عنوان
مبدل‌هاي اصلاح ضريب توان بدون پل در كاربرد مدارهاي راه انداز چراغ LED
نويسنده اصلي
اسكندري، علي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي برق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
امروزه با گسترش فناوري استفاده از لوازم الكترونيكي در ابعاد زندگي روزمره افزايش يافته است. بنا براين براي تبديل برق شهر به ولتاژ يكسو شده‌ي موردنياز لوازم الكترونيكي، به طور گسترده‌اي از منابع تغذيه‌ي كليدزني استفاده ميشود. در منابع تغذيه ابتدا ولتاژ برق شهر به ولتاژ يكسو‌شده تبديل شده و سپس توسط مدارهاي تنظيم‌كننده به سطح مطلوب براي مصرف‌كننده تنظيم ميشود. عمليات يكسوسازي توسط پل دايود و خازن انجام ميشود كه اين ساختار به علت غيرخطي بودن، جريان‌هاي غير سينوسي از شبكه اخذ مي‌كند. اين جريان‌هاي غير سينوسي شامل فركانس هاي مختلفي از برق شهر هستند كه باعث مي‌شوند ضريب توان كاهش يابد. بنابراين استاندارد هاي بينالمللي تدوين شده اند كه ميزان هارمونيك‌هاي تزريق شده به شبكه را محدود و كنترل مي نمايند. به منظور بهبود ضريب توان و كاهش هارمونيك‌ها، به تصحيح ضريب توان فعال نياز است. استفاده روزافزون از روشنايي LED، آينده‌اي روشن براي توجه بيشتر به مسائل مربوط به كيفيت برق در درايور‌هاي LED با روشنايي بالا مورد توجه واقع شده است. اين چراغ‌ها نياز به يك مدار راه انداز دارند. براي كاهش تلفات الكتريكي مدار راه انداز از مدارهاي كليدزني سوئيچينگ استفاده ميشود. همچنين به علت قيمت بالاي انرژي به منابع تغذيه‌اي نياز است تا بيشترين بازدهي را داشته و هزينه‌هاي مصرف‌كننده را كاهش دهند. جهت افزايش بازده مبدل‌هاي اصلاح ضريب توان، با ادغام پل دايود ورودي آن با ساختار مبدل، با كاهش المان‌هاي در مسير توان، تلاش ميشود راندمان مدار افزايش پيدا كند. اين مبدل در ساختار بدون پل ارائه شده است تا المان هاي در مسير توان كاهش يابد تا در نتيجه تلفات هدايتي كمتر شود و بازده مدار افزايش يابد. به علاوه به علت تمايل به كاهش ابعاد و وزن مبدل، بايد فركانس كاري آن افزايش يابد كه اين امر خود باعث افزايش تلفات كليدزني شده و بازده را كاهش مي‌دهد. لذا جهت كاهش تلفات كليد زني از روشهاي كليدزني نرم استفاده ميشود.
در اين پايان نامه دو نمونه از مبدل اصلاح ضريب توان بدون پل باك- بوست در وضعيت عملكرد جريان گسسته پيشنهاد شده است. اين نوع مبدل‌ها ضريب تواني نزديك يك دارند اما به علت ازدياد استرس جريان بر روي المان‌هاي نيمه هادي، تلفات ناشي ازسوئيچينگ سخت المان‌ها بازدهي مدار را كاهش مي‌دهد. براي جلوگيري از كاهش بازدهي و افت توان روشهاي سوئيچينگ نرم بر روي مبدل پياده سازي ميشود. مبدل‌هاي اصلاح ضريب توان بدون پل جريان گسسته به دليل داشتن مزيت اصلاح ضريب توان ذاتي و كنترل ساده، همچنين توانايي ايجاد ولتاژ پايين تر يا بالاتر از سطح ولتاژ ورودي و عدم وجود زاويه گذر از صفردر جريان ورودي، مورد توجه قرار گرفته‌اند. مبدل‌هاي پيشنهادي داراي اصلاح ضريب توان ذاتي، جريان هجومي اوليه محدود و THD كم مي‌باشند. همچنين مزيت مبدل‌هاي پيشنهادي، فراهم كردن زمين مشترك بين ورودي و خروجي است كه تداخل الكترومغناطيسي و نياز به فيلتر حالت مشترك الكترومغناطيسي را كاهش مي دهد و باعث افزايش چگالي توان و كاهش نويز مد مشترك مي شوند. مبدل‌هاي پيشنهادي اول و دوم داراي المان كم وكليدهاي هر دو مبدل به صورت نرم روشن مي‌شوند. اما در مبدل پيشنهادي اول به علت خاموش شدن سوئيچ‌ها به صورت سخت، تلفات مدار افزايش مي‌يابد كه در مبدل پيشنهادي دوم اين مشكل رفع شده و كليدها به صورت نرم تحت جريان صفر خاموش مي‌شوند. همچنين در مبدل پيشنهادي دوم تمامي المان‌هاي نيمه‌هادي به صورت نرم كليدزني مي‌شوند. باتوجه به كاربرد مبدل هاي پيشنهادي در راه انداز چراغ LED اين مبدل‌ها در توان ثابت برسي شده‌اند. نمونه هاي عملي اين مبدل در آزمايشگاه ساخته شده است و در فصل هاي مربوطه مورد بحث وبرسي قرار مي‌گيرند. نتايج عملي نشان مي‌دهد كه مبدل هاي پيشنهادي توانسته‌اند ضريب توان و THD مبدل را بهبود ببخشند. همچنين به دليل كاهش المان‌هاي عبوري در مسير توان و كليد زني نرم، بازده مبدل هاي پيشنهادي اول و دوم در مقايسه با ساير ساختارهاي موجود بهبود يافته و به ترتيب 94.%91 و 94% محاسبه شده‌است.
شماره ركورد
224558
گرايش رشته تحصيلي
الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان