دانلود پروژه مهندسی برق
طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ Fly back
دانلود آپدیت شده همین پروژه در قالب 203 صفحه و با قیمت 29000 تومان:
چكیده:
چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می كنیم؟
انتخاب بین یك منبع تغذیه خطی یا سویچینگ می تواند بر اساس كاربرد آنها انجام شود . هر یك مشخصات و مزایا و معایب خاص خود را دارند . همچنین حوزه های متعددی وجود دارد كه تنها یكی از این دو نوع می تواند مورد استفاده قرار گیرندو یا كاربردهایی كه یكی بر دیگری برتری دارد.
مزایای منابع تغذیه خطی:
1-سادگی:طرح مدار بسیار ساده است و با قطعات كمی به راحتی پایدار می شود.
2-قابلیت تحمل بار زیاد
3-نویز ناچیز یا كم در خروجی
4-زمان پاسخ دهی بسیار كوتاه
5-برای توانهای كمتر از 10w ارزانتر از مدار های مشابه سوئیچینگ تمام می شود.
معایب منابع تغذیه خطی:
معایب این گونه منابع به طور كلی قابل رفع نیستند ولی به كمك طراحی بهتر قابل كاهش می باشند.
1-تنها به صورت یك رگولاتور كاهنده قابل كاربرد هستند(ورودی باید 2تا 3 ولت بیشتر از خروجی باشد.)
2-عدم انعطاف پذیری تغذیه , افزودن هر خروجی مستلزم اضافه كردن سخت افزار زیادی است.
3-بهره متوسط چنین منابعی كم و نوعا 30٪تا 40٪ است . این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می كند و نیاز به ترانزیستوری قویتری را مطرح میكند. تا حدود15w روشهای معمول مفید است ولی بیش از آن نیاز به سرمایش تحت فشار (forced) وجود دارد .
مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ:
تمامی این معایب در منبع تغذیه سوئیچینگ رفع شده است.
1-افزایش راندمان به حدود 68٪تا90٪ كاركرد ترانزیستور در نواحی قطع و اشباع به انتخاب حرارت گیر یا خنك كننده (heat sink) و ترانزیستور كوچكتر منجر شده است.
2-به دلیل اینكه قدرت خروجی از یك ولتاژdc بریده شده كه به شكل ac در یك قطعه مغناطیسی ذخیره می شود تامین می گردد. لذا با اضافه كردن تنها یك سیم پیچ می توان خروجی دیگری را بدست آورد ٬كه در مقام مقایسه بسیار ارزانتر و ساده تر تمام می شود.
3- به علاوه به دلیل افزایش فركانسی كاری به حدود 50تا khz 60 اجزاء ذخیره كننده انرژی می توانند خیلی كوچكتر انتخاب شوند.
4-برخلاف منابع تغذیه خطی، در توان های خیلی بالا قابل استفاده هستند.
همه این موارد به كاهش هزینه و توان تلفاتی و افزایش بهره دهی و انعطاف پذیری منجر می شود.
معایب منابع تغذیه سوئیچینگ:
معایب این منابع ناچیز بوده و به كمك طراحی بهینه قابل رفع می باشد.
1-طرح چنین منابعی اصولا مشكل و پیچیده است
2-نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابدو این اشكالی است كه نباید در مرحله طراحی نادیده گرفته شود. و با كمك فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری كاهش می یابد.
3- به دلیل ماهیت كار این منابع كه بر اساس برش یك ولتاژdc استوار است ،زمان رسیدن ولتاژ خروجی به مقدار مطلوب در مقایسه با منابع تغذیه خطی زیاد است. این زمان اصطلاحا زمان پاسخ ناپایدارtransient response time نامیده می شود.
تمامی این موارد در جهت كاهش كار آمدی انعطاف پذیری و افزایش قیمت هستند ولی با طراحی بهتر قابل بهبود می باشند.
البته هر یك از این منابع حوزه های كاری خود را دارند، عموما برای مدلهایی با راندمان و ولتاژ بالا مثل منابع تغذیه شونده با باطری های قابل حمل تغذیه سوئیچینگ برتری دارد ولی برای ولتاژهای ثابت و كم منابع خطی ارزانتر و ارجح هستند.
