پروژه آماده: بررسی تجهیزات و منابع تغذیه سوئیچینگ و مدارات آنها (84 صفحه فایل ورد - word)

اختصاصی از نیک فایل پروژه آماده: بررسی تجهیزات و منابع تغذیه سوئیچینگ و مدارات آنها (84 صفحه فایل ورد - word) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده :

کلیه مدارات الکترونیکی نیاز به منبع تغذیه دارند. برای مدارات با کاربرد کم قدرت از باطری یا سلولهای خورشیدی استفاده می شود. منبع تغذیه به عنوان منبع انرژی دهنده به مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. حدود 20 سال است که سیستمهایی پر قدرت جای خود راحتی در مصارف خانگی هم باز کرده اند و این به دلیل معرفی سیستمهای جدید برای تغذیه مدارات قدرت است.

این منابع تغذیه کاملاً خطی عمل می نمایند. این نوع منابع را منابع تغذیه سوئیچینگ می نامند. این اسم از نوع عملکرد این سیستمها گرفته شده است. به این منابع تغذیه اختصاراً SMPS نیز می گویند. این حروف برگرفته از نام لاتین Switched Mode Power Supplies است.

راندمان SMPS بصورت نوعی بین 80% الی 90% است که 30% تا 40% آنها در نواحی خطی کار می کنند. خنک کننده های بزرگ که منابع تغذیه گلوله قدیمی از آنها استفاده می کردند، در SMPS ها دیگر به چشم نمی خورند و این باعث شده که از این منابع تغذیه بتوان در توانهای خیلی بالا نیز استفاده کرد.

در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می شود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می‌نماید. به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف Power MOSFET استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می شود. المان جدیدی به بازار آمده که تمامی مزایای دو قطعه فوق را در خود جمع آوری نموده است و دیگر معایب BJT و Power MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی سالهای اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از IGBT استفاده زیادی شده است.

امروزه مداراتی که طراحی می شوند، در رنج فرکانسی MHZ و قدرتهای در حد MVA و با قیمت خیلی کمتر از انواع قدیمی خود می‌باشند.

فروشنده های اروپائی در سال 1990 میلادی تا حد 2 میلیارد دلار از فروش این SMPS ها درآمد خالص کسب نمودند. 80% از SMPS های فروخته شده در اروپا طراحی شدند و توسط کارخانه های اروپائی ساخت آنها صورت پذیرفت. درآمد فوق العاده بالای فروش این SMPS ها در سال 1990 باعث گردید که شاخه جدیدی در مهندسی برق ایجاد شود.

این رشته مهندسی طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ نام گرفت.

یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی که در کلیه شاخه‌های زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند:

1- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت.

2- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت.

3- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد.

4- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد.

5- درک صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنک کننده موثر با راندمان زیاد.

فهرست مطالب

عنوان    صفحه

فصل اول- انواع منابع تغذیه

1-1منبع تغذیه خطی

1-1-1 مزایای منابع تغذیه خطی

1-1-2 معایب منبع تغذیه خطی

1-1-2-1 بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی

1-2 منبع تغذیه غیر خطی (سوئیچینگ)

1-2-1 مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ

1-2-2  معایب منابع تغذیه سوئیچینگ

فصل دوم – یکسوساز و فیلتر ورودی

2-1 یکسوساز ورودی

2-2 مشکلات واحد یکسوساز ورودی و روش های رفع آن‌ها

2-2-1 استفاده از NTC

2-2-2 استفاده از مقاومت و رله

2-3-2 استفاده از مقاومت و تریاک

2-3-1 روش تریستور نوری

فصل سوم – مبدل های قدرت سوئیچنیگ

3-1 مبدل فلای بک غیر ایزوله

3-2 مبدل فوروارد غیر ایزوله

فصل چهارم – ادوات قدرت سوئیچینگ

4-1 دیودهای قدرت

4-1-1 ساختمان دیودهای قدرت

4-1-2 انواع دیود قدرت

4-1-2-1 دیودهای با بازیابی استاندارد یا همه منظوره

4-1-2-2 دیودهای بازیابی سریع و فوق سریع

4-1-2-3 دیودهای شاتکی

4-2 ترانزیستور دوقطبی قدرت سوئیچینگ

4-3 ترانزیستور ماس‌فت قدرت سوئیچینگ

فصل پنجم – مدارهای راه انداز

5-1 مدارهای راه‌انداز بیس

5-1-1 راه انداز شامل دیود و خازن

5-1-2 مدار راه انداز بهینه

5-1-3 راه اندازهای بیس تناسبی

5-2 تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای ماس‌فت

فصل ششم – واحد کنترل PWM

6-1 نحوه کنترل PWM

6-2 معرفی تعدادی از مدارهای مجتمع کنترل کننده PWM

6-2-1 مدار مجتمع مد جریانی خانواده 5/4/3/842 (3)

