برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

روشهای کنترل در منابع تغذیه سوئیچینگ

منابع تغذیه سوئیچینگ نه تنها دارای بازدهی و راندمان بالایی هستند، بلکه انعطاف پذیری بیشتری را برای طراح ایجاد می کنند. دو روش عمومی برای کنترل PWM منابع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد. این روشها بر کمیتهای نمونه برداری شده در منبع تغذیه سوئیچینگ  استوارند. جریان یا ولتاژ می توانند دوباره برای تولید ولتاژ های خروجی مورد نیاز بکار روند. تراشه های کنترل کننده منبع تغذیه سوئیچینگ یکی از روشهای کنترل حالت ولتاژ یا کنترل حالت جریان را انتخاب می کنند.

 

1-2: کنترل شده حالت ولتاژ

در کنترل حالت ولتاژ، تنها از ولتاژ خروجی برای بدست آوردن دامنه مورد نیاز نمونه برداری می شود. مقایسه گر ولتاژ خطا را با موج دندانه اره ای ایجاد شده به وسیله بخش نوسان ساز تراشه مقایسه می کند. این مقایسه گر که معمولا مقایسه گر PWM می باشد، ولتاژ خطا را به شکل موج مدوله شده پهنای پالس (PWM) تبدیل می کند. شکل موج حاصل برای تحریک کلیدهای قدرت به روس on/off مدوله شده پالس به کار می رود. معمولتریت کنترل کننده حالت ولتاژة روش فرکانس تثبیت شده می باشد. از روشهای دیگر کنترل حالت ولتاژ که در منابع سوئیچینگ شبه تشدید به کار می رود، کنترل فرکانس است.. این روش اساسا یک روش کنترل ولتاژ است زیرا تنها ولتاژ خروجی نمونه برداری شده و سپس زمانهای on و یا off خروجی و یا همان المانهای قدرت خروجی در هر ثانیه کنترل می شود. در این روش یا زمان on ثابت و زمان off تغییر می کند و یا زمان off ثابت و زمان on  متغیر است.

2-2: کنترل شده حالت جریان

روش کنترل حالت جریان روش جدیدی است که در آن نه تنها از ولتاژ خروجی نمونه برداری می شود بلکه از جریان عبوری از سلف یا ترانسفورماتور نیز نمونه برداری می شود. هنگامی که قدرت خروجی بیشتری نیاز دارد، کنترل کننده اجازه عبور جریان بیشتری از سلف یا ترانسفورماتور را می دهد. برعکس، اگر ورودی یک تغییر ناگهانی را مشاهده نماید، این تغییر فورا به وسیله کنترا کننده آشکار می شود و در نتیجه ولتاژ خروجی را در مقدار مناسب تنظیم می کند.

به طور کلی در مدارات کنترل حالت ولتاژ در صورت افزایش جریان مصرفی در خروجی و به دنبال آن کاهش ذخیره خازن صافی خروجی و پایین آمدن سطح ولتاژ از مقدار تنظیم شده، مدار تشخیص خطا بعد از کاهش ولتاژ، از ولتاژ خروجی، نمونه برداری می کند. در این بین تا اصلاح سطح ولتاژ خروجی، برای زمانی حدود چند میکرو و یا میلی ثانیه، ولتاژ از مقدار تنظیم شده کمتر خواهد بود. با بررسی ولتاژ خروجی به این نکته می رسیم که یک دامنه ضعیف ولتاژ با فرکانس بالا بر روی ولتاژ DC سوار است. این ولتاژ AC کوچک همان ریپل منابع تغذیه سوئیچینگ می باشد.

حال با بررسی منابع تغذیه سوئیچینگ  کنترل شده در حالت جریان به اینجا خواهیم رسید که این ریپل کمتر است. دلیل آن در زیر شرح داده شده است.

در صورت افزایش جریان مصرفی در خروجی و به دنبال آن کاهش ذخیره خازن صافی خروجی و پایین آمدن سطح ولتاژ از مقدار تنظیم شده می شود. به هنگام عبور جریان لحظه ای شدید که پیامد آن کاهش پیش بینی نشده ولتاژ است، در مدار کنترل جریان از این تغییر سریع جریان نمونه برداری شده و به مدار PWM جهت تغییر در پهنای پالس، در نتیجه اعمال توان بیشتر در خروجی،مانع از کاهش ولتاژ می شود.

 

روش معمول کنترل حالت جریان را می توان  به وسیله خروجی تقویت کننده خطا (E/A) که به یکی از ورودیهای مقایسه گر اعمال می شود توصیف کرد. به پایه دیگر مقایسه کننده ولتاژی متناسب با جریان دندانه اره ای عبوری از یک مقاومت نمونه بردار که در مسیر جریان عبوری از سلف خروجی قرار دارد، اعمال می شود. این روش کنترل، زمان پاسخ گذاری بسیار مناسبی را فراهم می سازد، یعنی زمان پاسخ به هر گونه تغییر در ورودی یا خروجی بسیار کوتاه خواهد بود. این امر همچنین به کنترل بسیار مقاوم که به سرعت به شرایط اتصال کوتاه و اضافه بار پاسخ می دهد منجر می شود.

یک سیگنال ساعت پالسهای قدرت را در فرکانس ثابت راه اندازی می کند. هر پالس ساعت زمانی به پایان می رسد که یک مقدار آنالوگ از جریان سلف مقدار آستانه مشخص شده به وسیله سیگنال خطا برسد. در این روش سیگنال خطا عملا پیک جریان سلف را کنترل می کند. این امر با طرحهای متداول که در آن سیگنال خطا بدون در نظر گرفتن جریان سلف مستقیما پهنای پالس را کنترل می کنند، متفاوت است. کاربرد کنترل حالت جریان چندین مزیت عملی را به دنبال دارد. اول آنکه یک مشخصه پیش خورد برای ولتاژ ورودی ایجاد می شود، یعنی اینکه مدار کنترل بدون استفاده از محدوده دینامیک تقویت کننده های خطا تغییرات ولتاژ ورودی را اصلاح می کند. بنابراین تنظیم ولتاژ خط (Line regulation) عالی می باشد و تقویت کننده خطا را می توان منحصرا برای اصلاح تغییرات بار بکار برد. برای مبدلهایی که در آنها جریان سلف پیوسته است، کنترل پیک جریان تقریبا معادل کنترل متوسط جریان می باشد. بنابراین هنگامی که چنین مبدلهایی کنترل حالت جریان را به کار می برند، سلف می تواند به عنوان یک منبع جریان کنترل شده با ولتاژ خطا برای تجزیه و تحلیل سیگنال کوچک بکار رود. کنترل دو قطبی برای پاسخ فرکانسی خروجی این مبدلها به کنترل تک قطبی کاهش می یابد.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :