خانواده جدیدی از مبدل های نوسانگر سوئیچ شده با تعداد سوئیچ کاهش یافته

به منظور کاهش حجم و وزن سلف و خازن های یک منبع تغذیه سوئیچینگ باید فرکانس کلیدزنی مبدل افزایش یابد. در فرکانس های بالا تلفات کلیدزنی قابل ملاحظه شده و باید از روش های کلیدزنی نرم به جای استفاده از اسنابرهای تلفاتی استفاده شود. در این روش ها با استفاده از تعدادی المان اضافی، همپوشانی جریان و ولتاژ در لحظات کلیدزنی از بین می رود. روش های مختلفی برای ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم در مبدل ها وجود دارد که از جمله مهمترین آنها می توان به مبدل های با اسنابر پسیو بدون تلفات، مبدل های با گذار نرم در جریان یا ولتاژ صفر، مبدل های با کلمپ اکتیو، مبدل های رزونانسی، شبه رزونانسی و نوسانگر سوئیچ شده اشاره کرد. مبدل های نوسانگر سوئیچ شده گروهی از مبدل های سوئیچینگ هستند که در آنها به دلیل استفاده از الما ن های رزونانسی کوچک، حجم و وزن مبدل نسبت به سایر مبدل های مشابه کمتر می باشد. همچنین به دلیل کم بودن انرژی ذخیره شده در المان های پسیو، مبدل دارای پاسخ دینامیکی سریع در برابر تغییرات بار خروجی یا ولتاژ منبع ورودی است. مهمترین عیب این مبدل ها این است که برای ایجاد شرایط کلیدزنی نرم، معمولاً از چند سوئیچ استفاده می شود. در این رساله، هدف بهبود مبدل های نوسانگر سوئیچ شده می باشد. در صورتی که تعداد سوئیچ در این نوع از مبدل کمتر شود، مدار کنترل و راه انداز گیت آن ساده تر شده و علاوه بر کاهش هزینه در مبدل، حجم و وزن آن نیز کمتر می شود. بنابراین هدف رساله، ارائه مبدل های نوسانگر سوئیچ شده با حداقل تعداد سوئیچ قرار داده شده است. در این راستا خانواده ای از مبدل ها ارائه شده است که فقط دارای یک سوئیچ هستند. علاوه بر این، داشتن راندمان بالاتر نسبت به مبدل های مشابه و اصلاح ضریب توان به صورت ذاتی از جمله مزایای خانواده ارائه شده هستند. در ابتدا مبدل کاهنده از خانواده پیشنهادی مطرح شده و وضعیت های عملکرد آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. روش طراحی مبدل بیان شده و روابط مربوط به بهره و بازده مبدل بدست آمده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و ساخت عملی برای مبدل مذکور ارائه شده است. مبدل از لحاظ پاسخ دینامیکی و وجود شرایط کلیدزنی نرم در حالت گذرا بررسی شده است. همچنین داشتن خاصیت اصلاح کنندگی ضریب توان به صورت ذاتی در مبدل مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با اعمال تغییراتی در مبدل کاهنده، مبدل افزاینده و کاهنده-افزاینده ارائه شده اند. از ترکیب مبدل کاهنده با مبدل کاهنده-افزاینده یک مبدل دوجهته پیشنهاد شده و مورد بررسی قرار گرفته است. با افزودن یک ترانسفورمر به مبدل افزاینده و اعمال تغییرات لازم، مبدل ایزوله از خانواده پیشنهادی ارائه شده که به دلیل داشتن جریان خروجی مستقل از ولتاژ خروجی می توان در کاربرد مدار درایو led از آن استفاده کرد.