مبدلهای dc_dc منبع جریان سوییچینگ نرم ایزوله برای کاربردهای با بهره ولتاژ بالا

امروزه استفاده از انرژی های تجدید پذیر نظیر انرژی خورشیدی، سیستمهای مبتنی بر انرژی باد، پیل سوختی و.. بسیار مورد توجه دولتها و کارشناسان محیط زیست قرار گرفته است. به همین دلیل ارایه مبدلهای الکترونیک قدرت مناسب برای این سیستمها نیز اجتناب ناپذیر می باشد. زیرا استفاده از مبدلهای سوییچینگ dc-dc در این سیستمها هم برای تثبیت ولتاژ خروجی تحت تغییرات ولتاژ ورودی و هم برای افزایش سطح ولتاژdc خروجی ضروری است. اخیرا مبدلهای منبع جریان سوییچینگ نرم برای کاربردهای بهره بالا مورد توجه قرار گرفته اند. بسیاری از مبدلهای ارایه شده شرایط سوییچینگ نرم را به خوبی برای سوییچهای مبدل فراهم می کنند و در نتیجه دارای راندمان بالایی هستند اما کلیدزنی آنها به صورت فرکانس ثابت نیست. همچنین برخی به صورت pwm شیفت فاز کنترل می گردند و در نتیجه به مدارهای کنترل پیچیده ای نیاز دارند. علاوه بر این در تعدادی از این مبدلها از مدارهای کمکی برای ایجاد شرایط سوییچینگ نرم استفاده گردیده، ولی این مدارهای کمکی خود تلفات قابل ملاحظه ای به مدار تحمیل می کنند و یا به علت تعداد بالای المانهای نیمه هادی و پسیو از جمله ترانسفورمر در مدار کمکی آنها، دارای تلفات هدایتی چشمگیری می گردند و عملکرد مدار نیز پیچیده می شود. تعدادی از مبدلهای ارایه شده نیز به خوبی قادر به جذب انرژی سلف نشتی ترانسفورمر و بازیابی مناسب آن نیستند و به همین علت در توانهای بالا اسپایکهای بزرگ ولتاژ دوسر سوییچها ایجاد می گردد. در این رساله ابتدا مبدلهای منبع جریان سوییچینگ سخت و نرم موجود مورد بررسی قرار گرفته و سپس یک مبدل منبع جریان پوش-پول جدید ارایه گردیده است. همچنین یک مبدل منبع جریان نامتقارن سوییچینگ نرم جدید ارایه گردیده که دارای بهره بالاتری نسبت به مبدلهای متداول سوییچینگ نرم است. بعلاوه در این رساله یک مبدل باک-بوست با کلیدزنی نرم که از مبدل پوش-پول منبع جریان پیشنهادی مشتق شده است، ارایه می گردد. در مبدل باک - بوست پیشنهادی سوییچینگ نرم برای هر دوحالت باک و بوست برقرار است و از طرفی جریان خروجی نیز برخلاف اکثر مبدلهای باک-بوست معمول پیوسته است، که موجب کاهش اندازه خازن فیلتر خروجی وافزایش چگالی توان مبدل می گردد. در پایان این مبدل باک-بوست بهینه شده و یک مبدل جدید ارایه می گردد. در مبدل مذکور دو دیود خروجی از مبدل قبل حذف می گردد، بدون آنکه هیچکدام از ویژگیهای مبدل قبلی از دست برود. در تمامی فصول مبدلهای پیشنهادی به طور کامل تجزیه و تحلیل شده و روش طراحی مدار کمکی مبدل بیان شده است. همچنین در همه موارد صحت تحلیل تئوریک ارایه شده، توسط نتایج شبیه سازی و نتایج عملی نمونه آزمایشگاهی اثبات شده است.