e رگولاتور بوست Boost Converter

اسماعیل بخش زاد محمودی

09118315058

09336485452

09373054607

09390617786

http://telegram.me/Electronic_iran

mehrsa_bm

Esmail_bakhshzad@yahoo.com esmail2bakhshzad@gmail.com

*راهنمای سفارش پروژه*




www.labcenter.co.uk/

www.powerengineering.blogfa.com

www.Elecdl.com

www.p30download.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Google

در اين وبلاگ
در كل اينترنت

الکترونیک مقدماتی

مقاومت

سلف

خازن

دیود

دیود زنر

یک سوسازی دیود

ترانزیستور BJT

دیجیتال Digital

الکترونیک صنعتی

تایرستورها Thyristors

ترایاک TRIAC

ماسفت MOSFET

ترانزیستور دوقطبی IGBT

مبدل های DC به DC

اینورترها(DC/AC Inverter)

میکرو الکترونیک AVR

برنامه نویسی Assembl

1. مقدمه

2. دستورات محاسباتی


11.مدارات میکروکنترلر 8051

12.مدارات میکروکنترلر PIC

13.مدارات میکروکنترلر AVR

14.مدارات دیجیتال Digital

15.مدارات آنالوگ Analog

16. ماژول های الکترونیک

 



 


دانلود نرم افزارهای کاربردی

 


Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

ساعت

رگولاتور بوست Boost Converter

در رگولاتور بوست ولتاژ خروجی از ولتاژ ورودی بیشتر می باشد، در شکل زیر یک نمونه از این رگولاتور با استفاده از MOSFET قدرت نشان داده شده است.

Power Electronic Chopper Boost (01)

مبدل بوست (تبدیل گام به گام) مبدل DC به DC با ولتاژ خروجی بزرگتر از ولتاژ ورودی آن است. این یک کلاس از منبع تغذیه سوئیچ حالت (SMPS) شامل حداقل دو نیمه هادی سوئیچ (دیود و ترانزیستور) و حداقل یک عنصر ذخیره انرژی، خازن ، سلف ، یا دو تا در ترکیب. فیلترها ساخته شده از خازن (گاهی اوقات در ترکیب با سلف) به طور معمول به خروجی مبدل اضافه شده است برای کاهش ولتاژ خروجی.

شماتیک اولیه یک مبدل Boost است که سوئیچ در آن به طور معمول یک MOSFET ، IGBT ، BJT می باشد.

Power Electronic Chopper Boost (02)

بررسی اجمالی

توان ورودی برای مبدل بوست می تواند از هر گونه منابع DC مناسب، مانند باتری، پانل های خورشیدی، یکسو کننده ها و ژنراتور DC باشد. در این مبدل یک فرآیند است که یک ولتاژ DC را به ولتاژ DC دیگری تغییر می دهد یا DC به DC تبدیل شده است. یک مبدل بوست DC به DC مبدل ولتاژ خروجی بزرگتر از ولتاژ منبع یک مبدل بوست است گاهی اوقات یک مبدل گام نامیده می شود از آنجا که "گام" ولتاژ منبع، از آنجا که توان P= V * I باید حفظ شود ، جریان خروجی پایین تر از منبع جریان ورودی است.

Power Electronic Chopper Boost (03)

تاریخچه

سیستم های روشن مانند SMPS یک چالش برای طراحی این مدل شد که یک سوئیچ برای بهره وری بالا، SMPS سوئیچ باید به سرعت روشن و خاموش شود و تلفات کم. ظهور یک سوئیچ نیمه هادی تجاری در سال 1950 یک نقطه عطف عمده ساخته شده است که SMPSs مانند مبدل بوست. DC عمده به مبدل های DC در اوایل 1960 زمانی که سوئیچ های نیمه هادی در دسترس تبدیل شده بود توسعه داده شد. هوافضا نیاز صنعت برای مبدل های قدرت کوچک، سبک، و کارآمد منجر به توسعه سریع سوئیچ های نیمه هادی داشت مقالعه ای توسط RD Middlebrook از دانشگاه صنعتی کالیفرنیا در سال 1977 منتشر شده مدل DC به DC مبدل های امروز استفاده می شود. Middlebrook به طور متوسط از تنظیمات مدار برای هر ایالت سوئیچ در یک روش موسوم به متوسط فضای حالت است که این ساده سازی دو سیستم را به یکی کاهش می یابد. مدل جدید منجر به معادلات طراحی کمتر شد کمک به رشد SMPS نمود.

