بررسی انواع منابع تغذیه سوئیچینگ و شبیه سازی مبدل DC-DC باک
67 صفحه در قالب word
چکیده پروژه:
این پروژه در مورد منابع تغذیه سوئیچینگ با کنترل جریان می باشد. این نوع کنترل در نسل جدید منابع تغذیه سوئیچینگ کاملأ رواج یافته است. این پایان نامه در مورد انواع منابع تغذیه سوئیچینگ ، مزایا و معایب هر یک از آنها و تفاوتهای بین انواع مختلف کنترل با حلقه های فیدبک پرداخته است.در انتها یک مبدل DC-DC از نوع باک ،بااستفاده از سیمولینک مطلب شبیه سازی شده و نتایج آن آورده شده است.
فهرست مطالب
مقدمه: 1
بخش اول: مروری بر منابع تغذیه سوئیچینگ
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی 2
بخش دوم: اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
1-2: انواع رگولاتورهای ولتاژ 4
2-2:چاپرهای DC 4
3-2: اصول رگولاتورهای سوئیچینگ 6
بخش سوم: رگولاتورهای سوئیچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله کننده
1-3:رگولاتور باک ( Buck ) 9
2-3: رگولاتور بوست ( Boost 11
3-3: رگولاتور باک – بوست ( Buck – Boost ) - 14
بخش چهارم: رگولاتورهای سوئیچینگ با ترانسفورماتور ایزوله کننده
1-4: رگولاتور فلای بک ( Fly Back ) 17
2-4: رگولاتور پوش پول ( Push Pull ) - 19
3-4: رگولاتور نیم پل ( Half Bridge ) 21
4-4: رگولاتور تمام پل ( Full Bridge ) 23
بخش پنجم: شبیه سازی مبدل باک 26
بخش ششم: مدارات مجتمع ( IC های ) کنترل کننده منابع تغذیه -34
منابع 67
ایده منابع تغذیه سوئیچینگ در سال 1970 توسط مهندسان الکترونیک مطرح گردید که در ابتدای امر از بازدهی پایینی برخوردار بود ولی در مقایسه با باتریها و منابع تغذیه آنالوگ وزن و حجم کوچکتر ولی در عین حال توان بالایی داشتند.
در طرحهای نخستین منابع تغذیه از عناصر ابتدایی نظیرBJT استفاده می شد که این خود باعث کاهش راندمان چیزی درحدود 68%می شد. امروزه منابع تغذیه سوئیچینگ جایگاه خاصی در صنعت برق و الکترونیک و مخابرات یافته اند و بدلیل برتریها و مزایای زیادی که نسبت به دیگر منابع تغذیه دارامی باشند توجه صنعتگران ومهندسان برق را به خود معطوف کرده اند تا جایی که گروهی از مهندسان الکترونیک در بهبود و کاراییها و کیفیت آنها تحقیقات گسترده ای انجام داده اند البته نتیجه این تلاشها پیشرفت روزافزونی است که در ساخت این سیستمها پدید آمده است. البته پیشرفت درتکنولوژی ساخت قطعات نیز تاثیربسزایی درمنابع تغذیه سوئیچینگ داشته است.
با پیداش ماسفتهای سریع و پرقدرت تلفات ترانزیستوری بطور چشمگیری کاهش پیدا کردوعمده تلفات در ترانسها خلاصه شد که برای غلبه بر این مشکل فرکانس کاری مدار را تا حد MHZ1 افزایش دادند. بنابراین در اصل سعی شده تا درانجام تحقیق از آخرین فن آوریهای روز استفاده شود. امید آنکه مورد قبول محققان و مهندسان این رشته واقع شود.
بخش اول:
مروری بر منابع تغذیه سوئیچینگ
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی:
بنا برکاربرد منابع تغذیه انتخاب بین منابع تغذیه خطی یا سوئیچینگ صورت می گیرد که هر یک دارای مزایا و معایب نسبت به یکدیگر می باشند که در ذیل به آنها اشاره می شود.