6-2-2 مدار مجتمع  کنترل کننده مُد جریانی از نوع سی‌ماس

6-2-3 مدر مجتمع مد ولتاژی P/FP 16666 HA

6-2-4 مدار مجتمع مد ولتاژی  

6-2-5 مدار مجتمع مد جریانی  

6-2-6 مدار مجتمع مد جریانی

فصل هفتم – سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر

7-1 سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر

7-2 مبدل فلای‌بک ولتاژ صفر ساده

7-3 مبدل های سوئیچینگ نرم ولتاژ صفر

7-3-1 مبدل تشدیدی موازی

7-3-2 مبدل تشدیدی سری

7-3-3 مبدل تشدیدی سری –موازی

7-3-4 پل تشدیدی با فاز انتقال یافته

7-4 سوئیچینگ نرم جریان صفر

فصل هشتم – تجزیه و تحلیل چند منبع تغذیه سوئیچینگ 

8-1 مدار مجتمع  

8-2 مدار مجتمع

8-3 مدار مجتمع P/FP 16666HA

8-4 مدار مجتمع

8-5 مدار مجتمع

8-6 مدار مجتمع TOPxxx

فصل نهم – برخی ملاحظات جانمایی

مقدمه

9-1 سلف

9-2 فیدبک

9-3 خازن های فیلتر

9-4 مسیر زمین

9-5 چند نمونه طرح جانمایی

9-6 خلاصه

9-7 فهرست قوانین طرح جانمایی

دانلود مقاله طراحی مدار رگولاتور 5+ ولت بر اساس مدل سوئیچینگ

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله طراحی مدار رگولاتور 5+ ولت بر اساس مدل سوئیچینگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

1. شماتیک مداری و نقشه این رگولاتور
2. توصیف مربوط به خود مدار
3. توصیف مربوط به قطعات
4. گرماسنجی مدار
5. اندازه گیری راندمان مدار

I. شماتیک برد مدار :
همان طور که در این شکل ملاحظه میکنید چگونگی اتصال واقعی قطعات مختلف مدار رگولاتوررا از سمت سیم بندی شده
به تصویر کشیده ایم.

II. توصیف عملکرد مدار رگولاتور
 بررسی و مقایسه یک مدار رگولاتور با توان تلفا تی با یک رگولاتور خطی :
 رگولاتور خطی :
رگولاتوری با 3 خروجی نظیر LM317 در اصطلاح رگولاتور خطی یا رگولاتور سری نامیده میشود .
برای چنین رگولاتوری , جریان الکتریکی ورودی با جریان خروجی تقریبا برابرند. با توجه به این موضوع تفاوت ما بین توان ورودی که حاصلضرب ولتاژ ورودی در جریان ورودی است و توان خروجی که حاصلضرب ولتاژ خروجی در جریان خروجی است , در رگولاتور به عنوان حرارت مصرف می گردد .
نموداری که در زیر مشاهده میکنید نرخ خروجی و تلفات آن را در وضعیتی که ولتاژ ورودی 12 ولت میباشد نمایش میدهد . در این حالت ولتاژ خروجی 5 ولت , جریان خروجی 0.25 آمپر ,0.5 آمپر و 1 آمپر میباشد تقربا 58 درصد توان ورودی بصورت حرارت در سیستم مصرف میگردد که ما را ملزم به بستنheatsink بزرگی روی رگولاتور میکند .

 رگولاتور سوئیچینگ :
یک رگولاتور سوئیچینگ توان ورودی را به صورت پالس هایی در خروجی تولید میکند که به این عمل , عملیات سویتچینگ میگویند.عرض این پالس ها با توانی که در خروجی نیاز داریم تغییر میکند .زمانیکه در خروجی توان کمی نیاز است عرض پالس ها باریک هستند و زمانیکه در خروجی به توان بالایی نیاز داریم پالس ها عریضتر میشوند .در حقیقت مدار در حال تشخیص توان خروجی نیست .بلکه زمان پالس ها را برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی کنترل میکند.
رگولاتور سوئیچینگ توانی را که نمیتواند در خروجی ظاهر کند را به صورت گرما مصرف نمیکند برخلاف یک رگولاتور خطی که مشاهده کردیم . بنابراین دیگر نیازی به یک heatsink بزرگ وجود ندارد .
اگر بخواهیم یک مثال خاص بزنیم , با عبور جریان 1 آمپری در ولتاژ 12 ولت راندمان ما 77 درصد خواهد شد که تنها 5/1
وات توسط رگولاتور مصرف میگردد.
از آنجا که توان ورودی وقتی که ما محاسبه نمودیم6 وات است تنها 1 وات در رگولاتور تلف میگردد.در این صورت راندمان ما 83 درصد میشود.در حالی که رگولاتور خطی در همین شرایط 7 وات را مصرف میکند .

