پروژه شبیه سازی منابع تغذیه سوئیچینگ

فهرست پروژه شبیه سازی منابع تغذیه سوئیچینگ

1. چکیده
2. مقدمه
3. فصل اول
4. معرفی بخش های مختلف منبع تغذیه سوئیچینگ
5. فصل دوم
6. مبدل های قدرت سوئیچینگ
7. فصل سوم
8. ادوات قدرت سوئیچینگ
9. فصل چهارم
10. مدارهای راه¬انداز
11. فصل پنجم
12. شبیه سازی چند منبع تغذیه سوئیچینگ و تجزیه و تحلیل آنها
13. ضمیمه

پروژه ای که ملاحظه می کنید در زمینه منابع تغذیه سوئیچینگ می باشد که به اصول کار و چگونگی طرح و تجزیه و تحلیل منابع تغذیه سوئیچینگ پرداخته و در پایان شبیه سازی آن توسط نرم افزار ORCAD انجام گرفته است.
منبع تغذیه غیرخطی (سوئیچینگ )
منابع تغذیه خطی منابعی هستند که عنصر کنترل آنها در ناحیه فعال از عملکرد خود قرار دارد، معایب یک منبع تغذیه خطی عبارتند از :
1- بازده کمتر از 50 درصد ( در توانهای نسبتاً زیاد )
2- حجم زیاد
معایب منبع تغذیه خطی می تواند با استفاده از منبع تغذیه سوئیچینگ کاهش یافته و یا حذف شود.

یکسو ساز و فیلتر ورودی

در منابع تغذیه سوئیچینگ ، انرژی الکتریکی مرتباً از برق شهر دریافت شده و به صورت ولتاژ DC در خازن¬هایی که به همین منظور در بخش ورودی تعبیه شده اند ذخیره می گردد. سپس با استفاده از یک ترانس سوئیچینگ قدرت ، توان از این خازن ها دریافت و به خروجی انتقال داده می شود . عمل سوئیچینگ قدرت ، توان از این خازن ها دریافت و به خروجی انتقال داده می شود.

عمل سوئیچینگ ترانس غالباً در فرکانس بسیار زیاد صورت می گیرد که این امر موجب تولید نویز هدایتی و تشعشعی فراوان می شود. بنابراین همواره باید بخش یکسو ساز ورودی در منابع سوئیچینگ با فیلترهای حذف نویز مناسب همراه باشد. به علاوه به جهت کارآیی بهتر و امنیت بیشتر در مدار لازم است تا بخش ورودی شامل چندین مدار حفاظتی دیگر از قبیل حفاظت در برابر اضافه ولتاژ ورودی ، اضافه جریان ورودی و … باشد . همچنین این بخش باید بتواند با دو سیستم انتقال قدرت الکتریکی پذیرفته شده جهانی یعنی 220v/50HZ و 110v/60HZ به راحتی کار کند.

تبدیل ولتاژ AC برق شهر به DC خیلی ساده به نظر می رسد اما در توان های نسبتاً زیاد استفاده از مدارهای معمولی یکسو ساز جریان های شدید لحظه ای را در ورودی ایجاد خواهد کرد که می تواند به عناصر مدار آسیب جدی بزند.

مبدل­های قدرت سوئیچینگ

در این بخش به بررسی انواع مبدل قدرت سوئیچینگ می­پردازیم. از مبدل­های قدرت انواع گوناگون پیچیده­ای وجود دارد که به ترتیب سادگی به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

مبدل­های قدرت به سه دسته کلی تقسیم می­شوند :

• فلای بک یا باک-بوست
• باک
• باک- درایو

ساختار مبدل­های نوع فلای­بک به گونه­ای است که ولتاژ خروجی می تواند بیشتر و یا کمتر از ولتاژ ورودی باشد ( به صورت کاهنده یا افزاینده عمل می کند. ) اما مبدل­های باک- درایو و باک معمولاً به صورت کاهنده عمل می کنند. در مبدل­های باک- درایو ( مانند پوش- پوش ، نیم پل و تمام پل همان طور که بعداً خواهیم دید) از آنجائی که از ترکیب مناسب دو مبدل فوروارد استفاده می­شود توان خروجی نسبت به دو دسته قبلی بالاتر بوده و به همین دلیل آن را مبدل باک با راه­اندازی قوی می­نامند.

برخی از رایج­ترین مبدل­ها به شرح زیر می­باشند :

• فلای بک
• فوروارد
• پوش- پوش
• نیم پل
• تمام پل
• بلوکینگ
• مدجریان
• چوک
• شپرد- تایلور
• تشدید ( رزونانسی)
• وارد

اکثر مبدل­های بالا ( به جز مبدل تشدیدی ) ساختار و روابط شبیه به هم دارند و با کمی تغییر در روابط قابل تبدیل به یکدیگر می باشند. اما مبدل تشدیدی اصولاً ساختار متفاوتی دارد. مبدل تشدیدی برای موارد ویژه ( اغلب هنگامی که بار تقریباً ثابت است) استفاده می شود ولی بقیه مبدل­ها می­توانند به ازای بارهای مختلفی کار کنند. در طراحی مبدل­های تشدیدی معمولاً بار و توان ویژه مدنظر است که بیشینه راندمان به ازای همان بار به دست می­آید . هر یک از مبدل­های فوق می توانند به صورت ایزوله و یا غیر ایزوله مورد استفاده قرار گیرند.