مزایای منابع تغذیه خطی:
1- طراحی مدارات بسیار ساده صورت می گیرد.
2- قابلیت تحمل بار زیاد
3- تولید نویز ناچیز و نویزپذیری بسیار اندک
4- در کاربردهای توان پایین ارزانتر می باشند.
5- زمان پاسخ دهی بالایی را دارند.
مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ:
1- وزن و حجم کمتری را نسبت به منابع تغذیه خطی دارند.
2- بالا بودن راندمان از68% تا 90%
3- داشتن مقدار بیشتری سطح ولتاژ در خروجی
4- بدلیل افزایش فرکانس کاری اجزای ذخیره کننده انرژی می توانند کوچکتر و درعین حال با کارایی بیشتری عمل کنند.
5- در توانهای بالا استفاده می شوند.
6- کنترل آسان خروجی با استفاده از قابلیتهای مدارات مجتمع
معایب منابع تغذیه خطی:
تمام مزایایی که درمنابع تغذیه سوئیچینگ گفته شد عیبهای بود که درمنابع تغذیه خطی وجود
داشت و علاوه بر آن:
1- بدلیل کم بودن بهره توان تلفاتی در ترانزیستورهای خروجی زیاد می باشد که درنتیجه نیاز به خنک کننده سیستم سرمایش تحت فشار می باشد.
معایب منابع تغذیه سوئیچینگ:
تمام مواردی که به عنوان مزیت در درمنابع تغذیه خطی ذکر شد به عنوان عیوب منابع تغذیه سوئیچینگ به شمارمی رود علاوه بر آن به موارد زیراشاره می شود:
1- نیاز به فیلتر کردن خروجی و حذف نویزهای تولیدی
2- ناپایداری ولتاژ
3- حساسیت زیاد به امواج محیط بگونه ائیکه بعضا در برابر دیشهای مخابراتی اصلا عمل نمی کنند.
بخش دوم:
اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
1-2: انواع رگولاتورهای ولتاژ:
مدارات رگولاتور ولتاژ به سه دسته تقسیم می شوند. در رگولاتور نوع سری یک المان کنترل خطی ( ترانزیستور ) بصورت سری و ولتاژ DC رگوله نشده برای ثابت نگهداشتن ولتاژ خروجی و فیدبک استفاده می شود. ولتاژ خروجی کمتراز ولتاژ ورودی رگوله نشده است و مقداری قدرت در المان کنترل تلف می شود.یک نوع دیگر از این رگولاتورها رگولاتور موازی است که در آن المان کنترل بجای سری شدن با بار از خروجی به زمین بسته می شود و موازی با بار قرار می گیرد. یک مثال ساده مقاومت به اضافه دیود زنر است. روش دیگری برای تولید یک ولتاژ DC رگوله شده که اساسأ از آنچه تاکنون دیده ایم متفاوت است وجود دارد و آن رگولاتور سوئیچینگ است. شکل ( 1-2 ) یک رگولاتور سوئیچینگ را نشان می دهد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
چکیده پروژه:
این پروژه در مورد منابع تغذیه سوئیچینگ با کنترل جریان می باشد. این نوع کنترل در نسل جدید منابع تغذیه سوئیچینگ کاملأ رواج یافته است. این پایان نامه در مورد انواع منابع تغذیه سوئیچینگ ، مزایا و معایب هر یک از آنها و تفاوتهای بین انواع مختلف کنترل با حلقه های فیدبک پرداخته است.در انتها یک مبدل DC-DC از نوع باک ،بااستفاده از سیمولینک مطلب شبیه سازی شده و نتایج آن آورده شده است.
