فرمت فایل: doc
حجم فایل: 8863 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 108
طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ Fly back
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:
1-سادگی:طرح مدار بسیار ساده است و با قطعات کمی به راحتی پایدار می شود.
2-قابلیت تحمل بار زیاد
3-نویز ناچیز یا کم در خروجی
4-زمان پاسخ دهی بسیار کوتاه
5-برای توانهای کمتر از 10w 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.
1-تنها به صورت یک رگولاتور کاهنده قابل کاربرد هستند(ورودی باید 2تا 3 ولت بیشتر از خروجی باشد.)
2-عدم انعطاف پذیری تغذیه , افزودن هر خروجی مستلزم اضافه کردن سخت افزار زیادی است.
3-بهره متوسط چنین منابعی کم و نوعا 30٪تا 40٪ است . این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می کند و نیاز به ترانزیستوری قویتری را مطرح میکند. تا حدود15w 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.
1-افزایش راندمان به حدود 68٪تا90٪ کارکرد ترانزیستور در نواحی قطع و اشباع به انتخاب حرارت گیر یا خنک کننده (heat sink) و ترانزیستور کوچکتر منجر شده است.
2-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.
3- به علاوه به دلیل افزایش فرکانسی کاری به حدود 50تا khz 60 اجزاء ذخیره کننده انرژی می توانند خیلی کوچکتر انتخاب شوند.
4-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.
1-طرح چنین منابعی اصولا مشکل و پیچیده است
2-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.
3- 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.
کلمات کلیدی:
منبع تغذیه سوئیچینگ
سوئیچینگ Fly back
فیلتر EMI
ترانسفورمر
رگولاتور
فهرست
چکیده 1
چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنیم؟ 1
مزایای منابع تغذیه خطی 1
معایب منابع تغذیه خطی 2
مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ 2
معایب منابع تغذیه سوئیچینگ 3
فصل اول 5
مقدمه 5
توضیح چگونگی کارکرد منبع تغذیه سوئیچینگ 5
رگولاتور سوییچینگ حالت فوروارد 6
رگولاتور سوییچینگ حالت فلای بک 8
فصل دوم 9
فیلتر EMI 10
خازن انباره، فیلتر ورودی 11
ترانسفورمر 11
یکسوکننده خروجی 12
بخش فیلتر خروجی 12
عنصر حس کننده جریان 13
عنصر بازخورد ولتاژ 13
بخش کنترل 13
انواع آرایشهای منابع تغذیه سوییچینگ 14
فصل سوم 17
رگولاتورهای سوییچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله کننده 17
رگولاتور Buck 17
رگولاتور افزاینده Boost 20
رگولاتور Buck -Boost 22
فصل چهارم 24
رگولاتور سوییچینگ با ترانسفورمر ایزوله کننده 24
رگولاتور فلای بک 24
رگولاتور پوش پول Push-Pull 28
رگولاتور نیم پل (Half-Bidge) 31
رگولاتور تمام پل (Full-Bridge) 32
کاربرد نیمه هادی های قدرت در منابع تغذیه سوییچینگ 34
ترانزیستور قدرت دو قطبی BJT 34
MOSFET های قدرت 43
یکسوکننده ها 50
مدارات مجتمع کنترل کننده منابع تغذیه 53
حالت (نوع) کنترل ولتاژ 55
حالت (نوع) کنترل جریان 56
حالت کنترل شبه رزونانسی 58
اجزای مغناطیسی در یک منبع تغذیه سوییچینگ 59
الفبای مغناطیس و فرو مغناطیس ها 59
ترانسفورمر حالت (نوع) فلای بک 68
روش ترانسفورمر 80
شبکه حسگر ولتاژ 82
سلف فیلتر خروجی ترویج شده از دوسر 83
حفاظت تغذیه و بار از خط ورودی 84
شرایط معکوس کاری خط AC ورودی 85
افت خط (Ac Line Dropout) 86
حالت سوختن خارجی (Brownout Conditions) 86
نشتی و حالت گذرا (Surges and Transients) 87
حالات ورودی DC مغایر 88
حالت ولتاژ کم (Under voltage Conditions) 89
حالت ولتاژ فوق العاده زیاد (Uver Voltage onditions) 90
افت خروجی (Line Dropout) 90
تموج (Surges) 91
حفاظت از بار در مقابل تغذیه و خودش 91
دیود زنر (Zener Diode): 93
اهرم ولتاژ فوق العاده (The Over Voltage Crowbar): 94
روشهای سخت افزاری برای مقابله با حالت جریان بیش از حد 94
طرح منبع تغذیه و سیستم زمین 96
طرح و استفاده از برشگر (clamp) و اسنوبر 100
شماتیک مدار 107
فهرست اشکال
شکل 1: رگولاتور حالت فوروارد و جهت جریانهایش 7
شکل 2: رگولاتور حالت فلای بک و جهت جریانهایش 8
شکل 3: شکل موجهای نمونه. 9
شکل 4:رگولاتور buck 18
شکل 5: رگولاتور boost. 20
شکل 6: رگولاتور Buck-Boost 23
شکل 7: رگولاتور فلای بک. 27
شکل 8: رگولاتور: push-pull 30
شکل 9: رگولاتور نیم‌پل Half-Bidge 32
شکل 10: رگولاتور تمام پل Full-Bridge. 33
شکل 11: مدارهای هدایت بیس ترانزیستور 36
شکل 12: مدارهای هدایت بیس غیراشباع شونده 37
شکل 13: مدارهای هدایت کنندة گیت Mosfet. 44
شکل 14: بالا: منحنی B-H نمونه پایین: روش مشاهده و اندازه‌گیری مشخصة B-H ماده. 62
شکل 15: استفاده از عنصر مغناطیسی در حلقة جزئی در رگولاتور سوییچینگ، الف) ترانسفورمر دو قطبی forward، ب) ترانسفومر flyback ناپیوسته، ج) ترانسفورمر flyback پیوسته و سلف و فیلتر نوع forward. 65
شکل 16: حاصل جمع جریان اولیه و ثانویه در یک ترانسفورمر فلای بک. 69
شکل 17: زمینهای منابع تغذیه. 99
شکل 18: اسنوبِر. 104
فهرست جداول
جدول رگولاتور افزاینده Boost 20
جدول رگولاتور boost. 23
جدول رگولاتور Buck-Boost 27
جدول رگولاتور فلای بک. 30
جدول رگولاتور: push-pull 32
جدول رگولاتور نیم‌پل Half-Bidge 33
جدول رگولاتور تمام پل Full-Bridge. 51
جدول مقایسه چهار نوع یکسوکننده 58
جدول کنترلرهای نوع جریان 67
جدول مقایسه مواد مغناطیس و فرو مغناطیس 67
قیمت فایل فقط 24,000
برچسب