 نحوه عملکرد رگولاتور سوئیچینگ :

نمودار بالا ترکیب ساختمان داخلی LM2575-5.0. را نمایش میدهد .این ترکیب دارای یک مدار نوسان ساز برای سوئیچینگ 52 کیلو هرتز میباشد. برای ایجاد یک ولتاژ مرجع برای ثابت نگه داشتن ولتاژ , از ولتاژ 23/1 ولت استفاده کرده ایم.این ولتاژ
عرض پالس ها را با توجه به ولتاژ مرجع و ولتاژ خروجی کنترل می کند. و در کنار همه اینها مدار تشخیص حرارت و محدود کننده جریان خروجی و غیره در آن وجود دارند. در صورتی که به پنجمین پین آن ولتاژ 5+ بدهیم خروجی ما به حالت standby (حالتی که خروجی متوقف میشود) میرود. در این صورت جریان ورودی ما به 50 میکرو آمپر و ما کمترین توان مصرفی را خواهیم داشت.
 مدار فیلتر کننده ریپل :
برای یک رگولاتور سوئیچینگ وجود یک فیلتر کننده ریپل در سمت خروجی واجب می باشد.از آنجا که مدار در فرکانس بالا سوئیچ می کند, ما باید مشخصات سلف و دیود و خازن را در نظر بگیریم.ما در شکل های زیر نحوه کار فیلتر را بازگو کرده ایم :
1. وقتی که ترانزیستور رگولاتور روشن می شود , جریان در سلف و خازن و بار خروجی جاری میگردد. انرژی
الکتریکی در سلف و خازن ذخیره میگردد.

2. وقتی که ترانزیستور رگولاتور خاموش می شود , جریان همچنان تمایل دارد در بار خروجی جریان داشته باشد بنابراین از طریق انرژی ای که در سلف و خازن ذخیره شده است در بار جریان می یابد. این جریان که ناشی از انرژی ذخیره شده در این دو است از طریق دیود مدار جریان مییابد. توجه کنید که LM2575 دارای فرکانس 52 کیلو هرتزی می باشد. به همین خاطر ما از یک دیود شاتکی و یا دیودی با زمان بازیافت کم در مدارمان استفاده کردیم.چنین دیودی که در مدارات سوئیچینگ استفاده می شود به دیود آزاد رو معروف است.

3. در صورتی که یک ولتاژ معکوس در وضعیتی به مدار وارد شود,که جریانی در جهت مستقیم از میان دیود میگذرد , در یک آن جریان عبور می کند. در این لحظه, عملیات یکسو سازی انجام نمی شود و
این شبیه سیم مسی است.زمانیکه آن بصورت یک دیود عمل می کند, (یعنی اجازه عبور جریان درجهت معکوس را نمیدهد),از این لحظه زمان بازیافت معکوس شروع می شود.وقتی که عملیات با فرکانس بالا انجام می شود این مشخصات اهمیت ویژه ای دارد.وقتی که دیود در وضعیت روشن است,(یعنی وضعیتی که جریان سلف بصورت مستقیم در دیود جاری است) و زمانیکه ترانزیستور از وضعیت خاموش به روشن بودن تغییر وضعیت میدهد , انرژی از ترانزیستور به زمین منتقل میگردد .نه اینکه از مدارخروجی عبورکند.
ولتاژی که در بار خروجی ایجاد میگردد در نمودار
روبرو نمایش داده شده است.در این نمودار ما ریپل
را از اندازه واقعی بیشتر نمایش داده ایم.وقتی که
ما آن را اندازه گیری میکردیم, تقریبا 70 میلی ولت
بود (یعنی تقریبا 4/1 درصد ).
ولتاژ این ریپل به سلف و ظرفیت خازن بستگی دارد.جریان شارژ کننده ظرفیت و دشارژ کنندهآن, از خازن میگذرد.به همین خاطر ما از خازنی با ESR کم استفاده کردیم تا میزان ریپل به مینیمم برسانیم.