کلمات کلیدی:
منبع تغذیه سوئیچینگ
سوئیچینگ Fly back
فیلتر EMI
ترانسفورمر
رگولاتور
فهرست
چكیده1
چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می كنیم؟1
مزایای منابع تغذیه خطی1
معایب منابع تغذیه خطی2
مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ2
معایب منابع تغذیه سوئیچینگ3
فصل اول5
مقدمه5
توضیح چگونگی كاركرد منبع تغذیه سوئیچینگ5
رگولاتور سوییچینگ حالت فوروارد6
رگولاتور سوییچینگ حالت فلای بك 8
فصل دوم 9
فیلتر EMI10
خازن انباره، فیلتر ورودی11
ترانسفورمر11
یكسوكننده خروجی12
بخش فیلتر خروجی12
عنصر حس كننده جریان13
عنصر بازخورد ولتاژ13
بخش كنترل13
انواع آرایشهای منابع تغذیه سوییچینگ14
فصل سوم17
رگولاتورهای سوییچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله كننده17
رگولاتور Buck 17
رگولاتور افزاینده Boost 20
رگولاتور Buck –Boost22
فصل چهارم24
رگولاتور سوییچینگ با ترانسفورمر ایزوله كننده24
رگولاتور فلای بك 24
رگولاتور پوش پول Push-Pull28
رگولاتور نیم پل (Half-Bidge) 31
رگولاتور تمام پل (Full-Bridge)32
كاربرد نیمه هادی های قدرت در منابع تغذیه سوییچینگ 34
ترانزیستور قدرت دو قطبی BJT 34
MOSFET های قدرت43
یكسوكننده ها50
مدارات مجتمع كنترل كننده منابع تغذیه53
حالت (نوع) كنترل ولتاژ55
حالت (نوع) كنترل جریان56
حالت كنترل شبه رزونانسی58
اجزای مغناطیسی در یك منبع تغذیه سوییچینگ 59
الفبای مغناطیس و فرو مغناطیس ها59
ترانسفورمر حالت (نوع) فلای بك68
روش ترانسفورمر80
شبكه حسگر ولتاژ82
سلف فیلتر خروجی ترویج شده از دوسر83
حفاظت تغذیه و بار از خط ورودی84
شرایط معكوس كاری خط AC ورودی85
افت خط (Ac Line Dropout)86
حالت سوختن خارجی (Brownout Conditions)86
نشتی و حالت گذرا (Surges and Transients)87
حالات ورودی DC مغایر88
حالت ولتاژ كم (Under voltage Conditions)89
حالت ولتاژ فوق العاده زیاد (Uver Voltage onditions)90
افت خروجی (Line Dropout)90
تموج (Surges)91
حفاظت از بار در مقابل تغذیه و خودش91
دیود زنر (Zener Diode):93
اهرم ولتاژ فوق العاده (The Over Voltage Crowbar):94
روشهای سخت افزاری برای مقابله با حالت جریان بیش از حد94
طرح منبع تغذیه و سیستم زمین 96
طرح و استفاده از برشگر (clamp) و اسنوبر100
شماتیك مدار107
فهرست اشكال
شكل 1: رگولاتور حالت فوروارد و جهت جریانهایش7
شكل 2: رگولاتور حالت فلای بك و جهت جریانهایش8
شكل 3: شكل موجهای نمونه.9
شكل 4:رگولاتور buck18
شكل 5 : رگولاتور boost.20
شكل 6: رگولاتور Buck-Boost23
شكل 7: رگولاتور فلای بك.27
شكل 8: رگولاتور: push-pull 30
شكل 9: رگولاتور نیم‌پل Half-Bidge32
شكل 10: رگولاتور تمام پل Full-Bridge.33
شكل 11: مدارهای هدایت بیس ترانزیستور36
شكل 12: مدارهای هدایت بیس غیراشباع شونده37
شكل 13 : مدارهای هدایت كنندة گیت Mosfet.44
شكل 14: بالا: منحنی B-H نمونه پایین: روش مشاهده و اندازه‌گیری مشخصة B-H ماده.62
شكل 15: استفاده از عنصر مغناطیسی در حلقة جزئی در رگولاتور سوییچینگ، الف) ترانسفورمر دو قطبی forward،
ب) ترانسفومر flyback ناپیوسته، ج) ترانسفورمر flyback پیوسته و سلف و فیلتر نوع forward.65
شكل 16: حاصل جمع جریان اولیه و ثانویه در یك ترانسفورمر فلای بك.69
شكل 17: زمینهای منابع تغذیه.99
شكل 18: اسنوبِر.104
فهرست جداول
جدول رگولاتور افزاینده Boost20
جدول رگولاتور boost.23
جدول رگولاتور Buck-Boost27
جدول رگولاتور فلای بك.30
جدول رگولاتور: push-pull32
جدول رگولاتور نیم‌پل Half-Bidge33
جدول رگولاتور تمام پل Full-Bridge.51
جدول مقایسه چهار نوع یكسوكننده58
جدول كنترلرهای نوع جریان 67
جدول مقایسه مواد مغناطیس و فرو مغناطیس67
پاورپوینت (اسلاید) مدیریت فشارهای روانی