نکته : بدون کارکرد چاپر ، بايد از E بزرگتر باشد تا انتقال توان از به E صورت پذيرد .

4- پارامترهاي کارآيي

عناصر نيمه هادي قدرت احتياج به زمان حداقلي ، جهت روشن شدن و خاموش شدن دارند بنابراين سيکل کاري k فقط مي تواند ميان يک مقدار حداقل و يک مقدار حداکثر کنترل گردد و در نتيجه مقادير حداقل و حداکثر ولتاژ خروجي محدود
مي شوند فرکانس کليد زني چاپر نيز محدود مي گردد از ارتباط جريان ريپل با فرکانس چاپر f به صورت معکوس بستگي دارد فرکانس بايد تا حد امکان زياد باشد تا جريان ريپل بار کاهش يابد واندازه سلفهاي سري اضافي در مدار بار حداقل گردد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

5- طبقه بندي چاپرها

چاپر کاهش پله اي شکل 2-1 (الف) فقط اجازه انتقال توان از منبع به بار را مي دهد و چاپر کلاس A نام دارد بسته به جهت ولتاژ و جريان ، چاپرها را مي توان به پنج نوع بسته بندي نمود :

چاپر کلاس A

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

چاپر کلاس B

چاپر کلاس C

چاپر کلاس D

چاپر کلاس E

چاپر کلاس A در اين چاپر جريان بار به بار وارد مي گردد همانطور که در شکل 2-2 الف نشان داده شده می باشد جريان و ولتاژ بار هر دو مثبت هستند اين چاپر يک چاپر تک ربعي می باشد و مشابه يک يکسو کننده اقدام مي کند .

چاپر کلاس B در اين چاپر جريان بار از بار خارج مي گردد همان گونه که در شکل 2-2 ب نشان داده شده می باشد ولتاژ بار مثبت و جريان بار منفي می باشد اين چاپر نيز يک چاپر تک ربعي می باشد اما در ربع دوم کار مي کند و مشابه يک اينورتر اقدام مي کند يک چاپر کلاس B در شکل 2-3 الف نشان داده شده می باشد که در آن باتري E بخشي از بار می باشد.

هنگامي که کليد بسته مي گردد ولتاژ E به سلف L جريان مي دهد و ولتاژ بار و جريان بار به ترتيب در شکلهاي 2-3 ب و ج نشان داده شده اند جريان که صعودي می باشد با ارتباط زير تعريف مي گردد

که با شرط اوليه خواهيم داشت

(2-10)

در

هنگامي که کليد خاموش مي گردد مقداري از انرژي ذخيره شده در سلف L از طريق ديود به منبع بر مي گردد جريان بار نزول مي کند با تعريف مجدد مبدأ زمان t=0 ،جريان با ارتباط زير تعريف مي گردد .

که با شرط اوليه خواهيم داشت

(2-11)    

که در :

براي جريان پيوسته حالت پايدار

براي جريان ناپيوسته حالت پايدار

چاپر کلاس C همان گونه که در شکل 2-2 ج نشان داده شده می باشد جريان بار مثبت يا منفي مي تواند باشد ولتاژ بار همواره مثبت می باشد اين چاپر يک چاپر دو ربعي می باشد چاپرهاي کلاس B,A همانطور که در شکل 2-3 نشان داده شده مي توانند ترکيب شوند و يک چاپر کلاس C پديد آورند مانند يک چاپر کلاس مانند يک چاپر کلاس B کار مي کند بايد دقت گردد که دو کليد همزمان آتش نشوند در غير اين صورت منبع اتصال کوتاه خواهند گردید يک چاپر کلاس C مي توانند هم مانند يکسو کننده و هم مانند يک اينورتر کار کند .

شكل 4-2- طبقه بندي چاپرها

شكل 5-2- چاپر كلاس B

چاپر کلاس D ، همان گونه که در شکل 2-2 د نشان داده شده می باشد جريان بار همواره مثبت و ولتاژ بار يا مثبت يا منفي می باشد يک چاپر کلاس D نيز مي تواند هم مثل يک يکسو کننده و هم مثل يک اينورتر اقدام کند و مدار آن در شکل 2-4 نشان داده شده می باشد اگر روشن شوند مثبت خواهند بود اگر خاموش باشند جريان بار مثبت خواهد بود و در صورتي که اندوکتانس بار زياد باشد به گونه پيوسته جريان خواهد يافت ديودهاي مسيري براي جريان بار فراهم مي کنند و معکوس خواهد گردید .

چاپر کلاس E همان گونه که در شکل 2-2 ه نشان داده شده می باشد جريان بار يا مثبت يا منفي خواهد بود ولتاژ بار نيز يا مثبت يا منفي خواهد بود اين چاپر يک چاپر چهار ربعي می باشد مشابه شکل 2-5 الف ، دو چاپر C را مي توان ترکيب نمود تا يک چاپر E بدست آيد قطبيت ولتاژ و جريان بار در شکل 2-5 ب نشان داده شده می باشد عناصري که در ربعهاي مختلف در حال کار کردن مي باشند در شکل 2-5 ج نشان داده شده اند براي اين که در ربع چهارم کار کنيم بايد باتري E معکوس گردد.

