16843

16843

طراحي، شبيه‌سازي و ساخت مبدل DC/DC ايزوله 100 وات با فركانس و چگالي توان بالا

كارشناسي ارشد

الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

دي 1395

دكتر عباس شولايي

برق

يكي از پرمصرف‌ترين مبدل‌هاي جريان مستقيم- جريان مستقيم ، مبدل فوروارد مي‌باشد. از طرفي عمده‌ترين مشكل مبدل فوروارد كلاسيك، كليدزني سخت، تلفات بالا و بازدهي پايين آن مي‌باشد. به همين منظور، مدار افزونه‌اي پيشنهاد مي‌شود كه كاملاً كم‌هزينه بوده و با حداقل عناصر مي‌تواند باعث رفع مشكلات مبدل فوروارد شود. اين مدار كه به مهارفعال معروف است داراي دو نوع مهارفعال بالا و مهارفعال پايين بوده و عمده‌ترين ويژگي آن ايجاد امكان كليدزني نرم براي مبدل فوروارد مي‌باشد. از طرفي كاهش ابعاد مبدل‌هاي كليدزني از مسائل روز در زمينه مهندسي الكترونيك قدرت است كه ضروري‌ترين پيش‌نياز آن افزايش فركانس كليدزني مي‌باشد. با افزايش فركانس كليدزني، مسائل و مشكلات مختلفي به وجود مي‌آيد كه ازجمله آن مي‌توان به افزايش تلفات كليدزني اشاره كرد. از طرفي استفاده از ترانسفورماتور بدون هسته مي‌تواند ابعاد و حجم مبدل را به شدت كاهش داده و زمان و هزينه توليد را كاهش دهد. ضمن كاهش ابعاد مبدل، تلفات هيسترزيس و فوكوي مربوط به هسته الكترومغناطيسي در ترانسفورماتور بدون هسته صفر مي‌شود. به همين دليل، در فركانس‌هاي بالا(در حد چند مگاهرتز)، ترانسفورماتور بدون هسته ، هم از نظر كاهش ابعاد و هم از نظر تلفات الكترومغناطيسي، جايگزين مناسبي براي ترانسفورماتور‌هاي هسته‌دار مي‌تواند باشد. در ترانسفورماتور بدون هسته سيم‌‌پيچ‌ها به صورت حلزوني روي بورد مدار چاپي پياده مي‌شود. در پروژه پيش رو، مبدل فوروارد مهارفعال و ترانسفورماتور بدون هسته به صورت جداگانه بررسي گرديده و با افزايش فركانس كاري، از ترانسفورماتور بدون هسته در مبدل فوروارد مهارفعال استفاده شده و در نهايت نتايج به دست آمده گزارش شده است. توان كشيده شده از مبدل ساخته‌شده حدود 8 وات بوده و فركانس كليدزني تا 1.9 مگاهرتز افزوده شده است. بازده اين مبدل برابر 62 درصد بوده و نتايج مورد انتظار از عملكرد ترانسفورماتور بدون هسته برآورده شده است. واژه‌هاي كليدي: ترانسفورماتور بدون هسته، فوروارد، مهارفعال، اثر الكترومغناطيسي، كليدزني

1395/12/08

1/1/1900 12:00:00 AM

One of the most useful DC/DC converters topology is forward. The important constraint of classic forward topology is hard switching, high losses an​d low efficiency. The spoken problem led to introduce of redundant circuit which has low number of components an​d price. The circuit is called active clamp which has two types called high o​r low active clamp. The most important characteristic of this circuit is providing soft switching situation for forward topology. On the other hand, one of the up to date goals of power electronics engineers is reducing switching power supplies size. The main prerequisite of this goal is increasing switching frequency. Frequency increase can make challenges like switching an​d electromagnetic core losses increase. It causes the coreless transformer to be a reasonable substitution of core based transformers. On the other hand, the soft switching should be employed in high frequencies. The hysteresis an​d foucoult losses is eliminated in coreless transformers which is spirally implemented on the Printed Circuit Board. In this thesis, active clamp forward converter an​d coreless transformer is studied in this paper. A laboratory prototype of active clamp forward converter with coreless transformer is implemented an​d the results is reported. Keywords: Coreless transformer, forward, active clamp, electromagnetic interference, switching, transformer