل18-نمودار زمانی مربوط به فلیپ فلاپ داخلی …………..………………54
شکل19-مدار اسنابرRCD برای خاموشی سوییچ…..…………………………54
شکل20-نمودار مربوط به ولتاژ و جریان foldback ……………………………55
شکل21-بلوک دیاگرام foldback ………………………..…………61
شکل 22- مدار حرارتی کلید معادل………………….…………………61
شکل 23-نمای کلی از شبیه سازی مدار کاک در حالت ایده آل ……………………67
شکل 24- ولتاژ خروجی مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل ……………………67
شکل 25- ریپل ولتاژ خروجی مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل 68………………………
شکل 26- جریان خروجی مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل 68……………..…………
شکل 27 – جریان سلف خروجی(L2) مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل 68……………………
شکل 28 –ریپل جریان سلف خروجی(L2) مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل …………..……69
شکل 29- ولتاژ خازن ورودی(C1) مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل ……………………69
شکل 30- ولتاژ خازن ورودی(C1) مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل …………………69
شکل 31- ولتاژ خازن خروجی(C2) مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل …………………70
شکل 32-ریپل ولتاژ خازن خروجی(C2) مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل 70………………
شکل 33- ولتاژ سوییچ مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل ………………….………70
شکل 34- ولتاژ دیود مدار مبدل کاک در حالت غیر ایده آل …………………………71
شکل 35- طراحی شماتیک مبدل درنرم افزار آلتیوم ………………………………73
شکل-36 نمای یک track‌ از PCB …………………………….…………………74

فهرست جدول‌ها
جدول 1 مقایسه جریان و ولتاژ ورودی و خروجی مبدل کاک و باک بوست…………………16
جدول2- مشخصات عمومی خازن آلومینیم سری 150RML …………..……………26
جدول 3-چارت مربوط به اندازه خازن واسترس ولتاژ و ابعاد مورد نظر ………….………27
جدول 4-اطلاعات مورد نیاز الکتریکی خازن ……………………….………….……27
جدول5- مشخصات عمومی خازن آلومینیم سری 152RMH ……….…………..…29
جدول6-ارتباط بین اندازه خازن و استرس ولتاژ و ابعاد آن …….…………..………30
جدول7- اطلاعات مورد نیاز الکتریکی خازن مورد نیاز ……………..………………31
جدول 8- مشخصات نامی و ویژگی های الکتریکی دیود …………………..………41
جدول 9- مشخصات مرتبط با بازیابی دیود ……………………………..………42
جدول 10- مشخصات مرتبط با حرارتی دیود …………………………….………42
جدول 11- مشخصات نامی ماکزیمم سوییچ ………………………..……………45
جدول 12- مشخصات پارامترهای سوییچ ماسفت و مقاومت حرارتی …………………46
جدول 13- مشخصات مقاومت شرکت زنیتسان ……………………………………48
جدول 14- مشخصات الکتریکی ICL7667 ………………………………………49
جدول 15- مشخصات پیشنهادی برای عملکرد بهتر TL494 ………….……………52
جدول 16-مشخصات خازن سرامیکی شرکت ویشای ………………………………56
جدول 17-مشخصات دیود فوق سریع شرکت ویشای ………………….……………57
جدول 18-مشخصات فیوز شیشه ای ………………………………………………59
جدول 19-مقادیر المان های پارازیتی …………………………………….………66

فهرست نشانه‌های اختصاري
خازن ورودی سوییچ Ciss
خازن خروجی سوییچ Coss
پهنای پالس مدولاسیون PWM
جریان پالسی درین IDM
خازن سوییچ شده SC
سلف سوییچ شده SL
روش ترکیبی SL/SC
ولتاژ ورودی
V_s
جریان ورودی سوییچ
I_sw
روش بالا بردن ولتاژ VL
ولتاژ خروجی
V_o
تعداد دور سلف
n
توان خروجی
P_out
توان ورودی
P_in
ریپل جریان
∆I
جریان dc
I_DC
جریان DC ورودی
I_(〖DC〗_in )

مقاومت بار
R_L

سلف پارازیتی سری
ESL
مقاومت پارازیتی سری
ESR
ولتاژ موثر
V_RRM
جریان هدایتی
I_F
ولتاژ هدایتی
V_f
مقاومت خروجی گیت درایو
R_out
ولتاژ گیت –درین درایو
V_GD
ولتاژ گیت-سورس درایو
V_GS
Total Gate Charge
Q_g
مقاومت بین گیت درایو و کلید
R_G
ولتاژ ورودی گیت درایو
I_ing
جریان پیک
I_PK
ریپل جریان
∆I
چگالی جریان
J
جریان موثر
I_RMS
سطح مقطع سیم
A_W
تعداد دور
N
ضریب پر شدگی پنجره هسته
K_u
پنجره هسته
W_a
فاصله هوایی
l_g
Fringing effect
F
سطح مقطع هسته که شار از آن عبور می کند
A_c
Core geometry
K_g
ضریب رگولاسیون
α
تلفات مسی
P_cu
تلفات آهنی
P_fe
مجموع تلفات آهنی و مسی
P_⅀
چگالی شار اشباع مغناطیسی
B_m
دمای پیوند نیمه هادی
T_j
تعداد دور با در نظر گرفتنF
N_n
دمای افزایش یافته
T_r
چگالی شار اشباع مغناطیسی ماکزیمم
B_pk
تلفات کلیدx
P_swx
زمان روشن شدن کلید
t_on
زمان خاموش شدن کلید
t_off
مقاومت درین-سورس کلید
R_DS
تلفات هدایتی کلید
P_f
مجموع تلفات هدایتی وکلیدزنی کلید
P_totx
بیشترین دمای عملکرد صحیح
θ_max
مقاومت حرارتی بین junction و case
R_jc
مقاومت حرارتی بین sink و case
R_sc
مقاومت حرارتی بین channel و case
R_cs
مقاومت حرارتی بین junction و هوا
R_(thj-a)
جریان هدایتی دیود
I_F(AV)

