دانلود تحقیق طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ Fly back

Word 8 MB 30769 95
مشخص نشده مشخص نشده الکترونیک - برق - مخابرات
قیمت قدیم:۳۰,۰۰۰ تومان
قیمت: ۲۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • چکیده:

    چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنیم؟

       انتخاب بین یک منبع تغذیه خطی یا سویچینگ می تواند بر اساس کاربرد آنها انجام شود .   هر یک مشخصات و مزایا و معایب خاص خود را دارند . همچنین حوزه های متعددی وجود دارد که   تنها یکی از این دو نوع می تواند مورد استفاده قرار گیرندو یا کاربردهایی که یکی بر دیگری برتری دارد.

    مزایای منابع تغذیه خطی:

    1-سادگی:طرح مدار بسیار ساده است و با قطعات کمی به راحتی پایدار می شود.

    2-قابلیت تحمل بار زیاد

    3-نویز ناچیز یا کم در خروجی

    4-زمان پاسخ دهی بسیار کوتاه

    5-برای توانهای کمتر از 10w ارزانتر از مدار های مشابه سوئیچینگ تمام می شود.

    معایب منابع تغذیه خطی:

    معایب این گونه منابع به طور کلی قابل رفع نیستند ولی به کمک طراحی بهتر قابل کاهش می باشند.

    1-تنها به صورت یک رگولاتور کاهنده قابل کاربرد هستند(ورودی باید 2تا 3 ولت بیشتر از خروجی باشد.)

    2-عدم انعطاف پذیری تغذیه , افزودن هر خروجی مستلزم اضافه کردن سخت افزار زیادی است.

    3-بهره متوسط چنین منابعی کم و نوعا 30٪تا 40٪ است . این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می کند و نیاز به ترانزیستوری قویتری را مطرح میکند. 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٪ کارکرد ترانزیستور در نواحی قطع و اشباع به انتخاب حرارت گیر یا خنک کننده (heat sink) و ترانزیستور کوچکتر منجر شده است.

    2-به دلیل اینکه قدرت خروجی از یک ولتاژdc بریده شده که به شکل ac در یک قطعه مغناطیسی ذخیره می شود تامین می گردد. لذا با اضافه کردن تنها یک سیم پیچ می توان خروجی دیگری را بدست آورد ٬که در مقام مقایسه بسیار ارزانتر و ساده تر تمام می شود.

    3- به علاوه به دلیل افزایش فرکانسی کاری به حدود 50تا khz 60 اجزاء ذخیره کننده انرژی می توانند خیلی کوچکتر انتخاب شوند.

    4-برخلاف منابع تغذیه خطی، در توان های خیلی بالا قابل استفاده هستند.

    همه این موارد به کاهش 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 کمک طراحی بهینه قابل رفع می باشد.

    1-طرح چنین منابعی اصولا مشکل و پیچیده است

    2-نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابدو این اشکالی است که نباید در مرحله طراحی نادیده گرفته شود. و با کمک فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری کاهش می یابد.

    3- به دلیل ماهیت کار این منابع که بر اساس برش یک 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 کاهش کار آمدی انعطاف پذیری و افزایش قیمت هستند ولی با طراحی بهتر قابل بهبود می باشند.

    البته هر یک از این منابع حوزه های کاری 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 کم منابع خطی ارزانتر و ارجح هستند.

    فصل اول

    مقدمه

    چگونه یک منبع تغذیه سوییچینگ کار می‌کند؟

    اگر یک رگولاتور سوییچینگ (منابع تغذیه سوییچینگ گاهی رگولاتور سوییچینگ هم نامیده می‌شوند) به عنوان یک جعبه سیاه در نظر گرفته شود در این صورت با یک منبع خطی تفاوتی ندارد.

    ولی رگولاتور خطی براساس تأمین جریان و ولتاژ مطلوب در خروجی به وسیله یک نیمه‌هادی قدرت که در حالت خطی به کار گرفته شده است کار می‌کند.

    حاصلضرب اختلاف ولتاژ خروجی با ورودی در جریان بار توانی است که در این عنصر نیمه هادی باید تلف شود که بعضاً زیاد هم هست و مهمترین عامل پایین بودن راندمان می‌باشد.