شكل 6-2- چاپر كلاس C

شكل 7-2- چاپر كلاس D

شكل 8-2- چاپر كلاس E

6- رگولاتورهاي تغيير دهنده حالت

چاپرهاي DC را مي توان در رگولاتورهاي تغيير دهنده حالت ، جهت تبديل يک ولتاژ dc معمولاً تثبيت نشده به يک ولتاژ خروجي dc تثبيت شده ، بکار گرفت تثبيت کردن معمولاً از طريق روش مدولاسيون پهناي پالس در يک فرکانس ثابت انجام مي گيرد و عنصر کليد زني معمولاً MOSFET , BJT يا IGBT قدرت مي باشد اجزاي رگولاتورهاي تغيير دهنده حالت در شکل 2-1 الف نشان داده شده اند از شکل 2-1 ب مي توان دريافت که خروجي يک چاپر DC با بار مقاومتي ناپيوسته و شامل هارمونيکها مي باشد مقدار ريپل معمولاً با بهره گیری از يک فيلتر LC کاسته مي گردد رگولاتورهاي تغيير دهنده به صورت مدارهاي مجتمع يافت مي شوند طراح مي تواند فرکانس کليد زني را با انتخاب مقادير C,R نوسان کننده فرکانسي ، انتخاب کند به عنوان يک قانون سرانگشتي ، براي حداکثر کردن بازده ، حداقل دوره تناوب نوسانگر بايد حدود 100 مرتبه بيشتر از کليد زني ترانزيستور باشد براي مثال اگر ترانزيستوري زمان کليد زني برابر داشته باشد دوره تناوب نوسانگر خواهد بود که در نتيجه حداکثر فرکانس نوسانگر 20 KHZ خواهد بود اين محدوديت ناشي از تلفات کليد زني ترانزيستور مي باشد تلفات کليد زني ترانزيستور با فرکانس کليد زني ، افزايش و در نتيجه بازده کاهش مي يابد به علاوه تلفات هسته سلفها کارکرد با فرکانس بالا را محدود مي سازد ولتاژ کنترلي با مقايسه
ولتاژ خروجي با مقدار مطلوب آن بدست مي آيد را مي توان با يک ولتاژ دندان اره اي مقايسه نمود تا سيگنال کنترلي PWM براي چاپر dc توليد گردد.

شكل 9-2- عناصر رگولاتورهاي تغيير دهنده حالت

6-1 رگولاتورهاي بوست

در رگولاتور بوست ولتاژ خروجي بيشتر از ولتاژ ورودي مي باشد که به همين علت اين چنين نامگذاري شده می باشد يک رگولاتور بوست که از يک MOSFET قدرت بهره گیری
مي کند در شکل 2-6 الف نشان داده شده می باشد طرز کار مدار را مي توان به دو حالت تقسيم نمود .

حالت اول با روشن شدن ترانزيستور در لحظه t=0 آغاز مي گردد جريان صعودي ورودي از سلف L و ترانزيستور مي گذرد حالت دوم هنگامي شروع مي گردد که ترانزيستور در لحظه خاموش مي گردد جرياني که تا بحال از ترانزيستور عبور مي نمود حالا از L و C بار و ديود عبور مي کند جريان سلف کاهش مي يابد تا اينکه ترانزيستور در سيکل بعد دوباره روشن گردد انرژي ذخيره شده در سلف L به بار منتقل مي گردد مدارهاي معادل براي حالتهاي کاري در شکل 2-6 ب نشان داده شده می باشد شکل موجهاي ولتاژها و جريانها براي حالتهاي کاري در شکل 2-6 نشان داده شده اند .

با فرض آن که جريان سلف در زمان از تا به صورت خطي افزايش يابد خواهيم داشت .

(2-12)

 يا   (2-13)

و جريان سلف به صورت خطي در زمان از به نزول مي کند .

شكل 10-2- رگولاتوربوست با جريان پيوسته

(2-14)

يا

(2-15 )

که ، جريان ريپل پيک تا پيک سلف L مي باشد از روابط 2-12 و 2-14 داريم

با جايگزيني  و ، مقدار متوسط ولتاژ خروجي برابر مي گردد با

(2-16)

اگر مدار بدون تلفات فرض گردد خواهد بود و مقدار متوسط جريان ورودي برابر مي گردد با

(2-17)

دوره تناوب کليدزني T از ارتباط زير بدست مي آيد .

(2-18)

و جريان ريپل پيک تا پيک را برابر مقدار زير نتيجه مي دهد .

(2-19)

يا   (2-20)

هنگامي که ترانزيستور روشن می باشد خازن براي جريان بار را تأمين مي کند مقدار متوسط جريان خازن در مدت برابر می باشد و ولتاژ ريپل پيک تا پيک خازن برابر می باشد با

(2-21)

از ارتباط (2-16) بدست مي آيد که با جايگزيني آن در ارتباط 2-21 خواهيم داست

برای دیدن قسمت های دیگر این پژوهش لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد بهره گیری کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

دسته بندی : برق

دیدگاهتان را بنویسید