نرم افزار

سیستم های قدرت باتری اغلب سلولهای پشته در سری برای رسیدن به ولتاژ بالاتر استفاده می شوند. با این حال، انباشته کافی از سلول است که در بسیاری از برنامه های کاربردی با ولتاژ بالا به علت کمبود فضا امکان پذیر نیست. افزایش ولتاژ توسط مبدل منجر به کاهش تعداد سلول باطری شود.نمونه ای از این مدار برای باطری برنامه های کاربردی که با استفاده از مبدل های افزایش وسایل نقلیه الکتریکی (ماشین های برقی) هیبریدی (HEV) و سیستم های روشنایی. NHW20 مدل Prius تویوتا HEV با استفاده از یک موتور 500 ولت بدون یک مبدل بوست، پریوس را نزدیک به 417 سلول نیاز داشت برای قدرت موتور با این حال، از Prius در واقع با استفاده از تنها 168 سلول و افزایش ولتاژ باتری از 202 ولت تا 500 ولت توسط افزایش با مبدل و نیز دستگاه های قدرت در مقیاس کوچکتر، مانند سیستم های روشنایی قابل حمل. یک LED سفید به طور معمول نیاز به 3.3 ولت به نور منتشر می کنند، و یک مبدل بوست می تواند افزایش ولتاژ تا ولتاژ از 1.5 ولت سلول های قلیایی به قدرت لامپ را فراهم نماید. مبدل های تقویت نیز می تواند ولتاژ بالاتر را در کار تولید لوله های فلورسنت کاتد سرد (CCFL) در دستگاههایی مانند ال سی دی نورهای پسزمینه و برخی از چراغ قوه را فراهم نمایند.

Power Electronic Chopper Boost (04)

یک مبدل بوست Boost به عنوان مکانیسم افزایش ولتاژ در مدار شناخته شده به عنوان " دزد ژول ' استفاده می شود. این توپولوژی مدار با برنامه های کاربردی باتری قدرت کم مورد استفاده قرار می گیرد، و در توانایی افزایش تبدیل به 'سرقت' انرژی باقی مانده در باتری می نماید. این انرژی در غیر این صورت تلف می شود از ولتاژ کم باتری تقریبا ازبین می رود آن را برای یک بار عادی غیر قابل استفاده می کند، این انرژی در غیر این صورت دست نخورده باقی می ماند زیرا بسیاری از برنامه های کاربردی اجازه نمی دهد به اندازه کافی در حال حاضر به جریان از طریق یک بار زمانی که ولتاژ کاهش می یابد. این کاهش ولتاژ رخ می دهد به عنوان تبدیل در باتری تخلیه می شود، و از ویژگی های حاضر باتری قلیایی است. از آنجا که P= V^2 / R به عنوان توان، و R گرایش به ثبات، قدرت را به بار پایین می رود جریان به طور قابل توجهی کاهش می یابد نسبت به ولتاژ.

تجزیه و تحلیل مدار

اصل کلیدی این است که در درایوهای مبدل ولتاژ بوست افزایش توسط سلف به مقاومت در برابر تغییر در جریان. در یک مبدل بوست بوجود می آید، ولتاژ خروجی که همیشه بالاتر از ولتاژ ورودی است. طرح کلی از مرحله قدرت افزایش در شکل زیر نشان داده شده است.

الف- هنگامی که سوئیچ بسته است، جریان از طریق سلف در جهت عقربه های ساعت در سلف ذخیره انرژی می شود. قطب سمت چپ سلف مثبت است.

