دانلود مقاله مبدل DC-DC ورودی وسیع، خروجی وسیع

تعداد صفحات : 36 با فرمت ورد و قابل ویرایش

چکیده

این مقاله یک مبدل DC- DC ورودی وسیع خروجی وسیع (WIWO) جدید را که ترکیبی از مبدل­های کاهنده و افزاینده با یک القاگر است، را ارائه می­دهد. انتقال بین مدهای کاهشی و افزایشی با یک روش کنترلی صحیح انجام می­شود. این مقاله مفاهیم تئوری و نتایج آزمایشگاهی را ارائه می­دهد.

مقدمه

    مبدل کاهنده، افزاینده، کاهنده- افزاینده و cuk چهار مبدل DC- DC اساسی هستند که وسیعاٌ در صنعت استفاده می­شوند. مبدل کاهنده می­تواند ولتاژ dc را کم کند درحالیکه مبدل افزاینده قادر به افزایش آن است. در کاربردهایی که هو افزایش و هم کاهش نیاز است، مبدل باک  بوست یا کوک استفاده می­شود. سادگی و قدرتمندی از جمله مزایای مبدل باک- بوست می­باشد. با این حال، نوسانات در جریان­ های ورودی و خروجی تلفات زیادی ایجاد می­کنند که باعث کاهش بازده مبدل باک  بوست می­شود. بنابراین مبدل باک  بوست از یک القاگر برای ذخیره­سازی انرژی از منبع ورودی استفاده می­کند و سپس انرژی رها شده را به خروجی می­دهد. به این دلیل اجزای مغناطیسی مبدل­های باک- بوست در معرض تنش­های مکانیکی هستند. این معایب کاربردهای مبدل باک  بوست مخصوصاٌ در قدرت­های پایین را محدود می­کند. بخش عایقی باک  بوست به یک مبدل flyback اشاره می­کند، می­توان به نسبت­های افزایشی و کاهشی بزرگتری از طریق یک ترانسفورمر با خروجی چندگانه دست یافت. در مقایسه با مبدل باک- بوست، مبدل کوک دارای راندمان بالاتر و ریپل کمتری در جریان­های ورودی و خروجی است. با ااعمال مفهوم ریپل صفر به بهبودهای قابل توجهی از طریق مبدل کوک می­توان دست یافت. مبدل کوک می­تواند در کاربردهای توان بالا یافت شود.

    در تئوری مبدل باک  بوست می­تواند ولتاژهای بزرگتری تولید کند، در عمل رنج ولتاژ خروجی توسط تنش­هایی که مقدار حداکثر دوره کارکرد را افزایش می­دهد، محدود می­شود. در نتیجه مبدل باک در دیوتی سایکل کم، مقداری تلفات دارد در حالیکه مبدل بوست وقتی دیوتی سایکل به سمت یک رود بازده­اش کاهش می­یابد. بر این اساس محدوده تبدیل ولتاژ مبدل باک زیر 0.1-0.15 می­باشد، در حالیکه برای مبدل بوست زیر 10-8 محدود شده است. مشکلات اضافی همراه با دیوتی سایکل باریک از تعداد افزایش و کاهش درایوهای MOSFET که مانند کنترلرهای عرض پالس ماکزیمم عرض پالس محدود شده­ای دارند، ناشی می­شود. این مشکلات در ولتاژها و فرکانس­های بالاتر بیشتر می­شود.

    یک ترانسفورمر برای دست­یابی به نسبت تبدیل ولتاژ افزایشی و کاهشی بزرگ کمک­ کننده است. نسبت دور ترانسفورمر باید به گونه­ای انتخاب شود که گین ولتاژ مطلوب را در حالیکه دیوتی سایکل در محدوده قابل قبول و بازده بالاتر است، فراهم کند. با این وجود ترانسفورمر مشکلات مغناطیس شدن و اندوکتانس نشتی دارد که باعث ولتاژهای گذرای کوتاه مدت، افزایش تلفات آهنی و مسی و افزایش حجم و اندازه می­شود.