فهرست مطالب
مقدمه:
بخش اول: مروری بر منابع تغذیه سوئیچینگ
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی
بخش دوم: اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
۱-۲: انواع رگولاتورهای ولتاژ
۲-۲:چاپرهای DC
۳-۲: اصول رگولاتورهای سوئیچینگ
بخش سوم: رگولاتورهای سوئیچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله کننده
۱-۳:رگولاتور باک ( Buck )
۲-۳: رگولاتور بوست ( Boost
۳-۳: رگولاتور باک – بوست ( Buck – Boost )
بخش چهارم: رگولاتورهای سوئیچینگ با ترانسفورماتور ایزوله کننده
۱-۴: رگولاتور فلای بک ( Fly Back )
۲-۴: رگولاتور پوش پول ( Push Pull )
۳-۴: رگولاتور نیم پل ( Half Bridge )
۴-۴: رگولاتور تمام پل ( Full Bridge )
بخش پنجم: شبیه سازی مبدل باک
بخش ششم: مدارات مجتمع ( IC های ) کنترل کننده منابع تغذیه
منابع
فهرست اشکال
شکل (۱-۲ ) رگولاتور سوئیچینگ ساده
شکل ( ۲-۲ ) چاپر کاهنده
شکل ( ۳-۲ ) چاپر افزاینده
شکل ( ۴-۲ ) عناصر رگولاتورهای سوئیچینگ
شکل (۱-۳ ) شکل موجهای ولتاژ و جریان
شکل ( ۲-۳ ) رگولاتور بوست
شکل ( ۳-۳ ) رگولاتور باک – بوست با جریان پیوسته سلف
شکل ( ۱-۴ ) رگولاتور فلای بک
شکل ( ۲-۴ ) رگولاتور پوش پول
شکل ( ۳-۴ ) رگولاتور نیم پل
شکل ( ۴-۴ ) رگولاتور تمام پل
شکل ( ۱-۵
شکل ( ۲-۵
شکل ( ۳-۵
شکل ( ۴-۵
شکل ( ۵-۵
شکل ( ۶-۵
شکل ( ۷-۵
شکل ( ۱-۶ ) دیاگرام ساده شده MC34066 به نقل از شرکت موتورولا
شکل ( ۲-۶ ) طرح پایه حالت کنترل ولتاژ
شکل ( ۳-۶ ) طرح پایه حالت کنترل جریان
شکل ( ۴-۶ ) دیاگرام داخلی تراسه های UC3842/3/4/5
شکل ( ۵-۶ ) جدول مقادیر UVLO و DUTY CYCLE
شکل ( ۶-۶ ) نمودار هیسترزیس
شکل ( ۸-۶ ) حالت کنترل جریان
شکل ( ۹-۶ ) جبرانسازی
شکل ( ۱۰-۶ ) نحوه استفاده از نوسان ساز خارجی
شکل ( ۱۱-۶ ) دیاگرام داخلی تراشه TC170
شکل ( ۱۲-۶ ) دیاگرام نوسان ساز داخلی TC170
شکل ( ۱۳-۶ ) نمودار فرکانس بر حسب Rt و Ct
شکل ( ۱۴-۶ ) نحوه محدود کردن جریان
شکل ( ۱۵-۶ ) حالت کنترل جریان
شکل ( ۱۶-۶ ) دیاگرام داخلی تراشه LM5020 – ½
شکل ( ۱۷-۶ ) دیاگرام داخلی تراشه L5991/1A
شکل ( ۱۸-۶ ) نحوه اتصال قطعات نوسان ساز
شکل ( ۱۹-۶ ) نمودار زمانی عملکرد HICCUP
شکل ( ۲۰-۶۵ ) شمای داخلی قسمت حس جریان
شکل ( ۲۱-۶ ) دیاگرام حالت STANDBY در تراشه
منابع تغذیه سوئیچینگ با کنترل جریان
76 صفحه در قالب word
چکیده پروژه:
این پروژه در مورد منابع تغذیه سوئیچینگ با کنترل جریان می باشد. این نوع کنترل در نسل جدید منابع تغذیه سوئیچینگ کاملأ رواج یافته است. این پایان نامه در مورد انواع منابع تغذیه سوئیچینگ و مزایا و معایب هر یک از آنها و تفاوتهای بین انواع مختلف کنترل با حلقه های فیدبک و معرفی و طرز کار آی سی های PWM با کنترل جریان از شرکتهای مختلفی همچون:
MICROCHIP – ON SEMICONDUCTOR –TEXAS INSTRUMENT و غیره پرداخته است.
