 |
|
|
|
||||||
Zero Voltage Switching
بسم الله الرحمن الرحيم رابط الموضوع هناhttp://www.qariya.info/vb/showthread.php?t=49178 التقنيات الحديثة في دوائر القدرة المفتاحية (SMPS) SWITCH MODE POWER SUPPLY The technique of zero voltage switching in modern power conversion Zero Voltage Switching(ZVS) هو تحويل الموجة المربعة التقليدية إلى قدرة ثابتة الجهد بالاعتماد على زمن فتح النبضة (on-time) و بالاستفادة من صدى (ارتداد) التحويل المفتاحي resonant switching transition . المميزات العامة (Z.V.S) n لا يوجد فقد خلال عملية التحويل n التخلص شبه التام من التأثيرات المغناطيسية EMI والتأثيرات الراديوية RFI المشعة من الدائرة n لا توجد قمم عالية للتيار n تعطي فعالية عالية عند جهود التغذية المختلفة n يتغير ترددها حسب الحمل n تعطي فعلية عالية عند أي تردد تعمل عليه n تحكم واسع المدى في قدرة الخرج n جهد الخرج ثابت مهما كانت ظروف عملها n تحتوي حماية من زيادة جهد الدخل n تحتوي حماية من زيادة تيار الخرج n تحتوي حماية من زيادة درجات الحرارة n تحتوي حماية من زيادة قدرة الخرج n قدرات فائقة في تحمل وجود قصر في الخرج وهنالك نوعان من هذه الدوائر 1- على خط القدرة ON-LINE أي الدوائر المباشرة مع الدخل وهي التي استخدمت في أجهزة عديدة منها السوني والسامسونغ والتي يلاحظ وجوب تركيب مكثفات عزل لمدخل الهوائي. ويندرج في إطارها DC/DC CONVERTER 2- خارج الخط OFF-LINE أي الدوائر المعزولة عن الدخل والتي يؤمن محولها عزل تام بين الدخل والخرج وهي الأكثر شيوعاً  نظرية العمل: وهي تشبه إلى حد ما نظرية عمل محول الإضاءة fly back transformer ولكنها تسمى في دوائر القدرة بالصدى أو الرنين resonant وذلك بسبب الاختلافات بينهم في شكل الإشارة حيث هي مربعة وعدد اللفات التي لا تزيد عن 100 لفة سواء للابتدائي أو الثانوي مما يقلل إلى حد كبير جداً قيمة الجهد المرتد المتولد من تفريغ شحنة قلب الفرايت في محولات التقطيع .  نجد أن التيار المار عبر الملف الابتدائي والناتج عن تشغيل الترانزيستور في وضع ON يولد تياراً بنفس اتجاهه في الملف الثانوي ويكون ذلك بعكس اتجاه ثنائي التقويم D1 وكل الطاقة يتم تخزينها في قلب الفرايت للمحول (مغنطة) ويلاحظ أن كمية هذه المغنطة تعتمد على زمن مرور التيار في الملف الابتدائي وبشكل طردي وعندما نفصل الترانزيستور OFF يبدأ قلب الفرايت بتفريغ شحنته المغناطيسية فيسبب مرور تيار في كلا الملفين الابتدائي والثانوي .. أما تيار الابتدائي فلا يستهلك بسبب وجوده في توصيل عكسي ولكن تتم إضافته حبث يعتبر الجهد الموجب على المكثف C1 هو السالب بالنسبة له ويقوم يشحن المكثف C2 وهذه الشحنة تساوي جهد الارتداد مضافاً إليه الجهد الموجود على المكثف C1. فلو كان جهد الخرج 120V فيكون الجهد على هذا المكثف هو 120X125%+300 أي يساوي نحو 460V . على اعتبار الجهاز يعمل على جهد 220VAC . xx أما التيار المتولد في الملف الثانوي فيتم إمراره عبر الثنائي D1 ومن ثم تخزينه بالمكثف C3 والذي تتناسب قيمته