بررسی انواع منابع تغذیه سوئیچینگ و شبیه سازی مبدل DC-DC باک
67 صفحه در قالب word
چکیده پروژه:
این پروژه در مورد منابع تغذیه سوئیچینگ با کنترل جریان می باشد. این نوع کنترل در نسل جدید منابع تغذیه سوئیچینگ کاملأ رواج یافته است. این پایان نامه در مورد انواع منابع تغذیه سوئیچینگ ، مزایا و معایب هر یک از آنها و تفاوتهای بین انواع مختلف کنترل با حلقه های فیدبک پرداخته است.در انتها یک مبدل DC-DC از نوع باک ،بااستفاده از سیمولینک مطلب شبیه سازی شده و نتایج آن آورده شده است.
فهرست مطالب
مقدمه: 1
بخش اول: مروری بر منابع تغذیه سوئیچینگ
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی 2
بخش دوم: اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
1-2: انواع رگولاتورهای ولتاژ 4
2-2:چاپرهای DC 4
3-2: اصول رگولاتورهای سوئیچینگ 6
بخش سوم: رگولاتورهای سوئیچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله کننده
1-3:رگولاتور باک ( Buck ) 9
2-3: رگولاتور بوست ( Boost 11
3-3: رگولاتور باک – بوست ( Buck – Boost ) - 14
بخش چهارم: رگولاتورهای سوئیچینگ با ترانسفورماتور ایزوله کننده
1-4: رگولاتور فلای بک ( Fly Back ) 17
2-4: رگولاتور پوش پول ( Push Pull ) - 19
3-4: رگولاتور نیم پل ( Half Bridge ) 21
4-4: رگولاتور تمام پل ( Full Bridge ) 23
بخش پنجم: شبیه سازی مبدل باک 26
بخش ششم: مدارات مجتمع ( IC های ) کنترل کننده منابع تغذیه -34
منابع 67
مقدمه:
ایده منابع تغذیه سوئیچینگ در سال 1970 توسط مهندسان الکترونیک مطرح گردید که در ابتدای امر از بازدهی پایینی برخوردار بود ولی در مقایسه با باتریها و منابع تغذیه آنالوگ وزن و حجم کوچکتر ولی در عین حال توان بالایی داشتند.
در طرحهای نخستین منابع تغذیه از عناصر ابتدایی نظیرBJT استفاده می شد که این خود باعث کاهش راندمان چیزی درحدود 68%می شد. امروزه منابع تغذیه سوئیچینگ جایگاه خاصی در صنعت برق و الکترونیک و مخابرات یافته اند و بدلیل برتریها و مزایای زیادی که نسبت به دیگر منابع تغذیه دارامی باشند توجه صنعتگران ومهندسان برق را به خود معطوف کرده اند تا جایی که گروهی از مهندسان الکترونیک در بهبود و کاراییها و کیفیت آنها تحقیقات گسترده ای انجام داده اند البته نتیجه این تلاشها پیشرفت روزافزونی است که در ساخت این سیستمها پدید آمده است. البته پیشرفت درتکنولوژی ساخت قطعات نیز تاثیربسزایی درمنابع تغذیه سوئیچینگ داشته است.
با پیداش ماسفتهای سریع و پرقدرت تلفات ترانزیستوری بطور چشمگیری کاهش پیدا کردوعمده تلفات در ترانسها خلاصه شد که برای غلبه بر این مشکل فرکانس کاری مدار را تا حد MHZ1 افزایش دادند. بنابراین در اصل سعی شده تا درانجام تحقیق از آخرین فن آوریهای روز استفاده شود. امید آنکه مورد قبول محققان و مهندسان این رشته واقع شود.
بخش اول:
مروری بر منابع تغذیه سوئیچینگ
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی:
بنا برکاربرد منابع تغذیه انتخاب بین منابع تغذیه خطی یا سوئیچینگ صورت می گیرد که هر یک دارای مزایا و معایب نسبت به یکدیگر می باشند که در ذیل به آنها اشاره می شود.
مزایای منابع تغذیه خطی:
1- طراحی مدارات بسیار ساده صورت می گیرد.
2- قابلیت تحمل بار زیاد
3- تولید نویز ناچیز و نویزپذیری بسیار اندک
4- در کاربردهای توان پایین ارزانتر می باشند.
5- زمان پاسخ دهی بالایی را دارند.
مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ:
1- وزن و حجم کمتری را نسبت به منابع تغذیه خطی دارند.
2- بالا بودن راندمان از68% تا 90%
3- داشتن مقدار بیشتری سطح ولتاژ در خروجی
4- بدلیل افزایش فرکانس کاری اجزای ذخیره کننده انرژی می توانند کوچکتر و درعین حال با کارایی بیشتری عمل کنند.
5- در توانهای بالا استفاده می شوند.
6- کنترل آسان خروجی با استفاده از قابلیتهای مدارات مجتمع
معایب منابع تغذیه خطی:
تمام مزایایی که درمنابع تغذیه سوئیچینگ گفته شد عیبهای بود که درمنابع تغذیه خطی وجود
داشت و علاوه بر آن:
1- بدلیل کم بودن بهره توان تلفاتی در ترانزیستورهای خروجی زیاد می باشد که درنتیجه نیاز به خنک کننده سیستم سرمایش تحت فشار می باشد.
معایب منابع تغذیه سوئیچینگ:
تمام مواردی که به عنوان مزیت در درمنابع تغذیه خطی ذکر شد به عنوان عیوب منابع تغذیه سوئیچینگ به شمارمی رود علاوه بر آن به موارد زیراشاره می شود:
1- نیاز به فیلتر کردن خروجی و حذف نویزهای تولیدی
2- ناپایداری ولتاژ
3- حساسیت زیاد به امواج محیط بگونه ائیکه بعضا در برابر دیشهای مخابراتی اصلا عمل نمی کنند.
بخش دوم:
اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
1-2: انواع رگولاتورهای ولتاژ:
مدارات رگولاتور ولتاژ به سه دسته تقسیم می شوند. در رگولاتور نوع سری یک المان کنترل خطی ( ترانزیستور ) بصورت سری و ولتاژ DC رگوله نشده برای ثابت نگهداشتن ولتاژ خروجی و فیدبک استفاده می شود. ولتاژ خروجی کمتراز ولتاژ ورودی رگوله نشده است و مقداری قدرت در المان کنترل تلف می شود.یک نوع دیگر از این رگولاتورها رگولاتور موازی است که در آن المان کنترل بجای سری شدن با بار از خروجی به زمین بسته می شود و موازی با بار قرار می گیرد. یک مثال ساده مقاومت به اضافه دیود زنر است. روش دیگری برای تولید یک ولتاژ DC رگوله شده که اساسأ از آنچه تاکنون دیده ایم متفاوت است وجود دارد و آن رگولاتور سوئیچینگ است. شکل ( 1-2 ) یک رگولاتور سوئیچینگ را نشان می دهد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
بررسی انواع منابع تغذیه سوئیچینگ و شبیه سازی مبدل DC-DC باک