این فایل دارای فرمت  word  می باشد.

موضوع: جریان های پیوسته مد پیوسته و ناپیوسته

گذر بين مد پيوسته و ناپيوسته

در شكل ( 5-4) (الف ) و (ب ) ، خطوط پرنشاندهنده جريان هاي اوليه و ثانويه در مد ناپيوسته است . جريان اوليه از مقدار صفر به شكل مثلثي شروع به زياد شدن مي كند تا سطح Ip(نقطه B) در پايان دوره روشناي ترانزيستور (شكل 5-4 الف ) .

در لبه خاموش شدن سويچ جريان اوليه كه به IP1رسيده است به ثانيويه منتقل مي شود (نقطه H) كه  تازمانيكه سردات دار ثانيويه مثبت است در طي خاموش بودن سويچ جريان ثانويه كه با نسبت  بطور خطي نزول مي كند كه L_s  اندركتانس ثانيويه است و برابر  .

اين جريان در نقطه Iبه صفر مي رسد . يك زمان مرده T_dt   قبل از شروع دوره روشنايي بعدي در نقطه Fبوجود مي آيد . همه انرژي ذخيره شده در اوليه اكنون قبل تز شروع سويچ در دوره بعد ( ثانويه منتقل شده است ) .مقدار متوسط يا DCجريان خروجي برابر متوسط مثلث GHTضرب در ديوتي سايكل Toff/tاست . حال براي باقي ماندن حالت ناپيوسته ، بايستي يك زمان مرده Tdt(شكل b5-4 ) بين صفر شدن جريان ثانويه و شروع به افزايش يافتن جريان اوليه در روشن شدن سويچ وجود داشته باشد .

اگر توان پيشتري در خروجي مورد نياز باشد ( با كاهش Ro) ، طبق رابطه زير Tooبايستي افزايش يابد تا ولتاژ خروجي ثابت بماند.

با افزايش Ton( در V_dc   ثابت ) ، شيب جريان اوليه ثابت مي ماند و پيك جريان همانطور كه در شكل (الف 5-4) نشان داده شده است از مقدار Bبه dمي رسد مقدار پيك جريان ثانويه (= ) در شكل (5-4 ب ) از Hبه kفزايش مي يابد و در زمان ديرتري شروع مي شود ( از Gبه J) .

براي ثابت ماندن ولتاژ خروجي بوسيله حلقه كنترل ، شيب ثانويها ثابت مي ماند و نقطه اي كه جريان ثانويه مي شود به زمان روشن شدن بعدي نزديكتر مي شود كه نتيجتا باعث كاهش زمان T_dt     مي شود و اگر T_dt       به صفر برسد به نقطه پايان مد ناپيوسته مي رسيم . همچنين با كاهش V_IN   و توان ثابت خروجي ،T_onبايستي افزايش يابد و در نتيجه T_dt   كاهش مي يابد .

توجه شود تا زمانيكه مدار در مد ناپيوسته كار مي كند و يك زمان مرده T_dt وجود دارد زياد شدن زمان روشنايي سويچ ، افزايش وسعت جريان مثلثي اوليه را بدنبال دارد و نيز سطح جريان ثانويه از GHIبه JKLتغيير مي كند.

از آنجايي كه جريان DCخروجي ، متوسط جريان مثلثي ثانويه ضرب در ويوتي سايكل مي باشد آنگاه با افزايش زمان روشن ، جريان ثانويه بيشتري براي بار در دسترس خواهد بود . وقتي كه زنان مرده از بين رفت ، هرگونه افزايشي در جريان بار به افزايش زمان Tonو كاهش T_offنياز دارد تا اينكه انتهاي جريان ثانويه نتواند بيشتر به راست كشيده شود جريان ثانويه از نقطه عقبتر Jو نقطه بالاتر K، شروع مي شود (شكل 5-4) ب .

سپس در نقطه شروع بعدي زمان روشن سويج (Fدر شكل (5-4) الف ) يا Lدر شكل (5-4) ب ) همچنان جريان يا انرژي مشابه از ثانويه به خارج منتقل مي شود.