 نکته مهم در مورد رگولاتور سوئیچینگ :
رگولاتور سوئیچنگ در فرکانس بالا سوئیچ می کند. بنابراین, شما این توصیه ها را نیاز دارید تا در خروجی تا آنجا که ممکن است اثر نشتی را کاهش دهید.
1. سیم پیچی سلف تان تا آنجا که ممکن است کوچک باشد.زیرا عاملپیدایش نویز به شمار آید.
2. تنها از یک زمین استفاده کنید. سیم بندی لازم برای زمین زمانی که طولانی باشد از عوامل مهم تولید نویز در خروجی است.بنابراین همان طور که در شکل زیر نمایش دادهایم سیم بندی خازن را طوری انجام دهید که زمین شما تا حد امکان یک نقطه باشد.

3. خازنی با ESR مینیمم استفاده کنید.از آنجا که جریان بسیار زیادی از خازن عبور میکند, این انتخاب در یک رگولاتور سوئیچنگ انتخاب درستی است.
4. از نوعی سلف استفاده کنید که شار مغناطیسی آن در یک سطح, بسته باشد به عبارت دیگر از سلف حلقوی استفاده کنید زیرا جریان نشتی آن بسیار کم است و توان کمتری را هدر میدهد.

III. توصیف قطعات مورد اسفاده در این مدار :
 یک رگولاتور کاهش دهنده ولتاژ (LM2575) :
این شکل رگولاتور مبدل 12 ولت به 5 ولت را
نمایش می دهد.که برای تدارک توان مثبت استفاده
شده است.توجه کنید که از این سری رگولاتور ها
, مدل های دیگری از رنج 3/1 ولت تا 37 ولت
وجود دارند که ما از نوع 5 ولتی آن استفاده نمودیم.

 HeatSink: (گرما گیر)
در مورد یک رگولاتور سوئیچینگ میدانید که بطور
نسبی اتلاف توان آن کم است.بطور تقریبی توان اتلافی
آن زمانیکه 1 آمپر در خروجی جریان میدهد. 5/1
وات است. در نمونه ای که ساخته ایم این اتلاف 1 وات
است که میبینید به همین خاطر هیچ مشکلی پیش نمی آید
اگر از heatsink استفاده نکنیم اما برای اطمینان ما از
یک heatsink کوچک در مدارمان استفاده نموده ایم.
سایز آن دارای 25 mm طول, 23mm عرض و10mm
عمق هر پره آن میباشد.

 لاستیک سیلیکون :
برای ایزوله کردن قسمت پشتی رگولاتور با heatsink
برای جلوگیری از اتصال الکتریکی آن با رگولاتور, ما از یک
ایزوله مننده در میان آنها استفاده کردیم. که نیاز به یک پیچ
3 mm برای اتصال heatsink به رگولاتور دارد .اما در
رگولاتور یک سوراخ 4 mm ایجاد کردیم.برای اینکه پیچ
نباید با رگولاتور تماسی نداشته باشد, ما از یک بخش دایرهای
شکل برای نصب , در سوراخ رگولاتور قرار دادیم.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   12 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

پایان نامه کاردانی کامپیوتر منابع غذایی سوئیچینگ رشته سخت افزار

اختصاصی از نیک فایل پایان نامه کاردانی کامپیوتر منابع غذایی سوئیچینگ رشته سخت افزار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود متن کامل این پایان نامه با فرمت ورد word

دانشگاه جامع علمی – کاربردی

مؤسسه آموزش عالی آزاد نوآوران عصر دانش

 منابع تغذیه سوئیچینگ

 دانشجو :

محمد مهدی محمد حسین نژاد

 پایان نامه برای دریافت درجه کاردانی

در رشته مهندسی کامپیوتر گرایش سخت افزار

 استاد راهنما :

جناب آقای مهندس سید حمید رضا حسینی نژاد

فصل اول- انواع منابع تغذیه ……………………………………………………………..

1-1منبع تغذیه خطی ………………………………………………………………………………………………….

1-1-1 مزایای منابع تغذیه خطی ……………………………………………………………………………….

1-1-2 معایب منبع تغذیه خطی ……………………………………………………………………………….

1-1-2-1 بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی …………………………………………………………….

1-2 منبع تغذیه غیر خطی (سوئیچینگ) …………………………………………………………………

1-2-1 مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ ……………………………………………………………………..

1-2-2 معایب منابع تغذیه سوئیچینگ …………………………………………………………………….

فصل دوم – یکسوساز و فیلتر ورودی ………………………………………………….

2-1 یکسوساز ورودی …………………………………………………………………………………………………..