فهرست کلمات اختصاری
AWG American Wire Gauge
CR Rated capacitance at 100 Hz, tolerance 20 %

ESR Equivalent series resistance
IR Rated RMS ripple current at 100 kHz, 105 °C

PWM Pulse Width Modulation
UR Rated voltage range
IL2 Max leakage current after 2 min at UR

tan δ Max dissipation factor at 100 Hz

Z impedance
Tr Rise time
Tf Fall time
Td(on) Turn-on Delay time
Td(off) Turn-off Delay time
Qg Total Gate Charge
Qgs Gate-to-Source Charge
Qrr Reverse Recovery Charge
ton Forward Turn-on Time
Rthjc Junction to Case Thermal Resistance

فصل1 – مقدمه

فصل1 – مقدمه
امروزه مبدلهای DC_DC بطور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند. در بین این مبدلها، مبدلهای Cuk بهعلت مشخصات مناسب آنها، کاربردهای فراوانی دارند. یک مبدل Cuk کلاسیک در شکل 1 آورده شده است.

شکل 1- مبدل کاک کلاسیک
این مبدل ولتاژ خروجی با پلاریته عکس ورودی ایجاد میکند. سلفهای موجود در ابتدا و انتهای این مبدل، ریپل جریان را تا حد زیادی کاهش میدهند. بهرهی ولتاژ در یک مبدل Cuk کلاسیک بهصورت زیر است.

مقدار عملی D(دوره کاری) در رابطهی 1-1 نمیتواند از یک حد بخصوص (معمولاً 0.9) بالاتر رود. بنابراین ولتاژ خروجی و قدرت انتقالی مبدل نمیتواند به اندازهی کافی بزرگ شود. با پیشرفت گسترده تکنولوژی، این عیب میتواند کاربرد مبدلهای Cuk را محدود سازد. برای رفع این مشکل باید از روشهایی برای افزایش بهرهی ولتاژ این مبدلها استفاده کرد.
برای افزایش سطح ولتاژ خروجی روشهای مختلفی ارائه شدهاند. یکی از این روشها، روش Cascade(آبشاری) کردن این مبدلها است. با این کار تعداد کلیدها بهطرز قابل ملاحظهای افزایش خواهد یافت و علاوه بر مشکلات کنترل کلیدزنی این مبدلها، هزینهی آنها هم افزایش مییابد. علاوه بر این با افزایش تعداد عناصر مدار، هزینهی مدار نیز افزایش خواهد یافت. بهمنظور حل این مشکل روشهایی از قبیل خازن سوییچ شده (SC)، سلف سوییچ شده (SL)، روش ترکیبی SL/SC و روش بالا بردن ولتاژ (VL) ارائه شدهاند.
مهمترین مزیت روش خازن سوییچ شده، عدم استفاده از سلف در ساختار مبدل است که در نتیجهی آن حجم و قیمت مبدل کاهش چشمگیری مییابد. با این وجود افزایش تعداد سوییچهای بکار رفته در این روش باعث ایجاد مشکل در کنترل کلیدزنی و افزایش قیمت مبدل میشود. در روش سلف سوییچ شده، خازنها در مدار مورد استفاده قرار نمیگیرند اما باز هم تعداد بالای سوییچها مشکلساز است.
روش VL روش سودمندی است که در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد. این روش میتواند در مبدلهای DC_DC هم مورد استفاده قرار گیرد. در این روش بر خلاف روشهای SC و SL هم سلف و هم خازن در مدار ایفای نقش میکنند و تمامی خازنهای داخلی مدار بهوسیله منبع ولتاژ کاملاً شارژ میشوند. مهمترین مزیت روش VL این است که در آن از حداکثر یک و یا دو سوییچ استفاده میشود که ما را از برنامههای پیچیده کلیدزنی بینیاز میکند.
در جدول شماره 1 مقایسه بین دو مبدل کاک و باک بوست را می توانید ببینید که ویژگی های هر کدام بیان شده است.

جدول

پایان نامه
Previous Entries مقاله درمورد دانلود كنترلر، كنترل، بلوك، PWM Next Entries دانلود پایان نامه ارشد درباره شبیه سازی