اكنون لبه شروع جريان اوليه يك برش خواهد داشت . حلقه فيربك مي كوشد براي تامين كردن جريان مورد نياز روشنايي را به بعد از Jطول بدهد .

حال با پايان يافتن زمان خاموش ، جريان ثانوي در انتهاي اين زمان مقدار غيرصفر خواهد دانست و از اينجا مي توان  گفت كه پرش جريان در آغاز مرحله بعد بيشتر مي شود .

سرانجام بعد از سيكلهاي سويچينگ فراوان ، پرش ابتداي لبه جريان اوليه و نيز مقدار پاياني جريان ثانويه در شكل ( 5-4) به اندازه كافي بالاخواهد رفت از آنجاكه ناحيه xyzwمقداري بزرگتر از آنكه جريان خروجي را تامين كند شده است . حال حلقه كنترل شروع به كاهش زمان T_onمي كند تا جريان ذوزنقه اي شكل اوليه از Mتا Pو جريان ذوزنقه اي ثانويه از Tتا Wطول بكشد (شكل هاي 5-4 الف و 5-4 ب ) .

در اينجا سطح شكل موج ولتاژ اوليه ترانسفور و هنگاميكه ترانزيستور روشن است برابر با سطح شكل موج ولتاژ در زمان خاموش ترانزيستور است .

اين امر شرطي است كه طبق آن هسته تراس در پايان يك سيكل كامل سوپرچينگ به نقطه ابتدايي روي حلقه هسيترزيس مربوطه Resetشود . يا به بيان ديگر اين شرط حاكي از ‌آن است كه مقدار متوسط يا DCولتاژ روي اوليه برابرصفر است البته بافرض اين كه مقاومت Dcاوليه صفر مي باشد كه در اين صورت امكان وجود يك ولتاژ DCروي مقاومت صفر وجود ندارد .

حال در مد پيوسته ، افزايش جريان بار بوسيله افزايش ابتدايي زمان T_on تامين مي شود .( از MPبه MSدر شكل ( ج 5-4) كه اين كار باعث كاهش زمان خاموشي از Twبه Xw(شكل 5-4 د ) . كه انتهاي بالس جريان ثانويه نمي تواند بيشتر به راست حركت كند چرا كه زمان مرده اي نداريم . اگر چه ؟؟ جريان ثانويه مقداري افزايش يافته (از نقطه Uبه Y) ناحيه از دست رفته در كاهش زمان t_off (Tتا X) بيشتر از ناحيه اي است كه شيب UVبه YZدر شكل 5-4 (د) تغيير مي يابد .

بنابراين در مد پيوسته ، يك افزايش ناگهاني در جريان DCخروجي ، درابتدا باعث كاهش در عرضي و افزايش كوچكي در ارتفاع جريان ذوزنقه اي ثانويه مي شود . بعد از چند سيكل سويچينگ متوسط ارتفاع شكل موج بالا مي رود و پهناي آن به نقطه اي كه سطح ناحيه ولتاژ روشنايي برابر با سطح ناحيه ولتاژ خاموشي روي اوليه باشد كاهش مي يابد .

به علاوه ولتاژ DCخروجي متناسب با سطح جريان ذوذنقه اي ثانويه مي باشد .

حلقه نيربك تمايل به ثابت نگه داشتن ولتاژ در برابر افزايش جريان خروجي دارد . در ابتدا كاهش محسوسي در ولتاژ خروجي ايجاد مي شود و سپس بعد از چند سيكل سويچينگ ، آن را بوسيله بالا بردن دامنه جريان ذوزنقه اي ثانويه تصحيح مي كند .

6-5) طراحي و ساخت ترانسفورمر :

طراحي ترانسفورمر همان طور كه نشان داده شده است شامل پروسه اي است كه تا رسيدن به نتيجه مطلوب ممكن است بسيار تكرار شود .

الگوريتم پروسه طراحي ترانسفورمر بصورت زير مي باشد .

