فایل ورد کامل مطالعه تخصصی درباره طراحی و ساخت منابع تغذیه سوئیچینگ Flyback؛ بررسی اصول مهندسی، مدارهای قدرت و کاربردهای صنعتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مطالعه تخصصی درباره طراحی و ساخت منابع تغذیه سوئیچینگ Flyback؛ بررسی اصول مهندسی، مدارهای قدرت و کاربردهای صنعتی دارای ۱۰۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مطالعه تخصصی درباره طراحی و ساخت منابع تغذیه سوئیچینگ Flyback؛ بررسی اصول مهندسی، مدارهای قدرت و کاربردهای صنعتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مطالعه تخصصی درباره طراحی و ساخت منابع تغذیه سوئیچینگ Flyback؛ بررسی اصول مهندسی، مدارهای قدرت و کاربردهای صنعتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل مطالعه تخصصی درباره طراحی و ساخت منابع تغذیه سوئیچینگ Flyback؛ بررسی اصول مهندسی، مدارهای قدرت و کاربردهای صنعتی :

چکیده:

چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنیم؟

   انتخاب بین یک منبع تغذیه خطی یا سویچینگ می تواند بر اساس کاربرد آنها انجام شود .   هر یک مشخصات و مزایا و معایب خاص خود را دارند . همچنین حوزه های متعددی وجود دارد که   تنها یکی از این دو نوع می تواند مورد استفاده قرار گیرندو یا کاربردهایی که یکی بر دیگری برتری دارد.

مزایای منابع تغذیه خطی:

۱-سادگی:طرح مدار بسیار ساده است و با قطعات کمی به راحتی پایدار می شود.

۲-قابلیت تحمل بار زیاد

۳-نویز ناچیز یا کم در خروجی

۴-زمان پاسخ دهی بسیار کوتاه

۵-برای توانهای کمتر از ۱۰w ارزانتر از مدار های مشابه سوئیچینگ تمام می شود.

معایب منابع تغذیه خطی:

معایب این گونه منابع به طور کلی قابل رفع نیستند ولی به کمک طراحی بهتر قابل کاهش می باشند.

۱-تنها به صورت یک رگولاتور کاهنده قابل کاربرد هستند(ورودی باید ۲تا ۳ ولت بیشتر از خروجی باشد.)

۲-عدم انعطاف پذیری تغذیه , افزودن هر خروجی مستلزم اضافه کردن سخت افزار زیادی است.

۳-بهره متوسط چنین منابعی کم و نوعا ۳۰تا ۴۰ است . این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می کند و نیاز به ترانزیستوری قویتری را مطرح میکند. تا حدود۱۵w روشهای معمول مفید است ولی بیش از آن نیاز به سرمایش تحت فشار (forced) وجود دارد .

مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ:                         

تمامی  این معایب در منبع تغذیه سوئیچینگ رفع شده است.

۱-افزایش راندمان به حدود ۶۸تا۹۰ کارکرد ترانزیستور در نواحی قطع و اشباع به انتخاب حرارت گیر یا خنک کننده (heat sink) و ترانزیستور کوچکتر منجر شده است.

۲-به دلیل اینکه قدرت خروجی از یک ولتاژdc بریده شده که به شکل ac در یک قطعه مغناطیسی ذخیره می شود تامین می گردد. لذا با اضافه کردن تنها یک سیم پیچ می توان خروجی دیگری را بدست آورد که در مقام مقایسه بسیار ارزانتر و ساده تر تمام می شود.

۳- به علاوه به دلیل افزایش فرکانسی کاری به حدود ۵۰تا khz 60 اجزاء ذخیره کننده انرژی می توانند خیلی کوچکتر انتخاب شوند.

۴-برخلاف منابع تغذیه خطی، در توان های خیلی بالا قابل استفاده هستند.

همه این موارد به کاهش هزینه و توان تلفاتی و افزایش بهره دهی و انعطاف پذیری منجر می شود.

معایب منابع تغذیه سوئیچینگ:

معایب این منابع ناچیز بوده و به کمک طراحی بهینه قابل رفع می باشد.

۱-طرح چنین منابعی اصولا مشکل و پیچیده است

۲-نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابدو این اشکالی است که نباید در مرحله طراحی نادیده گرفته شود. و با کمک فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری کاهش می یابد.

۳- به دلیل ماهیت کار این منابع که بر اساس برش یک ولتاژdc  استوار است ،زمان رسیدن ولتاژ خروجی به مقدار مطلوب در مقایسه با منابع تغذیه خطی زیاد است. این زمان اصطلاحا زمان پاسخ  ناپایدارtransient response time نامیده می شود.

تمامی این موارد در جهت کاهش کار آمدی انعطاف پذیری و افزایش قیمت هستند ولی با طراحی بهتر قابل بهبود می باشند.