ب- هنگامی که سوئیچ باز است، کاهش می یابد به عنوان امپدانس بالاتر است. بنابراین، تغییر یا کاهش در جریان خواهد داشت که توسط جریان مخالف سلف است. بنابراین قطب خواهد شد معکوس (یعنی سمت چپ سلف در حال حاضر در منفی خواهد بود). به عنوان یک نتیجه دو منبع سری باعث یک ولتاژ بالاتر به شارژ خازن از طریق دیود D می شود.

اگر سوئیچ چرخه به اندازه کافی سریع است، سلف تخلیه به طور کامل در بین مراحل شارژ و بار همیشه یک ولتاژ بیشتر از آن دارد که از منبع ورودی به تنهایی، هنگامی که سوئیچ باز است ناشی است. همچنین در حالی که سوئیچ باز است، خازن به صورت موازی با بار با این ولتاژ ترکیب می شود. هنگامی که سوئیچ بسته و به سمت راست اتصال کوتاه دارد خارج از سمت چپ، خازن است بنابراین قادر به تامین ولتاژ و انرژی بار است. در طول این زمان، دیود مسدود کردن مانع از تخلیه خازن از طریق سوئیچ می شود. سوئیچ باید البته دوباره باز شود این عمل باید سریع باشد، برای جلوگیری از تخلیه خازن بیش از حد مجاز.

شماتیک مبدل افزایش

Power Electronic Chopper Boost (05)

دو پیکربندی یک مبدل بوست، بسته به دوحالت از سوئیچ S

Power Electronic Chopper Boost (06)

اصل اساسی از یک مبدل بوست شامل دو حالت مجزا (شکل زیر را ببینید):

  1. در حالت، سوئیچ S بسته است، و در نتیجه افزایش در سلف مدار.
  2. در حالت خاموش، سوئیچ باز است و تنها راه ارائه شده به جریان سلف است از طریق دیود flyback D، C خازن و R. و بار این نتایج در انتقال انرژی در حالت انباشته شده به خازن.
  3. جریان ورودی به عنوان جریان سلف را می توان در شکل 2 دید. پس از آن است که ناپیوسته در مبدل باک و الزامات در فیلتر ورودی نسبت به مبدل باک دارای آرامش است.

شکل موج جریان و ولتاژ در مبدل بوست در حالت پیوسته

Power Electronic Chopper Boost (07)

هنگامی که یک مبدل بوست در حالت مداوم، از طریق سلف IL به صفر کاهش می یابد. شکل 3 شکل موج معمول جریان و ولتاژ در یک عامل مبدل در این حالت را نشان می دهد. ولتاژ خروجی را می توان به شرح زیر در شرایط ثابت محاسبه نمود، در مورد یک مبدل ایده آل (یعنی با استفاده از قطعات با رفتار ایده آل) عامل: در حالت، سوئیچ S بسته است، که باعث می شود ولتاژ به نظر می رسد در سراسر سلف، که باعث تغییر در جریان IL از طریق سلف در طول مدت زمان (t) با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

Power Electronic Chopper Boost (08)

در حالت افزایش جریان IL نیز خواهیم داشت:

Power Electronic Chopper Boost (09)

D چرخه وظیفه یا پهنای پالس سوئیچ می باشد. این نشان دهنده بخشی از دوره زمان T تناوب که در طی آن سوئیچ روشن است. بنابراین محدوده D بین 0 (S است هرگز) و 1 (S است که همیشه در). در حالت خاموش، سوئیچ S به طوری که سلف جریان را از طریق بار تخلیه می کند اگر ما در نظر داشته باشیم که افت ولتاژ صفر در دیود روخ دهد باید از یک خازن به اندازه کافی بزرگ برای ثابت باقی نگاه داشتن ولتاژ بار استفاده نمائیم:

Power Electronic Chopper Boost (10)

بنابر این تغییرات جریان در دوره خاموش بودن IL سلف برابر است با:

Power Electronic Chopper Boost (11)

