دانلود مقاله مدارهای برشگر چرخان

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله مدارهای برشگر چرخان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: مدارهای برشگر چرخان
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 24

این مقاله درمورد مدارهای برشگر چرخان می باشد .

خلاصه آنچه در مقاله مدارهای برشگر چرخان می خوانید :

طبقه بندی برشگر
برشگرها را می توان بر حسب جهت عبور جریان و ولتاژ به پنچ نوع زیر طبقه بندی کرد :
برشگر کلاس A
برشگر کلاس B
برشگر کلاس C
برشگر کلاس D
برشگر کلاس E
برشگر کلاس A :جریان بار به داخل بار جاری می شود . همانطور که در شکل نشان الف داده شده است ولتاژ و جریان بار هر دو مثبت هستند . این برشگر یک ربعی است و مانند یکسو ساز عمل می کند .

برشگر کلاس B : جریان بار به خارج از بار جاری می شود . همانطور که در شکل ب نشان داده شده است ولتاژ بار مثبت ولی جریان بار منفی است . این برشگر نیز یک ربعی است ولی در ربع دوم فعال است و مانند اینورتر عمل می کند . برشگر از نوع B در شکل الف نشان داده شده است که در ان باتری E قسمتی از بار است و ممکن است نیروی ضد محرکه الکتریکی موتوری dc باشد .
هنگامی که سوئیچ S1 وصل می شود ولتاژ E جریان رادر سلف L برقرار می کند و ولتاژ بار VL صفر می شود . ولتاژ لحظه ای بار VL و جریان بار -il به ترتیب در شکل ب و ج نشان داده شده است . جریان il که در  حال افزایش است با رابطه زیر بیان می شود :
برشگر کلاس C : همانطور که در شکل ج نشان داده شده است جریان بار مثبت یا منفی و ولتاژ بار همیشه مثبت است . این برشگر به برشگر دو ربعی معروف است .همانطور که درشکل نشان داده شده است با ترکیب برشگر ها در کلاس A,B       می توان برشگر کلاس C را به دست آورد . S1,D2 به عنوان برشگر کلاس A عمل می کند . S2,D1 به عنوان برشگر کلاس B عمل می کنند . بایستی دقت لازم برای جلوگیری از اینکه دو سوئیچ باعث آتش همدیگر شوند .صورت گیرد . در غیر این صورت منبع تغذیه Vs اتصال کوتاه خواهد شد . برشگر کلاس C می تواند هم به عنوان یکسو ساز و هم اینورتر عمل کند .
برشگر کلاس D : جریان بار همیشه مثبت است . همانطور که در شکل د نشان داده شده است ولتاژ یا مثبت یا منفی است . همانطور که در شکل نشان داده شده است برشگر کلاس D نیز می تواند به عنوان یکسو ساز یا اینورتر عمل کند . اگر S1 و S4 وصل شوند ، VL,Il مثبت می شوند . اگر S1,S4 قطع شوند ، جریان بار il مثبت خواهد شد و در بارهایی با خاصیت سلی زیاد به جریان خود ادامه خواهد داد . دیودهای D2,D3 مسیری را برای جریان بار تامین می کنند و Vl معکوس می شود .
برشگر کلاس E : همانطور که در شکل ه نشان داده شده است جریان بار یا مثبت یا منفی است . ولتاژ بار نیز یا مثبت یا منفی است . این برشگر به برشگر چهار ربعی معروف است . پولاریته های ولتاژ و جریان بار در شکل ب نشان داده شده است . افزارهایی که در ربعهای مختلف فعال هستند در شکل ج نشان داده شده است . برای کار در ربع چهارم جهت باتری E بایستی معکوس شود . این برشگر اساس اینورتر تمام پل تک فاز است .

