طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ Fly back

برق، الکترونیک، مخابرات
دانلود پروژه مهندسی برق طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ Fly back دانلود آپدیت شده همین پروژه در قالب 203 صفحه و با قیمت 29000 تومان: چكیده: چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می كنیم؟ انتخاب بین یك منبع تغذیه خطی یا سویچینگ می تواند بر اساس كاربرد آنها انجام شود . هر یك مشخصات و مزایا و معایب خاص خود را دارند . همچنین حوزه های متعددی وجود دارد كه تنها یكی از این دو نوع می تواند مورد استفاده قرار گیرندو یا كاربردهایی كه یكی بر دیگری برتری دارد. مزایای منابع تغذیه خطی: 1-سادگی:طرح مدار بسیار ساده است و با قطعات كمی به راحتی پایدار می شود. 2-قابلیت تحمل بار زیاد 3-نویز ناچیز یا كم در خروجی 4-زمان پاسخ دهی بسیار كوتاه 5-برای توانهای كمتر از 10w ارزانتر از مدار های مشابه سوئیچینگ تمام می شود. معایب منابع تغذیه خطی: معایب این گونه منابع به طور كلی قابل رفع نیستند ولی به كمك طراحی بهتر قابل كاهش می باشند. 1-تنها به صورت یك رگولاتور كاهنده قابل كاربرد هستند(ورودی باید 2تا 3 ولت بیشتر از خروجی باشد.) 2-عدم انعطاف پذیری تغذیه , افزودن هر خروجی مستلزم اضافه كردن سخت افزار زیادی است. 3-بهره متوسط چنین منابعی كم و نوعا 30٪تا 40٪ است . این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می كند و نیاز به ترانزیستوری قویتری را مطرح میكند. 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٪ كاركرد ترانزیستور در نواحی قطع و اشباع به انتخاب حرارت گیر یا خنك كننده (heat sink) و ترانزیستور كوچكتر منجر شده است. 2-به دلیل اینكه قدرت خروجی از یك ولتاژdc بریده شده كه به شكل ac در یك قطعه مغناطیسی ذخیره می شود تامین می گردد. لذا با اضافه كردن تنها یك سیم پیچ می توان خروجی دیگری را بدست آورد ٬كه در مقام مقایسه بسیار ارزانتر و ساده تر تمام می شود. 3- به علاوه به دلیل افزایش فركانسی كاری به حدود 50تا khz 60 اجزاء ذخیره كننده انرژی می توانند خیلی كوچكتر انتخاب شوند. 4-برخلاف منابع تغذیه خطی، در توان های خیلی بالا قابل استفاده هستند. همه این موارد به كاهش 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 كمك طراحی بهینه قابل رفع می باشد. 1-طرح چنین منابعی اصولا مشكل و پیچیده است 2-نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابدو این اشكالی است كه نباید در مرحله طراحی نادیده گرفته شود. و با كمك فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری كاهش می یابد. 3- به دلیل ماهیت كار این منابع كه بر اساس برش یك 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 كاهش كار آمدی انعطاف پذیری و افزایش قیمت هستند ولی با طراحی بهتر قابل بهبود می باشند. البته هر یك از این منابع حوزه های كاری 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 كم منابع خطی ارزانتر و ارجح هستند. کلمات کلیدی: منبع تغذیه سوئیچینگ سوئیچینگ Fly back فیلتر EMI ترانسفورمر رگولاتور فهرست چكیده 1 چرا از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می كنیم؟ 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 كاركرد منبع تغذیه سوئیچینگ 5 رگولاتور سوییچینگ حالت فوروارد 6 رگولاتور سوییچینگ حالت فلای بك 8 فصل دوم 9 فیلتر EMI 10 خازن انباره، فیلتر ورودی 11 ترانسفورمر 11 یكسوكننده خروجی 12 بخش فیلتر خروجی 12 عنصر حس كننده جریان 13 عنصر بازخورد ولتاژ 13 بخش كنترل 13 انواع آرایشهای منابع تغذیه سوییچینگ 14 فصل سوم 17 رگولاتورهای سوییچینگ فاقد ترانسفورماتور ایزوله كننده 17 رگولاتور Buck 17 رگولاتور افزاینده Boost 20 رگولاتور Buck –Boost 22 فصل چهارم 24 رگولاتور سوییچینگ با ترانسفورمر ایزوله كننده 24 رگولاتور فلای بك 24 رگولاتور پوش پول Push-Pull 28 رگولاتور نیم پل (Half-Bidge) 31 رگولاتور تمام پل (Full-Bridge) 32 كاربرد نیمه هادی های قدرت در منابع تغذیه سوییچینگ 34 ترانزیستور قدرت دو قطبی BJT 34 MOSFET های قدرت 43 یكسوكننده ها 50 مدارات مجتمع كنترل كننده منابع تغذیه 53 حالت (نوع) كنترل ولتاژ 55 حالت (نوع) كنترل جریان 56 حالت كنترل شبه رزونانسی 58 اجزای مغناطیسی در یك منبع تغذیه سوییچینگ 59 الفبای مغناطیس و فرو مغناطیس ها 59 ترانسفورمر حالت (نوع) فلای بك 68 روش ترانسفورمر 80 شبكه حسگر ولتاژ 82 سلف فیلتر خروجی ترویج شده از دوسر 83 حفاظت تغذیه و بار از خط ورودی 84 شرایط معكوس كاری 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 كم (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 شماتیك مدار 107 فهرست اشكال شكل 1: رگولاتور حالت فوروارد و جهت جریانهایش 7 شكل 2: رگولاتور حالت فلای بك و جهت جریانهایش 8 شكل 3: شكل موجهای نمونه. 9 شكل 4:رگولاتور buck 18 شكل 5 : رگولاتور boost. 20 شكل 6: رگولاتور Buck-Boost 23 شكل 7: رگولاتور فلای بك. 27 شكل 8: رگولاتور: push-pull 30 شكل 9: رگولاتور نیم‌پل Half-Bidge 32 شكل 10: رگولاتور تمام پل Full-Bridge. 33 شكل 11: مدارهای هدایت بیس ترانزیستور 36 شكل 12: مدارهای هدایت بیس غیراشباع شونده 37 شكل 13 : مدارهای هدایت كنندة گیت Mosfet. 44 شكل 14: بالا: منحنی B-H نمونه پایین: روش مشاهده و اندازه‌گیری مشخصة B-H ماده. 62 شكل 15: استفاده از عنصر مغناطیسی در حلقة جزئی در رگولاتور سوییچینگ، الف) ترانسفورمر دو قطبی forward، ب) ترانسفومر flyback ناپیوسته، ج) ترانسفورمر flyback پیوسته و سلف و فیلتر نوع forward. 65 شكل 16: حاصل جمع جریان اولیه و ثانویه در یك ترانسفورمر فلای بك. 69 شكل 17: زمینهای منابع تغذیه. 99 شكل 18: اسنوبِر. 104 فهرست جداول جدول رگولاتور افزاینده Boost 20 جدول رگولاتور boost. 23 جدول رگولاتور Buck-Boost 27 جدول رگولاتور فلای بك. 30 جدول رگولاتور: push-pull 32 جدول رگولاتور نیم‌پل Half-Bidge 33 جدول رگولاتور تمام پل Full-Bridge. 51 جدول مقایسه چهار نوع یكسوكننده 58 جدول كنترلرهای نوع جریان 67 جدول مقایسه مواد مغناطیس و فرو مغناطیس 67