مقدمه: ---------------------------- 1
بخش اول: مروری بر منابع تغذیه سوئیچینگ
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی ----------- 2
بخش دوم: اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
1-2: انواع رگولاتورهای ولتاژ -------------------------- 4
2-2:چاپرهای DC ------------------------------------- 5
3-2: اصول رگولاتورهای سوئیچینگ ---------------------- 7
بخش سوم: رگولاتورهای سوئیچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله کننده
1-3:رگولاتور باک ( Buck ) ------------------- 9
2-3: رگولاتور بوست ( Boost ) ------------------------ 11
3-3: رگولاتور باک – بوست ( Buck – Boost ) ---------------------- 14
بخش چهارم: رگولاتورهای سوئیچینگ با ترانسفورماتور ایزوله کننده
1-4: رگولاتور فلای بک ( Fly Back ) ----------------- 17
2-4: رگولاتور پوش پول ( Push Pull ) --------------------- 20
3-4: رگولاتور نیم پل ( Half Bridge ) ----------------------- 23
4-4: رگولاتور تمام پل ( Full Bridge ) --------------------- 25
بخش پنجم: مدارات مجتمع ( IC های ) کنترل کننده منابع تغذیه -------- 27
1-5: کنترل ( نوع ) حالت شبه رزونانسی ------------------ 29
2-5: کنترل ( نوع ) حالت ولتاژ --------------------------- 31
3-5: کنترل ( نوع ) حالت جریان --------------------------- 33
4-5: معرفی تراشه UC3842/3/4/5 با کنترل جریان ---------------- 36
5-5: معرفی تراشه TC170 باکنترل جریان -------------------- 43
6-5: معرفی تراشه LM5020 – 1/2 با کنترل جریان ----------- 49
7-5: معرفی تراشه L5991/1A با کنترل جریان --------------- 53
بخش ششم: ضمایم
الف: خانواده IC های CS2842/3A و CS3842/3A
ب: مجموعه IC های UCC28C40/1/2/3/4/5 و UCC38C40/1/2/3/4/5
ج: تراشه TEA2019
د: گروه IC های UC1/2/3856
و: خانواده IC های UCC1/2/3806
ز: تراشه FAN7601
ایده منابع تغذیه سوئیچینگ در سال 1970 توسط مهندسان الکترونیک مطرح گردید که در ابتدای امر از بازدهی پایینی برخوردار بود ولی در مقایسه با باتریها و منابع تغذیه آنالوگ وزن و حجم کوچکتر ولی در عین حال توان بالایی داشتند.
در طرحهای نخستین منابع تغذیه از عناصر ابتدایی نظیرBJT و مداراتMONOSTABL و ASTABL استفاده می شد که این خود باعث کاهش راندمان چیزی درحدود 68% می شد. امروزه منابع تغذیه سوئیچینگ جایگاه خاصی در صنعت برق و الکترونیک و مخابرات یافته اند و بدلیل برتریها و مزایای زیادی که نسبت به دیگر منابع تغذیه دارا می باشند توجه صنعتگران ومهندسان برق را به خود معطوف کرده اند تا جایی که گروهی از مهندسان الکترونیک در بهبود و کاراییها و کیفیت آنها تحقیقات گسترده ای انجام داده اند البته نتیجه این تلاشها پیشرفت روزافزونی است که در ساخت این سیستمها پدید آمده است. البته پیشرفت درتکنولوژی ساخت قطعات نیز تاثیربسزایی درمنابع تغذیه سوئیچینگ داشته است.