همانطور که ما در نظر داریم که مبدل در شرایط حالت پایدار باشد، مقدار انرژی ذخیره شده در هر یک از اجزای آن به همان اندازه در زمان شروع و در پایان یک چرخه تکمیلی. به طور خاص، انرژی ذخیره شده در سلف، برابر است با:

Power Electronic Chopper Boost (12)

مجموع تغییرات جریان سلف در حالت فعال و غیر فعال بودن از روابط زیر محاسبه می شود:

Power Electronic Chopper Boost (13)

با جایگزینی عبارت بالا داریم:

Power Electronic Chopper Boost (14)

این رابطه را می توان بصورت زیر نیز نوشت:

Power Electronic Chopper Boost (15)

که نتیجه می دهد پهنای پالس برابر است با چند درصد:

Power Electronic Chopper Boost (16)

عبارت فوق نشان می دهد که ولتاژ خروجی همیشه بالاتر از ولتاژ ورودی (به عنوان چرخه کار می رود از 0 به 1)است، که آن را با D از لحاظ نظری تا بینهایت به عنوان رویکردهای D 1 افزایش می دهد.

شکل موج جریان و ولتاژ در مبدل بوست در حالت ناپیوسته

Power Electronic Chopper Boost (17)

اگر دامنه موج دار شدن جریان بیش از حد بالا باشد، سلف ممکن است به طور کامل قبل از پایان یک چرخه کاری کاملاً تخلیه شود. این معمولا تحت بارهای نور رخ می دهد. در این مورد، در حال حاضر از طریق سلف می افتد در طول بخشی از این دوره به صفر (نگاه کنید به شکل موج در شکل). اگر چه جزئی شده، تفاوت اثر قوی در معادله ولتاژ خروجی دارد. می توان آن را به شرح زیر محاسبه نمود:

به عنوان سلف در حال حاضر در ابتدای چرخه صفر ، حداکثر ارزش خود را IL Max (در t= D * T) برابر است با:

Power Electronic Chopper Boost (18)

در طی دوره خاموشی سلف :

Power Electronic Chopper Boost (19)

با استفاده از دو معادله بالا خواهیم داشت:

Power Electronic Chopper Boost (20)

بار فعلی برابر با متوسط جریان دیود ID است. همانطور که در شکل موج دیده می شود، جریان دیود برابر با جریان سلف در حالت خاموش است. بنابراین جریان خروجی را می توان به شکل زیر نوشت:

Power Electronic Chopper Boost (21)

با جایگزینی با عبارت های بالا خواهیم داشت:

Power Electronic Chopper Boost (23)

بنابراین ولتاژ خروجی نهایی را می توان به شکل زیر نوشت:

Power Electronic Chopper Boost (23)

Power Electronic Chopper Boost (24)

در مقایسه بین ولتاژ خروجی برای حالت پیوسته، این بیان بسیار پیچیده تر است. علاوه بر این، در عملیات ناپیوسته، افزایش ولتاژ خروجی نه تنها در چرخه وظیفه به مقدار ظرفیت سلف، ولتاژ ورودی، فرکانس سوئیچینگ، و جریان خروجی بستگی دارد،

یک مدار طراحی شده مبدل بوست BOOST

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

Power Electronic Chopper Boost (25)

توجه: شما می توانید مدار طراحی شده بالا را در نرم افزار شبیه ساز Proteus v7 آزمایش کنید می توانید آن را همراه با مثال های دیگر از لینک معرفی شده همین بخش دانلود نمائید.

لینک دانلود:

http://s4.picofile.com/file/7856467418/Power_Electronic_Chopper_Boost.zip.html

رمز فایل: www.Project-esisis.com


نسخه ی pdf قابل دانلود این صفحه:

لینک دانلود:

http://s4.picofile.com/file/7856477953/Power_Electronic_006_.zip.html

رمز فایل: www.Project-esisis.com

راھنمای دانلودگزارش خرابی لینک

صفحه بعدی  

 

 

 

 

<img src="Background/Signbot LED (1).gif" width="249" height="49" alt="Signbot LED (1)" />
فروشگاه الکترونیک
کسب درآمد میلیونی در ماه
کانال تلگرام