البته هر یک از این منابع حوزه های کاری خود را دارند، عموما برای مدلهایی با راندمان و ولتاژ بالا مثل منابع تغذیه شونده با باطری های قابل حمل تغذیه سوئیچینگ برتری دارد ولی برای ولتاژهای ثابت و کم منابع خطی ارزانتر و ارجح هستند.

فصل اول

مقدمه

چگونه یک منبع تغذیه سوییچینگ کار می‌کند؟

اگر یک رگولاتور سوییچینگ (منابع تغذیه سوییچینگ گاهی رگولاتور سوییچینگ هم نامیده می‌شوند) به عنوان یک جعبه سیاه در نظر گرفته شود در این صورت با یک منبع خطی تفاوتی ندارد.

ولی رگولاتور خطی براساس تأمین جریان و ولتاژ مطلوب در خروجی به وسیله یک نیمه‌هادی قدرت که در حالت خطی به کار گرفته شده است کار می‌کند.

حاصلضرب اختلاف ولتاژ خروجی با ورودی در جریان بار توانی است که در این عنصر نیمه هادی باید تلف شود که بعضاً زیاد هم هست و مهمترین عامل پایین بودن راندمان می‌باشد.

دلیل این امر هم کارکرد ترانزیستور در حالت خطی است یعنی جایی که ولتاژ دوسر سوییچ و جریان عبوری آن هر دو زیاد است.

در حالی که در یک منبع از نوع سوییچینگ تغییر سطح ولتاژ خروجی از طریق تغییر در نسبت روشن به خاموش یا اصطلاحاً زمان کارکرد ترانزیستور خروجی انجام می‌گیرد. به دلیل کارکرد ترانزیستور در حالت خاموش و روشن تلفات در نیمه هادی در مقایسه با حالت خطی خیلی کم است.

دلیل نامگذاری این منابع به نامهای خطی و سوییچینگ هم همین حالات کارکرد عنصر نیمه هادی است.

منابع تغذیه سوییچینگ به دو نوع کلی قابل تقسیم‌بندی هستند:

فوروارد forward       

فلای بک  flyback     

با وجود شباهتهای فراوان تفاوتهای متمایز کننده‌ای هم وجود دارد. نحوه عملکرد و چگونگی قرارگیری عنصر مغناطیسی تعیین کننده نوع مدار است.

عناصر اصلی هر یک از انواع این منابع عبارتند از:

یک منبع سوییچ جهت تهیه موج ‍PWM

القاگر (در مورد منابع پیشرفته‌تر القاگر جای خود را به ترانس می‌دهد).

سوییچ قدرت

یکسوکننده

خازن ذخیره کننده انرژی در خروجی

شبکه‌ های حس کننده و عمل کننده بازخورد

 

رگولاتور سوییچینگ حالت فوروارد

آرایش کلی منابع نوع فوروارد مطابق مدار شکل ۱ است.

شکل ۱: رگولاتور حالت فوروارد و جهت جریانهایش.

سوییچ قدرت امکان دارد یک ترانزیستور قدرت یا یک MOSFET باشد. همچنین امکان وجود یک ترانسفورمر به جای القاگر به منظور تغییر سطح ولتاژ و ایجاد ایزولاسیون وجود دارد. (اولیه این ترانس جای القاگر را می‌گیرد و ثانویه آن بار و فیلتر خروجی را تغذیه می‌کند).

القاگر یک عنصر ذخیره کننده انرژی است. و عملکرد مدار خیلی شبیه پیستون و چرخ طیار می‌باشد.

همان طوری که هنگامی که پیستون انرژی ندارد انرژی از سوی چرخ طیار تأمین می شود و در چرخه بعدی پیستون مجموعه چرخ طیار انرژی می دهد؛ هنگامی که سویچ باز است با چرخش جریان از طریق دیود انرژی از سوی القاگر تأمین می شود و در چرخه بعدی با بسته شدن سویچ القاگر مجدداً توسط منبع Vin انرژی دار می باشد.

هر دوره کاری از مدار فوق به دو بخش قابل تقسیم است. T1 هنگامی که سوییچ بسته است. جریان از منبع و القاگر عبور کرده و در اختیار فیلتر و بار قرار می گیرد در این حالت دیود خاموش است سپس t2 سوییچ باز می شود در این هنگام جریان القاگر، فیلتر و بار از طری دیود تأمین می گردد. و کار بدون تغییر در سطح ولتاژ خروجی ادامه می یابد.D.C سوییچ، متوسط ولتاژ خروجی را کنترل می کند (عملاً ۵% تا ۹۵%)

  

چنین منابعی ولتاژی با پلاریته مخالف یا بزرگتر از ولتاژ ورودی نمی توانند تولید کنند.

رگولاتور سوییچینگ حالت فلای بک

مدارهای فلای بک از آرایش کلی در شکل ۲ پیروی می کنند. 

(تصاویر در فایل اصلی موجود است)