مع التردد المستخدم بشكل عكسي وتتناسب مع كمية الطاقة المستفادة بشكل طردي حسب التصاميم. نظرة حول اللفات n في المحولات المستخدمة في أجهزة التلفزيون نجد أن نسبة عدد لفات الدخل أعلى بمعدل حوالي 25% عن لفات الخرج HT فلو كانت لفات الابتدائي 24 لفة يكون عدد لفات الثانوي 18 لفة ولكن هذا لا يقتضي أن يزيد جهد الدخل بمقدار 25% عن جهد الخرج لأن هذا المحول ارتدادي وليس خطي كالمحولات العادية المستخدمة في الترددات 50/60Hz للخفض أو الرفع. حيث يعتمد جهد الخرج على مقدار الجهد الذي تم شحن قلب الفرايت به وإنه في كل الحالات يضيف جهد الخرج إلى الدخل، كما وضح سابقاً حيث يمكن تشغيل هذه الدوائر على جهد يصل 24VDC بشرط أن يسمح المصمم بذلك أو أن يستبدل ترانزيستور التقطيع بآخر تياره عالي . n في الغالب يستخدم سلك معزول ومن ثم مجدول في لفات الابتدائي والثانوي لزيادة تحمل التيار n أيضاً يلف سلك الابتدائي ملاصق تماماً لقلب الفرايت للتخلص من المفاقيد n يكون إتجاه لف ملفات الابتدائي معاكس لباقي اللفات وبهذه الطريقة لا يمكن الحصول على جهد سالب في الخرج إلا بقلب اللفات إذا لزم الأمر. وهنا تفصيل لأحد محولات التقطيع الارتدادية وقد وضح عليه عدد اللفات والجهد  ومن أجل فهم نظرية عمل المذبذب داخل المنظمات المفتاحية (SWITCHING REGULATORS ) أقدم هذا العرض عن المذبذب متعدد الإهتزاز والذي يستخدم في تطبيقات عديدة في الحياة العملية كدائرة وامض ضوئي FLASH ولا يشترط أن تكون هذه الدائرة في المنظم حيث أنه قد يستخدم المذبذبات الرقمية فمهما يكن المذبذب المستخدم أعتقد أن هذا العرض يوضح النظرية المذبذب متعدد الاهتزاز Multivibrator Oscillator  الحالة الأولى: الجهود عندما Q1 في الوضع ON الجهد على مجمع Q1 يساوي صفر =0V الجهد على قاعدة Q2 هو الجهد عبر المكثف C1 وهذا الجهد في الوقت الحاضر منخفض ولكنه يبدأ بالارتفاع مع شحن C1 وتكون Q2 في و ضع OFF حتى يصل جهد قاعدتها لأكثر من0.6V  الحالة الثانية: شحن C1 وتفريغ C2 المكثف C1 يشحن من خلال المقاومة R2 C2 يفرغ عبر R3 و R4 الخرج يكون عاليا (على مجمع Q2) و أقل قليلاً من جهد التغذية بسبب تيار تفريغ C2 عبر المقاومة R4 يستمر الو ضع هكذا حتى يصل جهد Q2 أعلى من 0.6V فتصبح في وضع ON  الحالة الثالثة: تغير الجهود على الترانزستورات بشكل تبادلي عندما Q2 في الو ضع ON الجهد على مجمع Q2 والذي هو جهد الخرج ينتقل من الموجب إلى الصفر تغير هذه الخطوة على المكثف C2 يسبب في وصول نبضة سالبة (مقارنة بالتي كانت موجودة) لقاعدة Q1 (بسبب التفريغ المفاجئ ل C2) فيصبح Q1 في وضع OFF عندما Q1 تصبح OFF فالجهد على مجمعها يصبح مقارباً لجهد التغذية  الحالة الرابعة: تفريغ C1 وشحنC2 في هذا الوضع فإن C1 يفرغ عبر R1 و R2 المكثف C2 يبدأ بالشحن عبر المقاومة R3 من الجهد الناقص إلى الصفر حتى يصل 0.6V الجهد على قاعدة Q1 هو الجهد على C2 تحافظ الدارة على هذا الوضع حتى يصل الجهد على قاعدة Q1 لأعلى من 0.6V عندها تصبح Q1 في الوضع ON لتقفز الدائرة عائدةً للحالة الأولى جعل Q1 من نوعية