رگولاتورهای سویچینگ
از برشگرهای dc می توان به عنوان رگولاتورهای سویچینگ برای تبدیل dc معمولاً تنظیم نشده به ولتاژ dc خروجی تنظیم شده استفاده کرد . رگولاسیون معمولاً با مدولاسیون عرض پالس در فرکانس ثابت انجام می گیرد و افزار سویچینگ معمولاً BJT,MOSFET , LGBT  قدرت است .
روگولاتورهای سویچینگ به صورت مدارهای مجتمع IC در بازار موجود است . طراح می تواند با انتخاب مقادیر R,C اسیلاتور فرکانس ، فرکانس سویچینگ را انتخاب کند . برای حداکثر کردن راندمان بر اساس روش تجربی حداقل دوره تناوب اسیلاتور بایستی 100 برابر زمان سویچینگ ترانزیستور باشد ، برای مثال اگر زمان سویچینگ ترانزیستوری 0/5   S باشد دوره تناوب اسیلاتور باید 50   S باشد ، یعنی حداکثتر فرکانس اسیلاتور باید 20KHZ باشد . این محدودیت ناشی از تلافت سویچینگ در ترانزیستور است . با افزایش فرکانس سویچینگ تلفات سویچینگ ترانزیستور افزایش و راندمان کاهش می یابد . علاوه بر این تلفات هسته سلفها کار را در فرکانس بالا محدود می سازد . ولتاژ کنترل Vc از مقایسه ولتاژ خروجی با مقدار مورد نظر به دست می آید . برای تولید سیگنال کنترل PWM برای برشگر dc می توان Vc را با ولتاژ دندان اره ای Vr مقایسه کرد . چهار آرایش اساسی برای رگولاتور های سویچینگ وجود دارد :
1-    رگولاتورهای کاهنده
2-     رگولاتورهای افزاینده
3-رگولاتورهای کاهنده - افزاینده
4-رگولاتورهای کاک

رگولاتورهای کاهنده
در رگولاتورهای کاهنده متوسط ولتاژ خروجی Va کمتر از ولتاژ ورودی Vs است . بنابراین نام «کاهنده » بسیار مناسب است . این نوع رگولاتور کاربرد زیادی دارد واین رگولاتور مشابه برشگر کاهنده است . کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . حالت 1 هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور Q1 و t=0 روشن شود . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف فیلتر C و مقاومت بار جاری می شود . حالت 2 وقتی شروع می شود که ترانزیستور Q1 و t=t1 خاموش شود . دیود هرز گرد Dm در اثر انرژی ذخیره شده در سلف هدایت می کند و جریان سلف از طریق L,C بار دیود و Dm ادامه می یابد . جریان سلف تا هنگامی که ترانزیستور Q1 دوباره در سیکل بعدی روشن شود افت می کند . بسته به فرکانس سویچینگ سلف فیلتر و ظرفیت خازن جریان سلف می تواند ناپیوسته باشد .
رگولاتورهای کاهنده که فقط به یک ترانزیستور احتیاج دارد ساده است و راندمان بالایی بیش از 90 %دارد یلف L di.dt جریان بار را محدود می کند . با وجود این چون جریان ورودی ناپیوسته است معمولاً فیلتری در ورودی مورد نیاز است . ولتاژ خروجی این رگولاتور دارای یک پلاریته و جریان آن نیز یک طرفه است . در ضمن به دلیل احتمال اتصال کوتاه شدن دو سر دیود نیاز به مدار محافظ است .