    دلیل این امر هم کارکرد ترانزیستور در حالت خطی است یعنی جایی که ولتاژ دوسر سوییچ و جریان عبوری آن هر دو زیاد است.

    در حالی که در یک منبع از نوع سوییچینگ تغییر سطح ولتاژ خروجی از طریق تغییر در نسبت روشن به خاموش یا اصطلاحاً زمان کارکرد ترانزیستور خروجی انجام می‌گیرد. به دلیل کارکرد ترانزیستور در حالت خاموش و روشن تلفات در نیمه هادی در مقایسه با حالت خطی خیلی کم است.

    دلیل نامگذاری این منابع به نامهای خطی و سوییچینگ هم همین حالات کارکرد عنصر نیمه هادی است.

    منابع تغذیه سوییچینگ به دو نوع کلی قابل تقسیم‌بندی هستند:

    فوروارد forward       

    فلای بک  flyback     

    با وجود شباهتهای فراوان تفاوتهای متمایز کننده‌ای هم وجود دارد. نحوه عملکرد و چگونگی قرارگیری عنصر مغناطیسی تعیین کننده نوع مدار است.

    عناصر اصلی هر یک از انواع این منابع عبارتند از:

    یک منبع سوییچ جهت تهیه موج ‍PWM

    القاگر (در مورد منابع پیشرفته‌تر القاگر جای خود را به ترانس می‌دهد).

    سوییچ قدرت

    یکسوکننده

    خازن ذخیره کننده انرژی در خروجی

    شبکه‌ های حس کننده و عمل کننده بازخورد

     

    رگولاتور سوییچینگ حالت فوروارد

    آرایش کلی منابع نوع فوروارد مطابق مدار شکل 1 است.


    شکل 1: رگولاتور حالت فوروارد و جهت جریانهایش.

    سوییچ قدرت امکان دارد یک ترانزیستور قدرت یا یک MOSFET باشد. همچنین امکان وجود یک ترانسفورمر به جای القاگر به منظور تغییر سطح ولتاژ و ایجاد ایزولاسیون وجود دارد. (اولیه این ترانس جای القاگر را می‌گیرد و ثانویه آن بار و فیلتر خروجی را تغذیه می‌کند).

    القاگر یک عنصر ذخیره کننده انرژی است. و عملکرد مدار خیلی شبیه پیستون و چرخ طیار می‌باشد.

    همان طوری که هنگامی که پیستون انرژی ندارد انرژی از سوی چرخ طیار تأمین می شود و در چرخه بعدی پیستون مجموعه چرخ طیار انرژی می دهد؛ هنگامی که سویچ باز است با چرخش جریان از طریق دیود انرژی از سوی القاگر تأمین می شود و در چرخه بعدی با بسته شدن سویچ القاگر مجدداً توسط منبع Vin انرژی دار می باشد.

    هر دوره کاری از مدار فوق به دو بخش قابل تقسیم است. T1 هنگامی که سوییچ بسته است. جریان از منبع و القاگر عبور کرده و در اختیار فیلتر و بار قرار می گیرد در این حالت دیود خاموش است سپس t2 سوییچ باز می شود در این هنگام جریان القاگر، فیلتر و بار از طری دیود تأمین می گردد. و کار بدون تغییر در سطح ولتاژ خروجی ادامه می یابد.D.C سوییچ، متوسط ولتاژ خروجی را کنترل می کند (عملاً 5% تا 95%)

      

    چنین منابعی ولتاژی با پلاریته مخالف یا بزرگتر از ولتاژ ورودی نمی توانند تولید کنند.

    رگولاتور سوییچینگ حالت فلای بک


    مدارهای فلای بک از آرایش کلی در شکل 2 پیروی می کنند. 