2-2 مشکلات واحد یکسوساز ورودی و روش های رفع آن‌ها ………………………………….

2-2-1 استفاده از NTC ……………………………………………………………………………………………

2-2-2 استفاده از مقاومت و رله …………………………………………………………………………………

2-3-2 استفاده از مقاومت و تریاک …………………………………………………………………………….

2-3-1 روش تریستور نوری ………………………………………………………………………………………..

فصل سوم – مبدل های قدرت سوئیچنیگ ………………………………………….

3-1 مبدل فلای بک غیر ایزوله ………………………………………………………………………………….

3-2 مبدل فوروارد غیر ایزوله ……………………………………………………………………………………..

فصل چهارم – ادوات قدرت سوئیچینگ ………………………………………………

4-1 دیودهای قدرت …………………………………………………………………………………………………….

4-1-1 ساختمان دیودهای قدرت ………………………………………………………………………………

4-1-2 انواع دیود قدرت ………………………………………………………………………………………………

4-1-2-1 دیودهای با بازیابی استاندارد یا همه منظوره ……………………………………………

4-1-2-2 دیودهای بازیابی سریع و فوق سریع …………………………………………………………

4-1-2-3 دیودهای شاتکی ………………………………………………………………………………………….

4-2 ترانزیستور دوقطبی قدرت سوئیچینگ ………………………………………………………………

4-3 ترانزیستور ماس‌فت قدرت سوئیچینگ ………………………………………………………………

فصل پنجم – مدارهای راه انداز ………………………………………………………….

5-1 مدارهای راه‌انداز بیس ………………………………………………………………………………………….

5-1-1 راه انداز شامل دیود و خازن ……………………………………………………………………………

5-1-2 مدار راه انداز بهینه ………………………………………………………………………………………….

5-1-3 راه اندازهای بیس تناسبی ………………………………………………………………………………

5-2 تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای ماس‌فت …………………………………………………………

فصل ششم – واحد کنترل PWM ……………………………………………………..

6-1 نحوه کنترل PWM ……………………………………………………………………………………………

6-2 معرفی تعدادی از مدارهای مجتمع کنترل کننده PWM ……………………………..

6-2-1 مدار مجتمع مد جریانی خانواده 5/4/3/842 (3) ……………………………..

6-2-2 مدار مجتمع کنترل کننده مُد جریانی از نوع سی‌ماس ………………….

6-2-3 مدر مجتمع مد ولتاژی P/FP 16666 HA ……………………………………………….

6-2-4 مدار مجتمع مد ولتاژی ………………………………………………………………………

6-2-5 مدار مجتمع مد جریانی …………………………………………………………………..

6-2-6 مدار مجتمع مد جریانی ……………………………………………………………………

فصل هفتم – سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر ………………………………..

7-1 سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر ………………………………………………………………….

7-2 مبدل فلای‌بک ولتاژ صفر ساده …………………………………………………………………………..

7-3 مبدل های سوئیچینگ نرم ولتاژ صفر ………………………………………………………………..

7-3-1 مبدل تشدیدی موازی …………………………………………………………………………………….

7-3-2 مبدل تشدیدی سری ………………………………………………………………………………………

7-3-3 مبدل تشدیدی سری –موازی ………………………………………………………………………..

7-3-4 پل تشدیدی با فاز انتقال یافته ……………………………………………………………………….

7-4 سوئیچینگ نرم جریان صفر ………………………………………………………………………………..

فصل هشتم – تجزیه و تحلیل چند منبع تغذیه سوئیچینگ …………………

8-1 مدار مجتمع ……………………………………………………………………………………………..

8-2 مدار مجتمع ……………………………………………………………………………………………

8-3 مدار مجتمع P/FP 16666HA ……………………………………………………………………….

8-4 مدار مجتمع ……………………………………………………………………………………………

8-5 مدار مجتمع ……………………………………………………………………………………………

8-6 مدار مجتمع TOPxxx …………………………………………………………………………………….

فصل نهم – برخی ملاحظات جانمایی ……………………………………………………

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………….

9-1 سلف ………………………………………………………………………………………………………………………

9-2 فیدبک …………………………………………………………………………………………………………………..

9-3 خازن های فیلتر …………………………………………………………………………………………………..

9-4 مسیر زمین ………………………………………………………………………………………………………………………

9-5 چند نمونه طرح جانمایی …………………………………………………………………………………….

9-6 خلاصه …………………………………………………………………………………………………………………..

9-7 فهرست قوانین طرح جانمایی ……………………………………………………………………………..

