آشنایی با طرح های القایی برای مبدل ها

این مقاله در مورد طرح القایی مبدل برای مبدل های تقویتی، طراحی اتصال القایی برای مبدل های دارای دو خروجی و طراحی مبدل برگشتی در حالت هدایت و انتقال مداوم نوشته شده است.

سطح توصیه شده

یک مقاله ی فنی مفید نشان دهنده ی طرح القایی فیلتر برای مبدل های تقویتی، طراحی اتصال القایی برای مبدل های دارای دو خروجی و طراحی مبدل برگشتی در حالت هدایت و انتقال مداوم است. فیلتر القایی در مدار مبدل در مقایسه با یک محدوده ی بزرگ و وسیع برای مبدل  قراردادی، در یک محدوده ی حلقه ای B-H  کوچک کار می کند. فضای حلقه ای B-H با کل امواج رایج در مبدل متناسب است. ضایعات هسته مطابق با فضای حلقه ای B-H کوچک، ناچیز و بی اهمیت است. ازسوی دیگر ضایعات مس بستگی به جریان DC  سیال در آن دارد. همین خمیدگی و انحنا در مبدل های جفت و به هم متصل هم قابل اجرا می باشد. طراحی معمولا محدود به فقدان مس و شرایط اشباع مبدل فیلتر است.

اینجا ببینید: آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی

طراحی مبدل القایی برای ارتقا مبدل ها

نمودار مدار ارتقا مبدل با شکل موج مناسب زیر CMM:

محدودیت های اصلی طرح القایی مبدل موارد زیر هستند:

الف: نگه داشتن چگالی جاری B در پایین تر از چگالی جاری اشباع

ب: نگه داشتن دمای مبدل در حل مجاز. همچنین می خواهیم موج های مدار مبدل را با بخش ∈ مدار برابر کنیم. ( امواج مبدل <<  جریان مبدل )

ما باید با توجه به مشخصات داده شده، ویژگی های مدار مبدل را بشناسیم:

vs= ولتاژ ورودی

vo=  ولتاژ خروجی

F = تکرار عملیات در کیلو هرتز

po=  انرژی خروجی در کیلو وات

با استفاده از این فرمون میتوان نسبت کار به ارتقا مبدل را بدست آورد:

جریان DC ورودی جریان القایی است که با این فرمول به دست می آید:

قبلا دیده بودیم که:

پس:

معادله ی اول

و همچنین:

معادله ی دوم

به همین دلیل مقدار القای مورد نیاز معادله ی اول و معادله دوم اینطور بدست می آید:

مقدار R.M.S  جریان القایی در موج سه گوش با استفاده از فرمول زیر بدست می آید:

با استفاده از معادله ی زیر مقدار R.M.S  ولتاژ در مبدل تعیین می شود:

اگر فرکانس مبدل کمتر از فرکانس ظاهری بدست آمده از معادله ی زیر نباشد، بدترین نوع فرکانس بدست آمده است.

معادله ی بالا برای بدست آوردن مقدار فرکانس پایین کمتر از تلفات جریان مخالف و d <1.6δ است.

عامل متراکم کردن  FC را مطابق با نوع رسانا (سیم گرد و یا لیتز) در نظر بگیرید. ما در حال حاضر تمامی پارامتر های طراحی مبدل را داریم. می توانیم با استفاده از معادله ی زیر و پارامتر هسته را مشخص کنیم:

سپس حجم نهایی مورد نیاز هسته را بدست خواهیم آورد. همچنین می توانیم برای اندازه گیری کمبود هسته، حجم را با چگالی انرژی مشابه جسم در یک تراکم مشخص ضرب کنیم. تراکم نیرو توسط طرح بین چگالی انرژی در تراکم مشخص و تغییر در چگالی جاری مغناطیسی که توسط تولیده کننده معین می شود، اندازه گیری می شود.

تغییر چگالی جاری توسط فرمول زیر بدست می آید:

اگر کمبود هسته کمتر از کمبود مس باشد می توانیم آن را نادیده بگیریم و از موادی استفاده کنیم که اتلاف هسته ی بیشتر و اشباع تراکم جای بالاتری دارند. این کار باعث می شود هسته ی القایی کوچک تر شود.

طراحی یک واسطه ی متصل برای مبدل های دارای دو خروجی

طرح القایی مبدل های متصل برای مقدار بالای ظرفیت القای مغناطیسی در حالت جاری معمولی، چند سیم پیچی روی یک هسته ی مشترک دارند. مبدل های القایی متصل ظرفیت مغناطیسی کمتر و ضایعات جریان AC دارند.