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

  • چکیده............................................................................................................. 1

    چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنیم؟................................... 1

    مزایای منابع تغذیه خطی................................................................ 1

    معایب منابع تغذیه خطی................................................................. 2

    مزایای منابع تغذیه سوئیچینگ......................................................... 2

     معایب منابع تغذیه سوئیچینگ......................................................... 3

    فصل اول........................................................................................................ 5

    مقدمه........................................................................................ 5

    توضیح چگونگی کارکرد منبع تغذیه سوئیچینگ.................................... 5

    رگولاتور سوییچینگ حالت فوروارد.................................................. 6

    رگولاتور سوییچینگ حالت فلای بک ................................................. 8

    فصل دوم ...................................................................................................... 9

    فیلتر EMI............................................................................... 10

    خازن انباره، فیلتر ورودی............................................................ 11

    ترانسفورمر.............................................................................. 11

    یکسوکننده خروجی.................................................................... 12

    بخش فیلتر خروجی.................................................................... 12

    عنصر حس کننده جریان.............................................................. 13

    عنصر بازخورد ولتاژ.................................................................. 13

    بخش کنترل.............................................................................. 13

    انواع آرایشهای منابع تغذیه سوییچینگ............................................ 14

    فصل سوم................................................................................................... 17

    رگولاتورهای سوییچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله کننده........................ 17

     رگولاتور Buck .......................................................................................... 17

    رگولاتور افزاینده Boost ............................................................................. 20

    رگولاتور Buck –Boost................................................................................ 22

    فصل چهارم................................................................................................. 24

     رگولاتور سوییچینگ با ترانسفورمر ایزوله کننده...................................... 24

     رگولاتور فلای بک ..................................................................................... 24

    رگولاتور پوش پول Push-Pull..................................................................... 28

     رگولاتور نیم پل (Half-Bidge) .................................................................. 31

    رگولاتور تمام پل (Full-Bridge)................................................................... 32

     کاربرد نیمه هادی های قدرت در منابع تغذیه سوییچینگ ......................... 34

    ترانزیستور قدرت دو قطبی BJT ................................................................ 34

    MOSFET های قدرت................................................................................... 43

     یکسوکننده ها.............................................................................................. 50

     مدارات مجتمع کنترل کننده منابع تغذیه..................................................... 53

     حالت (نوع) کنترل ولتاژ.............................................................................. 55

    حالت (نوع) کنترل جریان.............................................................. 56

    حالت کنترل شبه رزونانسی.......................................................... 58

    اجزای مغناطیسی در یک منبع تغذیه سوییچینگ ................................ 59

    الفبای مغناطیس و فرو مغناطیس ها................................................ 59

    ترانسفورمر حالت (نوع) فلای بک................................................... 68

    روش ترانسفورمر...................................................................... 80

    شبکه حسگر ولتاژ...................................................................... 82

    سلف فیلتر خروجی ترویج شده از دوسر......................................... 83

    حفاظت تغذیه و بار از خط ورودی................................................. 84

    شرایط معکوس کاری خط AC ورودی........................................... 85

    افت خط (Ac Line Dropout)..................................................... 86

    حالت سوختن خارجی (Brownout Conditions)............................ 86

    نشتی و حالت گذرا (Surges and Transients)............................... 87

    حالات ورودی DC مغایر............................................................ 88

    حالت ولتاژ کم (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 خودش...................................................... 91

    دیود زنر (Zener Diode):.......................................................... 93

    اهرم ولتاژ فوق العاده (The Over Voltage Crowbar):.................. 94

     روشهای سخت افزاری برای مقابله با حالت جریان بیش از حد............ 94

    طرح منبع تغذیه و سیستم زمین .................................................... 96

    ‌طرح و استفاده از برشگر (clamp) و اسنوبر................................. 100

    شماتیک مدار............................................................................................. 107

منابع تغذيه : از بدو اختراع الکتريسته و توليد وسائل برقي اولين نياز منبع تغذيه وسائل برقي بود که اين وظيفه را ژنراتورها يا پيل هاي الکتريکي انجام مي دادند .با شروع عمر الکترونيک نياز به منابع تغذيه تفاوتهاي بسياري را به وجود آورد اولا جريان مصرفي

شرح کلی مدار امروز می خواهم به ذکر یک نمونه عملی از منابع تغذیه سوئیچینگ بپردازم تا با بررسی مدار آن، عملکرد این سیستم برای شما بیشتر روشن شود. حال با توجه به مدار به شرح اجزاء مختلف آن خواهم پرداخت. مداری را که به عنوان یک مثال عملی مشاهده می نمایید، مدار یک منبع تغذیه سوئیچینگ 200 وات ATX متعلق به کامپیوتر شخصی است که توسط شرکت TDK طراحی و ساخته شده است. در این منبع تغذیه ...