چکیده :

کلیه مدارات الکترونیکی نیاز به منبع تغذیه دارند. برای مدارات با کاربرد کم قدرت از باطری یا سلولهای خورشیدی استفاده می شود. منبع تغذیه به عنوان منبع انرژی دهنده به مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. حدود 20 سال است که سیستمهایی پر قدرت جای خود راحتی در مصارف خانگی هم باز کرده اند و این به دلیل معرفی سیستمهای جدید برای تغذیه مدارات قدرت است.

این منابع تغذیه کاملاً خطی عمل می نمایند. این نوع منابع را منابع تغذیه سوئیچینگ می نامند. این اسم از نوع عملکرد این سیستمها گرفته شده است. به این منابع تغذیه اختصاراً SMPS نیز می گویند. این حروف برگرفته از نام لاتین Switched Mode Power Supplies است.

راندمان SMPS بصورت نوعی بین 80% الی 90% است که 30% تا 40% آنها در نواحی خطی کار می کنند. خنک کننده های بزرگ که منابع تغذیه گلوله قدیمی از آنها استفاده می کردند، در SMPS ها دیگر به چشم نمی خورند و این باعث شده که از این منابع تغذیه بتوان در توانهای خیلی بالا نیز استفاده کرد.

در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می شود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می‌نماید. به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف Power MOSFET استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می شود. المان جدیدی به بازار آمده که تمامی مزایای دو قطعه فوق را در خود جمع آوری نموده است و دیگر معایب BJT و Power MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی سالهای اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از IGBT استفاده زیادی شده است.

امروزه مداراتی که طراحی می شوند، در رنج فرکانسی MHZ و قدرتهای در حد MVA و با قیمت خیلی کمتر از انواع قدیمی خود می‌باشند.

فروشنده های اروپائی در سال 1990 میلادی تا حد 2 میلیارد دلار از فروش این SMPS ها درآمد خالص کسب نمودند. 80% از SMPS های فروخته شده در اروپا طراحی شدند و توسط کارخانه های اروپائی ساخت آنها صورت پذیرفت. درآمد فوق العاده بالای فروش این SMPS ها در سال 1990 باعث گردید که شاخه جدیدی در مهندسی برق ایجاد شود.

این رشته مهندسی طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ نام گرفت.

یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی که در کلیه شاخه‌های زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند:

1- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت.

2- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت.

3- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد.

4- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد.

5- درک صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنک کننده موثر با راندمان زیاد.

مقدمه :

منابع تغذیه سوئیچینگ امروزه و بخصوص از سال 1990 به این طرف جای خود را در تمامی دستگاه های الکتریکی و در صنایع الکترونیک، مخابرات، کنترل، قدرت، ماهواره ها، کشتی ها، کامپیوترها، موبایل، تلفن و … به دلیل ارزانی قیمت و کم حجم بودن و راندمان بالا باز کرده اند. به همین دلیل اکنون همه کشورهای جهان حتی در جهان سوم به طراحی و ساخت این نوع از منابع تغذیه پرکاربرد می پردازند. اما با این وجود متأسفانه هنوز این منبع تغذیه در ایران ناشناخته مانده و همه روزه مقدار زیادی از بیت‌المال المسلمین در راه ساخت منابع تغذیه غیر ایده‌آل و یا خرید این گونه منابع تغذیه سوئیچینگ از کشور خارج می شود.

فصل اول

انواع منابع تغذیه

منبع تغذیه خطی

منابع تغذیه خطی منابعی هستند که عنصر کنترل آن ها در ناحیه فعال از عملکرد خود قرار دارد. این عنصر به صورت سری یا موازی با بار قرار می گیرد و با دریافت فیدبک از خروجی، میزان ولتاژ و جریان بار خروجی را تنظیم می کند به گونه ای که ولتاژ خروجی در یک سطح از پیش تعیین شده ثابت باقی بماند. معمولاً عنصر کنترل در این دسته از منابع یک ترانزیستور دو قطبی است که با تنظیم جریان بیس آن میزان جریان رسیده به بار کنترل می شود. بلوک دیاگرام ساده شده این نوع منبع تغذیه در شکل نشان داده شده است.

1-1-1مزایای منابع تغذیه خطی

مزایای یک منبع تغذیه خطی به شرح زیر است:

1- پایداری زیاد.

2- نویزپذیری پایین.

3- تثبیت عالی.

4- نوسان کم خروجی.

1-1-2 معایب منبع تغذیه خطی

معایب یک منبع تغذیه خطی به شرح زیر می باشد:

1- بازده کم تر از 50% (در توان های نسبتاً زیاد). راندمان منبع تغذیة خطی معمولاً کم است دلیل آن افت ولتاژ و در نتیجه اتلاف توان در عنصر کنترل است.