تصویر زیر یک مبدل متصل را نشان می دهد:

طبق طرح القایی مبدل ها، برای حفظ توازن ولتاژ زمان، تعداد چرخش ها باید یکسان باشند. میدان مغناطیسی توسط مجموع جریان ها یعنی بوجود می آید که از میان هسته جریان دارد. میدان نشت توسط تفاضل جریان ها یعنی که در هوا جریان دارند، بوجود می آید. نمودار مدار برای مبدل های دارای دو خروجی که در مبدل های متصل استفاده می شوند، در زیر نشان داده شده است:

فرمون میدان مغناطیسی:

فرمول میدان نشت:

حالت القای معمول:

حالت القای تفاضل:

مبدل متصل برای حالت جریان عادی مانند دو مبدل  و  به طور موازی کار میکند. در حالت تفاضلی، مبدل متصل مثل یک ترنسفورمر عمل میکند. در جریان جاری  و  یک ترکیب کننده ی DC قابل توجه وجود دارد که باعث بوجود آمدن مغناطیس خالص در هسته میشود.

برای مبدل فیلتر سیمی تک هم روش طراحی مشابهی استفاده شده است.

طراحی ترنسفورمر فلای بک در CCN

طبق این طرح القایی مبدل، ترنسفورمر برگشتی مثل یک مبدل کار می کند، دو سیم دارد که فقط یکی از آنها حامل جریان در زمان معین است. ترنسفومر برگشتی انرژی را ذخیره کرده و بعدا آن را آزاد میکند که نیازمند یک درز و شکاف هوایی است. چون هر دو سیم به طور نامتناوب و به ترتیب حامل جریان هستند، حتی با مجموع چرخش متوالی آمپر، ضایعات سیم AC صرف نظر از حالت عملیاتی با مبدل برگشتی همراه است. فقدان هسته به جریان مغناطیسی ترنسفومر بستگی دارد و معمولا در حالت انتقال ناپیوسته مهم است.

نسبت تبدیل مبدل در CCM بدین صورت است:

نسبت چرخش در چرخه ی کار مناسب و منبع ولتاژ جرئی از طریق این فرمول بدست می آید:

که  vo مجموع ولتاژ بار الکتریکی، سوییچ، یک سو ساز و کمبود مس طرف دوم است. ما باید برای بدترین حالت جریان اجزای DC  و AC، نسبت کار را هم در نظر داشته باشیم. چرخه ی کار و نسبت چرخش ها میتوانند برای بهینه سازی طراحی تغییر کنند. میتوانیم مطابق با مشخصات مناسب با کمک صفحه ی دیتا، مواد خاص و ویژه ای انتخاب کنیم.

فقدان هسته ناچیز و اندک است و چگالی جاری توسط اشباع هسته محاصره می شود. میدان خالص در هسته مجموع جریان های مغناطیسی و میدان نشت است. میدان مغناطیسی برای ذخیره ی انرژی استفاده می شود و در اصل به عنوان یک واسطه عمل می کند در حالی که میدان نشت همانند یک ترنسفورمر است.

تغییر در چگالی جاری مغناطیسی با این فرمول بدست می آید:

در این فرمول، جریان روان کوتاه است که حداکثر چگالی جاری را تولید میکند.

تعداد چرخش ها طرف دوم با این فرمول بدست می آید:

بنابراین برابری چرخش های طرف دوم قابل محاسبه هستند. انتخاب شکل و نوع هسته با استفاده از راهنما توسط سازنده تهیه و ارائه شده است. بر این اساس باید مقاومت دما، میزان رسانایی، طول درز هوا، اتلاف سیم و در نتیجه ضایعات DC  و AC را محاسبه کنیم.

جمع بندی طرح القایی مبدل ها

در این مقاله طرح القایی مبدل ها را مورد بررسی قرار دادیم. این مطالب در کلاس های حضوری آموزش تعمیرات برد آموزشگاه فنی سازان با کیفیت بالا آموزش داده می شود. دوره تعمیرات برد آموزشگاه فنی سازان یک دوره کاملا عملی و کاربردی و ویژه بازار کار این حرفه طراحی شده است. دوره آموزش تعمیرات برد در فنی سازان تحت نظر اساتید مجرب این حوزه برگزار می شود. اساتید تمام مطالب را در کلاس به زبان ساده و از صفر تا صد به کارآموزان آموزش می دهند و پس از دوره نیز مدرک معتبر از سازمان فنی حرفه ای به کارآموزان اعطا می شود. همچنین کارآموزان پس از دوره از پشتیبانی نامحدود آموزشگاه فنی سازان برخوردار خواهند بود.