ورودی مبدل DC/DC، یک ولتاژ تنظیمنشده dc (Vg) است. مبدل، ولتاژ تنظیم شده V را در خروجی تولید میکند که اندازه (و شاید پلاریته) آن با Vg
تفاوت دارد. برای مثال در یک کامپیوتر که از برق 120 ولت یا 230 ولت ac تغذیه میشود، ابتدا ولتاژ یکسو شده و به ترتیب به ولتاژ dc تقریباً 170 یا 340 ولت میرسد. یک یا چند مبدل در کامپیوتر وجود دارند که این مقدار dc را به یک مقدار dc دیگر با سطح ولتاژ پایینتر تبدیل میکنند تا برای آیسیهای مدار قابل استفاده باشد.
بازده مبدلهای ایدهآل، 100 درصد است، اما در عمل معمولاً بازدهی 70 تا 95 درصد به دست میآید. دستیابی به این بازدهی با مدارهای «سوئیچینگ» (Switched‐mode) یا «چاپر» (Chopper) امکانپذیر است که اجزای آنها تلفات توان بسیار کمی دارند. با «مدولاسیون پهنای پالس» (Pulse‐width modulation) یا PWM، میتوان ولتاژ خروجی را کنترل و تنظیم کرد. این رویکرد در مبدلهای dc/ac پربازده (اینورترها و تقویتکنندههای توان)، مبدلهای ac/ac و تعدادی از مبدلهای ac/dc (یکسوکنندههای هارمونیک پایین) نیز به کار میرود.
مدار پردازش توان
شکل زیر، یک مبدل dc/dc را نشان میدهد که با عنوان «مبدل باک» (buck converter) یا مبدل کاهنده شناخته میشود. همانطور که میبینیم، یک سوئیچ تکقطب دومسیره (single‐pole double‐throw) یا SPDT به ورودی dc مبدل متصل شده است. اگر سوئیچ روی وضعیت 1 باشد، ولتاژ خروجی vs(t)
آن برابر با Vg است و اگر در وضعیت 2 قرار گیرد، ولتاژ صفر خواهد بود. وضعیت سوئیچ به صورت تناوبی تغییر میکند و به همین دلیل، ولتاژ vs(t) یک شکل موج مستطیلی با دوره تناوب Ts و «دوره کاری» (Duty cycle) با نماد D است. سیکل وظیفه یا همان دوره کاری، نسبت مدت زمان قرار داشتن کلید در وضعیت 1 نسبت به کل دوره تناوب است. بنابراین، داریم: 0≤D≤1. «فرکانس سوئیچینگ» (switching frequency) fs برابر با 1/Ts
است. در عمل، یک کلید یا سوئیچ SPDT با قطعات نیمههادی مانند دیود، ماسفت، آیجیبیتی (IGBT)، ترانزیستور یا تریستور تحقق مییابد. فرکانس سوئیچینگ این قطعات معمولاً بسته به سرعت قطعه نیمههادی، از 1kHz تا 1MHz است.
نويسنده :
تاريخ: دوشنبه بیست و نهم دی ۱۳۹۹ ساعت: 17:12