Amozeshelectronic.com

Tag Archives: 5.مدار بوست

مبدل بوست

 

 

مبدل بوست

از منابع تغذیه سویچینگ می توان برای تبدیل ولتاژ مستقیم به مستقیم استفاده کرد، گاهی اوقات یک منبع تغذیه مستقیم مانند یک باطری در اختیار ماست اما ما به ولتاژ مستقیم بالاتری نیاز داریم، به عنوان مثال موتورهای برقی اتوموبیلهای برقی به ولتاژی در حدود ۵۰۰ ولت احتیاج دارند، در اینگونه موارد حتی اگر تعداد زیادی باطری داشته باشیم و آنها را برای بدست آوردن یک ولتاژ بالاتر سری کنیم از نظر وزن و حچمی گه اشغال می کند عملاً کاربرد ندارد. راه حل عملی در این موارد استفاده از مدار بالا برنده ولتاژ است، که یک م دار بوست می تواند ولتاژباطری را به ولتاژ مورد نظر بالاتر تبدیل کند.

مسآله دیگرضعیف شدن باطریها و نتیجتاً پایین آمدن ولتاژ است،در صورتی که اگر از یک مدار بوست استفاده کنیم می توانیو با تغییر در جه بالا بردن ولتاژ بر این مشکل غلبه کنیم.

ولتاژ ورودی یک مدار بوست می تواند یک باطری، یک پانل خورشیدی، یک دینام و یا ولتاژ یکسو شده برق شهری باشد.

تفاوت مدار بوست با مدار باک در این است که ولتاژ خروچی آن مساوی ورودی و یا  بالا تر از آن است .

شکل ۳٫۲٫۱٫ یک مدار تقویت کننده بوست را نشان می دهد که قطعه سویچ کننده آن یک موس فت توان است و بقیه قطعات همان قطعات مدار باک هستند که چیدمان متفاوتی دارند، در مدارات سویچینگ هم از ترانزیستورهای دو قطبی توان و هم موس فت های توان استفاده می شود و تنها ملاک انتخاب یکی از آنها بجای دیگری سرعت سویچینگ و هزینه آن است.

boost-converter-basic-cct

 

طرز کار مدار بوست

شکل۳٫۲٫۲٫ طرز کار یک مدار بوست را نشان می دهد که درآن موس فت توان در آغاز یک موج مربعی  موجب اتصال کوتاه شدن سر سیم پیچ القایی با زمین (بخش منفی مدار)است که بر اثر آن جریان الکترونی بین قطب مثبت و منفی از راه سیم پیچ می شود و جریان به شکل میدان مغناطیسی در سیم پیچ ذخیره می شود و در واقع از بقیه مدار به خاطر مقاومت بالای آن هیچ جریانی نمی گذرد.

boost-converter-cct01

 

شکل ۳٫۲٫۳٫ مسیر جریان را در دوره پایین سیکل موج مربعی نشان می دهد.آنگاه که موس فت خاموش می شود قطع سریع جریان سیم پیچ را وا می دارد تا انرژی ذخیره شده در خود رابه شکل نیروی پسگرای مغناطیسی وبا بر عکس شدن قطبها در مدار براه بیاندازد تا جریان ادامه پیدا کند وپی آمد آن دو ولتاژ است؛ یکی ولتاژ ورودی و دیگری ولتاژی که روی دو سر سیم پیچ قرار دارد و بر اثر انرژی پسگرای میدان مغناطیسی تولید شده است.

boost-converter-cct02

 

این ولتاژ بالاتر(ولتاژ ورودی+ولتاژ دو سر سیم پیچ) از راه دیود که بایاس موافق دارد به خازن رسیده و آنرا با ولتاژِ برابر با ولتاژ ورودی+ولتاژ سیم پیچ -افت ولتاژ بین دو سر دیود پر کرده و همچنین به مقاومت مصرف می رسد.

شکل۳٫۲٫۴٫ طرز کارمدار را هنگامی که موس فت دوباره روشن می شود را نشان می دهد، هر بار که موس فت روشن می شود کاتد دیود مثبت تر از آند آن است ؛ به خاطر ولتاژ ذخیره شده در آن و بنابر این دیود خاموش بوده و جریانی از آن نمی گذرد و مدار خروجی از مدار ورودی جدا شده است؛ اما مقاومت بار در مسیر جریان قرار دارد و  ولتاژ ورودی +ولتاژ سیم پیچ بر دو سر آن ثاثیر می کند، اگر چه ولتاز زخیره شده هر بار در مقاومت مصرف تخلیه می شود اما باز هنگامی که موس فت خاموش می شود دوباره پر می شود و بنابر این ولتاژ صاف و یکدستی را در اختیار مقاومت بار قرار می دهد.

boost-converter-cct02

 

به لحاظ نظری ولتاژ مستقیم ورودی با تقسیم بر یک منهای دیوتی سایکل شکل موج سویچینگ بدست می آید.

به مثال زیر توجه کنید:

اگر موج مربعی ۱۰ میکرو ثانیه طول بکشد و ولتاژ آن ۹ ولت باشد دوره روشن بودن قطعه سویچ کننده( موس فت ویا ترانزیستور توان) ۵ میکرو ثانیه خواهد بود و ولتاژ خروجی این طور محاسبه می شود:

VOUT = 9/(1- 0.5) = 9/0.5 = 18V (منهای افت ولتاژ دو سر دیود)

از آنجا که ولتاژ خروجی وابسته به ذیوتی سایکل است مهم است تا بدقت کنترل شود،به عنوان مثال اگر دیوتی سایکل از ۰٫۵ به ۰٫۹۹ افزایش پیدا کند ولتاژ خروجی تولید شده خواهد بود:

VOUT = 9/(1- 0.99) = 9/0.01 = 900V