2- حجم زیاد. یکی از معایب منبع تغذیة خطی حجم زیاد آن به ویژه در توان زیاد است. دلیل اصلی حجیم شدن این منابع دو عامل ذیل است:

الف) بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی

ب) نیاز به گرماگیرهای بزرگ به دلیل تلفات زیاد در عنصر کنترل

 1-1-2-1 بزرگ بودن ترانس کاهندة ورودی

همان گونه که بیان شد یکی از دلایل حجیم شدن منبع تغذیه خطی بزرگ بودن ترانس کاهندة ورودی آن می باشد. این ترانس به دلایلی نمی تواند از بلوک دیاگرام کنار گذاشته شود. ترانس سبب مجزاسازی مدار خروجی از ورودی می شود و از طرفی برای جلوگیری از تشعشع مدار و جلوگیری از نفوذ میدان های الکترومغناطیسی خارجی مجبوریم که زمین مدار را به بدنة منبع تغذیة خطی متصل کنیم و در صورت نبود ترانس خطر برق گرفتگی برای کاربر وجود دارد.

3- عدم توانایی فشرده سازی به ویژه برای بهره‌وری بالا.

4- زمان نگهداری نسبتاً کوچک.

منبع تغذیة خطی دارای زمان نگهداری بسیار کمی می باشد. منظور از زمان نگهداری مدت زمانی است که خروجی تغذیه علیرغم قطع بودن برق ورودی آن، هم چنان برقرار می ماند. اگر بخواهیم این زمان را افزایش دهیم باید ظرفیت خازن های ورودی را بسیار بزرگ در نظر بگیریم که طبعاً حجم زیادی اشغال می کند.

5- مناسب برای ولتاژهای کم.

این نوع منابع بیشتر برای ولتاژهای خروجی پایین به کار برده می‌شوند و این یکی از معایب منبع تغذیه خطی است که استفاده از آن در ولتاژهای زیاد مقرون به صرفه نیست.

1-2 منبع تغذیة غیرخطی (سوئیچینگ)

معایب منبع تغذیة خطی می تواند با استفاده از منبع تغذیة سوئیچینگ کاهش یافته و یا حذف شود. بلوک دیاگرام ساده شدة یک منبع غیرخطی (سوئیچینگ) در شکل نمایش داده شده است.

 متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

دانلود پایان نامه منابع تغذیه سوئیچینگ

اختصاصی از نیک فایل دانلود پایان نامه منابع تغذیه سوئیچینگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کلیه مدارات الکترونیکی نیاز به منبع تغذیه دارند. برای مدارات با کاربرد کم قدرت از باطری یا سلولهای خورشیدی استفاده می شود. منبع تغذیه به عنوان منبع انرژی دهنده به مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. حدود 20 سال است که سیستمهایی پر قدرت جای خود راحتی در مصارف خانگی هم باز کرده اند و این به دلیل معرفی سیستمهای جدید برای تغذیه مدارات قدرت است.
این منابع تغذیه کاملاً خطی عمل می نمایند. این نوع منابع را منابع تغذیه سوئیچینگ می نامند. این اسم از نوع عملکرد این سیستمها گرفته شده است. به این منابع تغذیه اختصاراً SMPS نیز می گویند. این حروف برگرفته از نام لاتین Switched Mode Power Supplies است.
راندمان SMPS بصورت نوعی بین 80% الی 90% است که 30% تا 40% آنها در نواحی خطی کار می کنند. خنک کننده های بزرگ که منابع تغذیه گلوله قدیمی از آنها استفاده می کردند، در SMPS ها دیگر به چشم نمی خورند و این باعث شده که از این منابع تغذیه بتوان در توانهای خیلی بالا نیز استفاده کرد.
در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می شود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می‌نماید. به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف Power MOSFET استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می شود. المان جدیدی به بازار آمده که تمامی مزایای دو قطعه فوق را در خود جمع آوری نموده است و دیگر معایب BJT و Power MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی سالهای اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از IGBT استفاده زیادی شده است.
امروزه مداراتی که طراحی می شوند، در رنج فرکانسی MHZ و قدرتهای در حد MVA و با قیمت خیلی کمتر از انواع قدیمی خود می‌باشند.
فروشنده های اروپائی در سال 1990 میلادی تا حد 2 میلیارد دلار از فروش این SMPS ها درآمد خالص کسب نمودند. 80% از SMPS های فروخته شده در اروپا طراحی شدند و توسط کارخانه های اروپائی ساخت آنها صورت پذیرفت. درآمد فوق العاده بالای فروش این SMPS ها در سال 1990 باعث گردید که شاخه جدیدی در مهندسی برق ایجاد شود.
این رشته مهندسی طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ نام گرفت.
یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی که در کلیه شاخه‌های زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند:
1- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت.
2- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت.
3- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد.