مختلفة عن Q2 يضمن تحديد أي الترانزستورين يبدأ العمل يعتمد زمن نبضة ON على قيمة R2/C1 يعتمد زمن النبضة OFF على قيمة R3/C2 والآن دعونا نتحكم في هذا المذبذب بما يخدم مصلحة توضيح عمل المذبذب داخل المنظمات المفتاحية  أذكر هنا أن للمقارن (comparator) مدخلين ومخرج واحد بالإضافة لطرفي التغذية... أحد المدخلين يأخذ إشارة موجب والأخر إشارة سالب وطالما الجهد على الموجب أعلى من الجهد على السالب يكون خرجه عالياً..... أما لو حدث العكس وأصبح الجهد على طرف السالب أعلى من الموجود على الطرف الموجب يصبح خرج المقارن صفراً ويمكن للمصمم تثبيت أي المدخلين على جهد مرجعي (reference ) ليقارن به التغير على الطرف الآخر ويسمى جهد العتبة (threshold) ومن خلال الشكل السابق مع الشكل الموجي داخله يتضح أن هنالك تحكم مستمر في عمل المذبذب أو كما يقول المصممون التحكم دورة بدورة(Cycle-by-cycle) Zero Voltage Switching (الجزء الثالث)
التقنيات الحديثة في دوائر القدرة المفتاحية SMPS http://www.qariya.info/electronics/smps.htm التعديل الأخير تم بواسطة : ماجد عباس محمد بتاريخ 11-01-2019 الساعة 10:12 PM السبب: تعديل الرابط للموقع الجديد |
| اعلانات |
|
||||||
|
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
|||||
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
توضيح لعمل المذبذب Multivibrator Oscillator
المذبذب متعدد الاهتزاز Multivibrator Oscillator  الحالة الأولى: الجهود عندما Q1 في الوضع ON الجهد على مجمع Q1 يساوي صفر =0V الجهد على قاعدة Q2 هو الجهد عبر المكثف C1 وهذا الجهد في الوقت الحاضر منخفض ولكنه يبدأ بالارتفاع مع شحن C1 وتكون Q2 في و ضع OFF حتى يصل جهد قاعدتها لأكثر من0.6V  الحالة الثانية: شحن C1 وتفريغ C2 المكثف C1 يشحن من خلال المقاومة R2 C2 يفرغ عبر R3 و R4 الخرج يكون عاليا (على مجمع Q2) و أقل قليلاً من جهد التغذية بسبب تيار تفريغ C2 عبر المقاومة R4 يستمر الو ضع هكذا حتى يصل جهد Q2 أعلى من 0.6V فتصبح في وضع ON  عندما Q2 في الو ضع ON الجهد على مجمع Q2 والذي هو جهد الخرج ينتقل من الموجب إلى الصفر تغير هذه الخطوة على المكثف C2 يسبب في وصول نبضة سالبة (مقارنة بالتي كانت موجودة) لقاعدة Q1 (بسبب التفريغ المفاجئ ل C2) فيصبح Q1 في وضع OFF عندما Q1 تصبح OFF فالجهد على مجمعها يصبح مقارباً لجهد التغذية  في هذا الوضع فإن C1 يفرغ عبر R1 و R2 المكثف C2 يبدأ بالشحن عبر المقاومة R3 من الجهد الناقص إلى الصفر حتى يصل 0.6V الجهد على قاعدة Q1 هو الجهد على C2 تحافظ الدارة على هذا الوضع حتى يصل الجهد على قاعدة Q1 لأعلى من 0.6V عندها تصبح Q1 في الوضع ON لتقفز الدائرة عائدةً للحالة الأولى جعل Q1 من نوعية مختلفة عن Q2 يضمن تحديد أي الترانزستورين يبدأ العمل
يعتمد زمن نبضة ON على قيمة R2/C1 يعتمد زمن النبضة OFF على قيمة R3/C2 |
|
|||||
|
|
|
||||||
|
اللهم انتصر لنا انتصارك لأحبابك على أعدائك اللهم لا تمكن الأعداء فينا ولا تسلطهم علينا بذنوبنا ..
|
|
||||||
|
|