با پیداش ماسفتهای سریع و پرقدرت تلفات ترانزیستوری بطور چشمگیری کاهش پیدا کرد و عمده تلفات در ترانسها خلاصه شد که برای غلبه بر این مشکل فرکانس کاری مدار را تا حد MHZ 1 افزایش دادند.
بنابراین در اصل سعی شده تا درانجام تحقیق از آخرین فن آوریهای روز استفاده شود. امید آنکه مورد قبول محققان و مهندسان این رشته واقع شود.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
1-1 تعریف شبکههای مخابراتی و بررسی یک شبکه تلفی ساده
شبکههای مخابراتی جهت انتقال سیگنالها از نقطهای به نقطه دیگر بکار میروند. بهترین مثال یک شبکه مخابراتی، شبکه تلفن است و سادهترین شبکه تلفن از یک تلفن به ازای هر مشترک تشکیل شده است. مسیر ارتباطی بین این دو تلفن را یک رابط (link) میگوییم.
شکل 1-1 سادهترین شبکه تلفن
در صورتی که هر دو مشترک فوق بتوانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند، آن را خط دوطرف مینامیم. هرگاه بخواهیم این شبکه را گسترش دهیم، برای هر مشترک جدید نیاز به یک رابط جدید داریم شکل 2 یک شبکه تلفن با چهار مشترک به همراه تجهیزات موردنیا آ ن را توصیف میکند.
شکل 2-1 یک شبکه تلفن با چهار مشترک
همانطور که مشاهده میکنیم، توسعه شبکه از دو مشترک به بالا باعث اضافه شدن وسیلهای دیگر به نام سوئیچ شده است که تعیین کننده مقصد مکالمه هر کدام از مشترکین میباشد. در صورتی که بخواهیم شبکه فوق را باز هم گسترش دهیم، تعداد رابطهها افزایش مییابد یا یک تقریب را میتوان گفت هرگاه تعداد N مشترک تلفنی داشته باشیم، در این صورت تعداد رابطهها N2/2 خواهد شد. مثلاً اگر 10000 مشترک تلفنی در این شبکه موجود باشد، در این صورت تعداد رابطههای موجود 500000=2/2 10000 خواهد شد. پس با این روش امکان توسعه شبکه در مقیاس وسیع وجود ندارد.
1-1 تعریف شبکههای مخابراتی و بررسی یک شبکه تلفی ساده 2
2-1 مرکز تلفن 3
3-1 تقسیمبندی شبکههای تلفنی و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر 4
4-1 انواع ترانک 6
5-1 آنالیز یک مکالمه 7
فصل دوم
اساس سیستمهای سوئیچینگ دیجیتال
1-2 تکنیک مالتی پلکسینگ 12
2-2 معرفی باس استاندارد 13
3-2 پروسه نمونهبرداری 14
4-2 استفاده از تکنولوژی دیجیتال 15
5-2 روشهای کنترل 17
6-2 ساختارشبکه سوییچ نرم افزاری 18
1-6-2 شبکه دسترسی 19
2-6-2 بخش سوئیچینگ 19
3-6-2 شبکه ارتباطی 19
فصل سوم
اساس شبکههای مخابراتی
1-3 مقدمه 22
2-3 شبکههای مخابراتی (Telecommunication network) 23
3-3 مفهوم سوئیچ 23
1-3-3 ضرورت احداث مراکز سوئیچ 24
4-3 دلایل ایجاد مراکزسوئیچ 24
1-4-3 سوئیچ مداری 24
2-4-3 سوئیچ پیامی 25
3-4-3 سوئیچ بسته ای packet switching 25
5-3 ارتباط شبکه ها 25
6-3 کد شناسایی (Office code) 26
1-6-3 مراکز خصوصی 27
2-6-3 مراکز remote 28