فصل اول- انواع منابع تغذیه     
1-1منبع تغذیه خطی     
1-1-1 مزایای منابع تغذیه خطی     
1-1-2 معایب منبع تغذیه خطی     
1-1-2-1 بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی     
1-2 منبع تغذیه غیر خطی (سوئیچینگ)     
1-2-1 مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ     
1-2-2  معایب منابع تغذیه سوئیچینگ     
فصل دوم – یکسوساز و فیلتر ورودی     
2-1 یکسوساز ورودی     
2-2 مشکلات واحد یکسوساز ورودی و روش های رفع آن‌ها     
2-2-1 استفاده از NTC     
2-2-2 استفاده از مقاومت و رله     
2-3-2 استفاده از مقاومت و تریاک     
2-3-1 روش تریستور نوری     
فصل سوم – مبدل های قدرت سوئیچنیگ     
3-1 مبدل فلای بک غیر ایزوله     
3-2 مبدل فوروارد غیر ایزوله     
فصل چهارم – ادوات قدرت سوئیچینگ     
4-1 دیودهای قدرت     
4-1-1 ساختمان دیودهای قدرت     
4-1-2 انواع دیود قدرت     
4-1-2-1 دیودهای با بازیابی استاندارد یا همه منظوره     
4-1-2-2 دیودهای بازیابی سریع و فوق سریع     
4-1-2-3 دیودهای شاتکی     
4-2 ترانزیستور دوقطبی قدرت سوئیچینگ     
4-3 ترانزیستور ماس‌فت قدرت سوئیچینگ     
فصل پنجم – مدارهای راه انداز     
5-1 مدارهای راه‌انداز بیس     
5-1-1 راه انداز شامل دیود و خازن     
5-1-2 مدار راه انداز بهینه     
5-1-3 راه اندازهای بیس تناسبی     
5-2 تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای ماس‌فت     
فصل ششم – واحد کنترل PWM     
6-1 نحوه کنترل PWM     
6-2 معرفی تعدادی از مدارهای مجتمع کنترل کننده PWM     
6-2-1 مدار مجتمع مد جریانی خانواده 5/4/3/842 (3)      
6-2-2 مدار مجتمع   کنترل کننده مُد جریانی از نوع سی‌ماس     
6-2-3 مدر مجتمع مد ولتاژی P/FP 16666 HA     
6-2-4 مدار مجتمع مد ولتاژی       
6-2-5 مدار مجتمع مد جریانی       
6-2-6 مدار مجتمع مد جریانی      
فصل هفتم – سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر     
7-1 سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر     
7-2 مبدل فلای‌بک ولتاژ صفر ساده     
7-3 مبدل های سوئیچینگ نرم ولتاژ صفر     
7-3-1 مبدل تشدیدی موازی     
7-3-2 مبدل تشدیدی سری     
7-3-3 مبدل تشدیدی سری –موازی     
7-3-4 پل تشدیدی با فاز انتقال یافته     
7-4 سوئیچینگ نرم جریان صفر     
فصل هشتم – تجزیه و تحلیل چند منبع تغذیه سوئیچینگ      
8-1 مدار مجتمع       
8-2 مدار مجتمع      
8-3 مدار مجتمع P/FP 16666HA     
8-4 مدار مجتمع      
8-5 مدار مجتمع      
8-6 مدار مجتمع TOPxxx     
فصل نهم – برخی ملاحظات جانمایی     
مقدمه     
9-1 سلف     
9-2 فیدبک     
9-3 خازن های فیلتر     
9-4 مسیر زمین         
9-5 چند نمونه طرح جانمایی     
9-6 خلاصه     

شامل 75 صفحه فایل word

پایان نامه ارشد برق طراحی و نحوه عبور از سوئیچینگ مداری به شبکه NGN در مخابرات استان تهران

اختصاصی از نیک فایل پایان نامه ارشد برق طراحی و نحوه عبور از سوئیچینگ مداری به شبکه NGN در مخابرات استان تهران دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

طراحی و نحوه عبور از سوئیچینگ مداری به شبکه NGN در مخابرات استان تهران

فرمت PDF

تعداد صفحات 155