برقراری شرایط سوپیچینگ نرم برای یک مبدل اصلاح ضریب توان ایزوله جدید و ارائه پیشنهاداتی به منظور عملکرد بهتر آنها
چکیده
امروزه با گسترش روزافزون دستگاه های الکترونیکی تعداد یکسو سازهای متصل به شبکه روز به روز گسترش می یابد و از آنجا که این یکسو سازها به عنوان یک بار غیر خطی محسوب می شوند ، فرکانس هایی به غیر از فرکانس شبکه تولید کرده و شکل جریان را از حالت سینوسی خارج می کنند.این فرکانس های تولیدی ناخواسته باعث مشکلاتی از قبیل گرم شدن ترانس ها و موتورها ، افزایش جریان خازن های موازی،افزایش جریان سیم نول در سیستم های سه فاز چهار سیمه،خراب شدن شکل ولتاژ و ..... می شوند. بنابراین استانداردهایی گوناگونی برای محدود کردن آنها وضع گردیده است. در نتیجه برای رعایت این استانداردها باید در ورودی یکسوسازها از مبدل هایی برای افزایش ضریب توان استفاده گردد که به این مبدل ها، مبدل های اصلاح ضریب توان گفته می شود . در بین این مبدل ها ،مبدل های ایزوله (مبدل های دارای ترانس dc) به علت ایزولاسیون ورودی از خروجی ، قابلیت داشتن چند سر خروجی و همچنین افزایش محدوده تغییرات ولتاژ ورودی به ولتاژ خروجی ، در کاربردهای توان پایین جایگاه ویژه ای دارند. در این پایان نامه به بررسی انواع مبدل های اصلاح ضریب توان پرداخته شده و به طور کلی آن ها، به دو دسته مبدل های اصلاح ضریب توان ایزوله و غیر ایزوله تقسیم شده اند. سعی شده که از هر کدام از این نوع مبدل ها، تعدادی از توپولوژی های ساده و پایه معرفی و تحلیل گردند و مشکلات ، معایب و مزایای هر یک به طور جداگانه توضیح داده شود. پس ار بررسی مبدل های آورده شده ، راهکارهایی از قبیل: ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم ، کاهش ولتاژ خازن ذخیره ساز وکاهش تعداد المان های نیمه هادی در مسیر عبور توان (به منظور کاهش تلفات هدایتی) برخی مبدل ها آورده شده است. مبدل اول پیشنهادی یک مبدل تک مرحله ای تک سوئیچه سوئیپینگ نرم از نوع بوست فلایبک می باشد که در آن بدون استفاده از هیچگونه سوئیچ اضافه شرایط سوئیچینگ فراهم شده و در ضمن تعداد المان های کمتری نسبت به مبدل های مشابه دارد.در این مبدل در طی عملکرد اختلالاتی در عملکرد قسمت بوست پدید می آید که به بررسی راه حلی برای رفع این مشکل نیز پرداخته خواهد شد. مبدل دوم حالت اصلاح شده مبدل شبه بوست فلایبک است. مبدل شبه بوست همان مبدل بوست فلایبک است که سوئیچ بوست آن با سوئیچ های مغناطیسی(ترکیبی از المان های پسیو، سر کمکی ترانس و دیودها) جایگزین شده است. در مبدل اصلاح شده پیشنهادی ولتاژ خازن ذخیره ساز پایین آمده و زمان نگاهداری ولتاژ خروجی آن پس از قطع ولتاژ ورودی را بهبود می یابد. در ضمن تعداد المان های نیمه هادی موجود در بخشی از توان انتقالی کاهش پیدا می کند، لذا بازده بهبود پیدا کرده و به علت کاهش ولتاژ خازن ذخیره ساز و امکان افزایش ظرفیت آن ، جهت کاربردهای خاص مانند کاربردهای رایانه ای و دستگاه های دیجیتال مناسب می باشد.عملکرد مبدل های ارائه شده به طور کامل بررسی شده و یک نمونه از هر یک از این مبدل ها نیز ساخته شده است تا صحت نتایج تئوری و شبیه سازی نشان داده شود.