3-6-3 کارت مشترک Subscriber Line Unit 28
7-3 کارت مشترک دیجیتال 29
1-7-3 دیاگرام کابل کشی تا مرکز 30
8-3 تجهیزات مراکز سوئیچ 30
9-3 نحوه ارتباط مشترک با سوئیچ 31
10-3 سیکل یک مکالمه داخل مرکز 32
11-3 شدت ترافیک (Telephone Traffic) 33
12-3 روند مکالمه بین مراکز 33
13-3 اعمال حفاظتی سوئیچ 34
14-3 فریمهای ماژول ورگهای شبکه سوئیچ 35
15-3 SND 35
1-15-3 طبقات ظرفیتی 36
2-15-3 آرایش سخت افزاری SND 37
16-3 مالتی پلکسرشبکه سوئیچ (SNMUXA) 37
17-3 ماتریکس شبکه سوئیچ (SNMAT) 38
18-3 فریم SND 38
1-18-3 M:MUXC: ماژول کنترل مالتی پلکسر 39
2-18-3 M:OML920: ماژول سوئیچ مالتی پلکسرنوری برای دیتا با سرعت Mbps920 39
3-18-3 M:OFC اتصال فیبرنوری 40
4-18-3 M:LILE: ماژول واسط شبکه LTG نوع E 40
5-18-3 M:MUXC ماژول کنترلی مالتی پلکسر 40
6-18-3 OML920: M: ماژول سوئیچ مالتی پلکسرنوری برای دیتا با سرعت Mbps920 40
19-3 یونیت مشترکین: (subscriber line unit) = SLU 41
20-3 وظایف برد مشترکین 43
21-3 شلف سوئیچ 43
1-21-3 FBI 45
2-21-3 شلف ترانک 45
3-21-3 DTI (دیجیتال ترانک) 46
4-21-3 ASIG 46
5-21-3 MFC 47
6-21-3 انواع ASIG 47
7-21-3 ODT – MDT 47
22-3 شلف کنترلی 47
23-3 نحوه برقراری ارتباط ساده تلفنی بین دومشترک 48
24-3 طرز ON نمودن Power شلفها 51
1-24-3 PSM: 4K 51
شامل 60 صفحه فایل word
شرح مختصر : این پروژه در مورد منابع تغذیه سوئیچینگ میباشد. این پایان نامه در ابتدا در مورد انواع منابعتغذیه سوئیچینگ و مزایا و معایب هر یک از آنها و تفاوتهای بین آنها پرداخته است و دربخشهای انتهایی به منبع تغذیهای که توسط اینجانب طراحی و ساخته شده پرداخته شده است . در این منبع مدارات درایور ,تقویت کننده , EMI تغذیه از بخشهای شامل یکسوسازها ,فیلترهای مغناطیسی یا ها و مدارات کنترل کننده بهره گرفته شده.
قهرست :
مقدمه
فصل اول : مروری کلی بر منابع تغذیه سوئیچینگ
هدف
روش کار و تحقیق
مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ با منابع تغذیه خطی
فصل دوم : اصول منابع تغذیه سوئیچینگ
بررسی یکسوساز
انواع رگولاتورهای ولتا ژ
چاپرهای DC
اصول رگولاتورهای سوئیچینگ
فیلترها
انواع فیلترها
فیلتر EMI
فصل سوم : رگولاتورهای سوئیچینگ
رگولاتور باک (Buck )
رگولاتور بوست (Boost )
رگولاتور باک – بوست (Buck – Boost )
رگولاتور فلای بک ( Fly Back)
رگولاتور پوش پول ( Push Pull )
رگولاتور نیم پل ( Half Bridge )
رگولاتور تمام پل ( Full Bridge )
فصل چهارم : ترانس سوئیچینگ و کنترلرها
ترانس سوئیچینگ
مزایای ومعایب استفاده از ترانس سوئیچینگ
نحوه محاسبه ترانس سوئیچینگ
ترانسهای مورد استفاده در این پروزه
اصول کنترلرها
انواع کنترلرها
شرح مختصری بر نحوه کار مدار
فصل پنجم : بحث ونتیجه گیری
نتیجه گیری
پیوستها