رگولاتورهای افزاینده
در رگولاتورهای افزاینده ولتاژ خروجی بزرگتر از ولتاژ ورودی است . بنابراین نام «افزاینده » برای ان انتخاب شده است . کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . حالت 1 هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور M1 در t=0 روشن شود . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف L و ترانزیستور Q1 جاری می شود . حالت 2 وقتی شروع می شود که ترانزیستور M1 در t=t1 خاموش شود . جریانی که از ترانزیستور عبور می کرد حال از طریق L,C بار دیود Dm جاری می شود .  جریان سلف تا هنگامی که که ترانزیستور M1 دوباره در سیکل بعدی روشن شود افت        می کند . انرژی ذخیره شدهدر سلف L به بار منتقل می شود .
رگولاتور افزاینده بدون ترانسفورمر می تواند ولتاژ خروجی را افزایش دهد . این رگولاتور به علت استفاده از یک ترانزیستور راندمان بالایی دارد . جریان ورودی پیوسته است . ولی باید جریانی با پیک بالا از ترانزیستور قدرت عبور کند . ولتاژ خروجی نسبت به تغییرات دوره کار کرد K بسیار حساس است و این باعث مشکل بودن تثبیت رگولاتور می شود . متوسط جریان خروجی با ضریب (1-K) از متوسط جریان سلف کمتر است و مقدار موثر جریان عبوری از خازن فیلتر بسیارزیاد است . این امر باعث کاربرد فیلتر خازنی و سلفی بزرگتری نسبت به خازن و سلف رگولاتور کاهنده می شود .

رگولاتورهای کاهنده - افزاینده
رگولاتورهای کاهنده - افزاینده می تواند ولتاژ خروجی کمتر یا بیشتر از ولتاژ ورودی تامین کند . به همین دلیل نام  «کاهنده - افزاینده » برای آن انتخاب شده است . پلاریته ولتاژ خروجی مخالف پلاریته ولتاژ ورودی است . این رگولاتور به نام رگولاتور معکوس کننده نیز مشهور است .
کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . در حالت 2 ترانزیستور Q1 روشن است و دیود Dm در گرایش معکوس قرار دارد . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف L و ترانزیستور Q1 جاری می شود . در حالت 2 ترانزیستور Q1 خاموش می شود و جریان که قبلاً از طریق سلف L جاری بود از راه L.C.Dm و بار جاری می شود . انرژی ذخیره شده در سلف L به بار منتقل می شود و جریان سلف تا هنگامی که ترانزیستور Q1 دوباره سیکل بعدی روشن شود بار منتقل می شود و افت می کند .
رگولاتور کاهنده - افزاینده بدون ترانسورمر معکوس پولاریته ولتاژ خروجی را تولید می کند . این رگولاتور راندمان بالایی دارد . در شرایط غیر عادی ترانزیستور di/dt جریان توسط سلف L محدود شده  و برابر با V/L خواهد بود . محافظت خروجی مدار در مقابل اتصال کوتاه شدن بسادگی امکان پذیر است .اما با وجود این جریان ورودی ناپیوسته است و مقدار اوج جریان عبوری از ترانزیستور Q1 زیاد است .

مدارهای برشگر تایریستوری
مدار برشگر تایرستوری که از تایریستور سریع خاموش شونده به عنوان سوئیچ استفاده می کند احتیاج به مدار کموتاسیون برای خاموش کردن آن دارد . روش های گوناگونی برای خاموش کردن تایرستورها وجود دارد . در اولین مرحله تولید تایرستورهای سریع خاموش شونده چندین مدار برشگر ابداع شد . مدارهای متنوع محصول تلاش برای تامین معیارهای معینی بود :
1-    کاهش محدوده حداقل زمان روشن بودن
2-     فرکانس کار بالا
3-     کار قابل اطمینان
البته با پیشرفت افزارهای سوئیچگ (به عنوان مثال ترانزیستورهای قدرت ،  GTO ها ) کاربرد مدارهای تایرستوری به سطوح قدرت بالا و بویژه کنترل موتورهای کششی محدود شده است .

بخشی از فهرست مطالب مقاله مدارهای برشگر چرخان

کاربرد الکترونیک قدرت
تاریخچه الکترونیک قدرت
الکترونیک قدرت و محرکهای الکتریکی چرخان
محرکهای الکتریکی چرخان
محرکهای الکتریکی جریان مستقیم
برشگرهای dc
اصول کار کاهش ولتاژ
پارامترهای عملکرد
طبقه بندی برشگر
رگولاتورهای سویچینگ
رگولاتورهای کاهنده
رگولاتورهای افزاینده
رگولاتورهای کاهنده - افزاینده
مدارهای برشگر تایریستوری