1-6-5) تعيين پارامترهاي مربوط به هسته و سيم بندي ترانسفورمر :

مي توان گفت انرژي منتقل شده از اوليه به ثانويه در طي يك دوره سوئيچينگ عبارتست از :

پس مي توانيم اندوكتانس اوليه را بصورت تابعي ازI_pو  _.  K_RPz, , P_o بيان كرد .

كه در آن  بازده كل سيستم و Zنسبت تعلقات ثانويه به كل تعلقات مي باشد و اگر مرجع مشخصي نداشته باشيم آن را 5/0 فرض مي كنيم .

باتوجه به توان مورد نظر در خروجي و فركانس كاري سوئيچ يك اندازه استاندارد تقريبي براي هسته انتخاب مي كنيم . براي شروع حداكثر مقدار تجربي براي ثانويه ترانسفورمر 6/0 دور برولت پاورودي VAC220 مي باشد و براي خروجي 5^7‑ مقدار N_s5=4را قرار مي دهيم . تعداد دور خروجيهاي 12 و 3 و تغيير در رابطه زير بدست مي آيند .

تعداد  دور سيم پيچ باياس :

تجربه نشان داده است كه براي تعيين تعداد دور ثانويه ، حداكثر ، مقدار          6/0 براي ورودي VAC230 قرار مي دهيم .

اندوكتانس موثر براي هسته شكاف يافته عبارتست از :

ماكزيمم چگالي شار مغناطيسي كه ماتريسي بين 2000 تا 3000 گاوس قرار گيرد از رابطه زير بدست مي آيد .

پرمابيليته هستة‌بدون شكاف را براي محاسبه طول شكاف هوايي نياز خواهيم داشت و معادله مربوطه به آن بصورت زير مي باشد كه در آ ن A_Lاندوكتانس موثر بدون شكاف مي باشد .

طول شكاف هوايي كه در ستون هاي هسته ايجاد مي شود و نمي تواند از mm51/0 كمتر باشد . كه در آن L_Pاندوكتانس اوليه (برحسب  )و Aeسطح مقطع موثر هسته و L_eطول موثر عبور مي باشد .

قطر كلي سيم ، براي اوليه 

قطر سيم بدون عايق كه براي محاسبه توان جريان دهي عبارتست از :

DIA=OD-(0.5094 log (OD)+0.0834

AWG = 9.97 (1.8277-2Log (DIA))

(Circulor Mls per Amp) براي مشخص كردن توان جريان دهي سيم پيچ بكار مي رود كه بايستي بين 200 تا 500 قرار بگيرد

تا اينجا همه پارامترهاي مورد نياز براي اوليه محاسبه شده اند . در مورد ثانويه نيز محاسبات زير را بايستي انجام دهيم .

مقدار پيك جريان ثانويه :

مقدار موثر جريان ثانويه :

AWG_S=9.97(5.017-log (CMAI_SRMS))

DIAS=

2-6-5) نحوه سيم بندي و ساخت ترانسفورمر :

در انتخاب قطر سيم بايستي به اثر پوستي نيز توجه داشت . همان طور كه در شكل ( 3-5) نشان داده شده است هنگاميكه از يك هادي جريان I(t)  عبور مي كند ، در اثر اين جريان فشار مغناطيسي  توليد مي شود ، خطوط شار بصورت حلقه هايي در اطراف مسير جريان قرار مي گيرند. طبق قانون لنز [1]شار مغناطيسي ACدرون هادي باعث ايجاد جريان هاي گردابي [2]مي شود ، مشاهده مي شود كه اين جريان هاي گردابي منجر به كاهش چگالي خالص جريان در مركز هادي و افزايش چگالي خالص جريان در نزديكي سطح هادي مي شوند. گسترده پخش جريان درون هادي با معادلات ماكسول [3]بدست مي آيد . براي يك جريان سينوسي I(t)بافركانس fچگالي جريان در سطح هادي ، بزرگتر است . چگالي جريان با نزديك شدن به مركز هادي بصورت نهايي كاهش مي يابد . كه اين مشخصات فاصله
به نام عمق نفوذ يا عمق پوستي شناخته مي شود. عمق نفوذ با رابطه زير داده مي شود .