مقدمه بعضي از تجهيزات الکترونيکي نياز به منابع تغذيه با ولتاژ و جريان بالا دارند. بدين منظور بايد ولتاژ AC شهر توسط ترانسفورماتور کاهنده به ولتاژ پايينتر تبديل و سپس يکسوسازي شده و به وسيله خازن و سلف صاف و DC شود. تا سال 1972 ، منابع تغذي

انتخاب بين يک منبع تغذيه خطي يا سوييچينگ مي¬تواند بر اساس کاربرد آنها انجام شود. هر يک مشخصات مزايا و معايب خاص خود را دارند همچنين حوزه¬هاي متعددي وجود دارد که تنها يکي از اين دو نوع مي¬تواند مورد استفاده قرار گيرند و يا کاربردهايي که يکي از بر ديگ

مقدمه بعضی از تجهیزات الکترونیکی نیاز به منابع تغذیه با ولتاژ و جریان بالا دارند. بدین منظور باید ولتاژ AC شهر توسط ترانسفورماتور کاهنده به ولتاژ پایینتر تبدیل و سپس یکسوسازی شده و به وسیله خازن و سلف صاف و DC شود. تا سال 1972 ، منابع تغذیه خطی برای بیشتر دستگاههای الکترونیکی مناسب بودند. اما با توسعه کاربرد مدارهای مجتمع ، لازم شد که خروجی این مدارها در برابر تغییرات جریان و یا ...

پديده انتشار امواج الکترو مغناطيسي و منابع توليد آن مبدلهاي قدرت سوئيچينگ بدليل مزيتهاي زيادي که دارند، محبوبيت زيادي پيدا کرده اند و به عنوان جزء اصلي هر نوع دستگاهي که نياز به تغذيه دارد، بکار مي روند. اما با وجود اين همه مزيت، يک عيب اساسي نيز در

منابع تغذيه : از بدو اختراع الکتريسته و توليد وسائل برقي اولين نياز منبع تغذيه وسائل برقي بود که اين وظيفه را ژنراتورها يا پيل هاي الکتريکي انجام مي دادند .با شروع عمر الکترونيک نياز به منابع تغذيه تفاوتهاي بسياري را به وجود آورد اولا جريان مصرفي

مدارات تغذيه رگولاتورهاي ولتاژ و مدارات تغذيه تقريباً‌تمام مدارات الکترونيکي ، از مدارات ساده ترانزيستوري و آپ امپ تا سيستم هاي حساس ميکروپرواسسوري و ديجيتالي به يک يا چند ولتاژ dc پايدار نياز دارند منابع تغذيه رگوله نشده با ترانس – پل – خازن بع

چکیده این مقاله درباره عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ می‌باشد. متداول‌ترین روش‌های رگولاسیون مطرح خواهند شد. در قسمت رگولاتورهای خطی، انواع استاندارد، LDO و نیمه LDO به همراه مثالهای مداری ، تشریح خواهند شد. البته رگولاتورهای سویچینگ دارای انواع کاهشی، کاهشی – افزایشی ، افزایشی و بازگشتی نیز وجود دارند. همچنین مثالهایی از کاربردهای عملی با استفاده از این رگولاتورها ارائه می‌شود. ...

شرح بلوک دیاگرام: منبع تغذیه که در این تلویزیون استفاده می شود از نوع (switch Regulator) بوده که دارای خروجیهای مستقیم 125و33و16و8و5 می باشد از این ولتاژها جهت تغذیه قسمت های مختلف تلویزیون استفاده می شود. امواج ورودی فرکانس رادیویی (RF) در باندهای (UHF,VHF) از طریق آنتن وارد تیونر می شود سیگنال RF در فیوز تبدیل به سیگنال های IF صوت و تصویر شده و سیگنال های IF پس از عبور از ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول