راه انداز گيت مجتمع با قابليت افزايش ولتاژ براي مبدل هاي مجتمع

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

امروزه با پيشرفت تكنولوژي و كوچك تر شدن تجهيزات الكترونيكي، نياز به پياده سازي مدارهاي الكترونيك قدرت شامل واحدهاي تامين توان و مديريت آن به صورت مدارمجتمع بيشتر شده است. يكي از مزاياي پيشرفت تكنولوژي ساخت ترانزيستورها در صنعت الكترونيك قدرت، توانايي كليدزني در فركانس هاي بالا است كه موجب كاهش حجم المان هاي غيرفعال مدار مي شود. يكي از معايب اصلي مدارهاي فركانس بالا، افزايش تلفات است. متداول ترين راه انداز گيت، راه انداز منبع ولتاژ است كه در آن تمامي انرژي گيت ماسفت قدرت در گذر خاموش شدن تلف شده و با افزايش فركانس كليدزني، تلفات گيت ماسفت قدرت افزايش مي يابد. بنابراين استفاده از راه انداز منبع ولتاژ در فركانس هاي بالا مناسب نيست. نوع ديگر راه اندازها كه جهت حل مشكل تلفات گيت ماسفت قدرت در فركانس هاي بالا ارائه شدند، راه اندازهاي گيت رزونانسي هستند. اين راه اندازها قادرند انرژي گيت ماسفت قدرت را بازيابي كنند و تلفات مبدل را كاهش دهند. اين راه اندازها بدون جريان اوليه خازن هاي گيت ماسفت قدرت را شارژ و دشارژ مي كنند، بنابراين به دليل بالا بودن زمان گذر كليدزني، قادر به كاهش تلفات كليدزني ماسفت قدرت نيستند. نوع ديگري از راه اندازها كه با جريان اوليه خازن هاي گيت ماسفت قدرت را شارژ و دشارژ كنند، راه اندازهاي گيت منبع جرياني هستند. اين راه اندازها همانند راه اندازهاي گيت رزونانسي، انرژي گيت ماسفت قدرت را بازيابي كرده و به علت داشتن جريان اوليه هنگام شارژ و دشارژ خازن هاي گيت ماسفت قدرت، گذر روشن و خاموش شدن ماسفت قدرت را كوتاه تر مي كند. بنابراين تلفات كليدزني كاهش مي يابد. در اين پايان نامه پس از بررسي راه اندازهاي گيت رزونانسي و منبع جرياني، راه انداز گيت پيشنهادي از نوع رزونانسي بررسي شده كه قادر به كاهش تلفات كليدزني و تلفات گيت ماسفت قدرت است. اين راه انداز توانايي افزايش ولتاژ گيت به بيشتر از ولتاژ منبع خود را دارد كه در كاربردهاي بسيار ولتاژ پايين استفاده مي شود. علاوه بر آن با افزايش ولتاژ گيت، مقاومت درين-سورس ماسفت قدرت در حالت روشن بودن كمتر شده است كه موجب كاهش تلفات هدايتي كليد اصلي مي شود. جريان سلف اين راه انداز ناپيوسته است و همين امر باعث كوچك شدن اندازه سلف و افزايش جريان اوليه سلف و در نتيجه كاهش تلفات كليدزني، كليد اصلي مي شود. مدار كنترلي راه انداز پيشنهادي بسيار ساده بوده و با استفاده از حداقل المان غيرفعال، يعني يك سلف و چهار كليد پياده سازي شده است. در نهايت با ديگر راه اندازهاي ارائه شده تاكنون مقايسه شده و مزايا و معايب آن نسبت به ديگر راه اندازها بيان شده است. نتايج شبيه سازي مدار راه انداز پيشنهادي نشان مي دهد كه استفاده از مدار پيشنهادي نسبت به مدار راه انداز گيت منبع ولتاژ، 7/8 درصد بازده مبدل باك سنكرون با فركانس كليدزني يك مگاهرتز را بهبود مي دهد.

231677

الكترونيك مدارهاي مجتمع

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان