منابع تغذیه dc ولتاژ بالا علاوه برته نشین کننده های الکترواستاتیکی( esp ) هادر بسیاری از صنایع دیگر همچون پزشکی، بیوتکنولوژی، آنالیز با اشعه x، صنایع نظامی، مدولاتورها، مولدهای مخابراتی rf وغیره نیزکاربرد دارند. به دلیل بهره بالای این مبدل ها که منجر به تلفات سوئیچینگ زیادی می شود، نیازاست که ازتکنیک های کلیدزنی نرم در آنها استفاده شود. دراکثر کاربردهای اشاره شده، ولتاژخروجی موردنیاز چند ده کیلوولت ویا حتی چندصدکیلو ولت است که از یکسوسازی برق تک فاز ویا سه فاز به همراه یک مبدل dc-dc ایزوله بدست می آید. بنابراین استفاده از یک ترانسفورماتور افزاینده با نسبت دور بالا اجتناب ناپذیر است. به دلیل بالا بودن تعداد دور ثانویه و همچنین ایزولاسیون مورد نیاز بین سیم پیچ ها، المان های پارازیتی ایجاد شده در ترانسفورمر که شامل سلف نشتی و خازن سیم پیچ ثانویه است قابل ملاحظه شده ولذا بر رفتار مبدل اثرگذار است[1]. بطوریکه سلف نشتی این ترانسفورمرها موجب جهش های ولتاژ نامطلوب می شود و خازن پراکندگی موجب جهش های جریانی و زمان صعود آرام در خروجی مدار می گردد. هر دو خصوصیت غیره ایده آل موجب افزایش تلفات کلیدزنی و نیز کاهش راندمان مبدل وقابلیت اطمینان آن می گردد. ضمن اینکه انتخاب توپولوژی مناسب برای مبدل های ولتاژ بالا به شدت توسط خصوصیات ترانسفورمر ولتاژ بالا که المان اصلی هر مبدل ولتاژ بالا است محدود می گردد. به همین دلیل همیشه ساخت منابع تغذیه ولتاژ بالا با محدودیت های گوناگونی همراه است. در حقیقت برای تولید ولتاژهای بالا بایستی به دنبال راه هایی جهت کاهش تلفات وافزایش راندمان بود. یکی ازروش های بسیار پرکاربرد در ساخت منابع تغذیه ولتاژ بالا استفاده از مبدل های رزنانسی است. 1-2 مبدل های رزنانسی مبدل های رزنانسی دارای مزیت های بسیاری خصوصا جهت استفاده در منابع تغذیه dc ولتاژ بالا هستند که کاربرد آنها را وسعت داده است. این مبدل ها به توپولوژی های گوناگونی من جمله مبدل های رزنانس سری، موازی، سری - موازی با مرتبه های گوناگون تقسیم بندی می شوند که هریک از آنها ویژگی های خاص خود را داراست. در این مبدل ها بدلیل خاصیت رزنانسی، سوئیچ ها عموما دارای کلیدزنی نرم هستند، همچنین بدلیل جذب المانهای پارازیتی در تانک رزنانس تاثیر حضور المان های پارازیتی ازبین می رود. در بسیاری از مراجع ساخت مبدل های رزنانسی با فیلتر خروجی خازنی توصیه شده است چرا که ساخت سلف فیلتر خروجی به دلیل ایزولاسیون ولتاژ بالای مورد نیاز در آن مشکل بوده وازطرف دیگر حجم قابل ملاحظه ای از منبع تغذیه را در برمی گیرد[2]. به دلیل عدم استفاده از سلف در فیلتر خروجی مبدل های ولتاژ بالا امکان استفاده از مقاومت معادل در خروجی اینورتر رزنانسی وجود نداشته ولذا روش های معمول مدل سازی مبدل های رزنانسی وتحلیل تقریب هارمونیک اول را نمی توان استفاده نمود وباید اثر خازن فیلتر خروجی بر رفتار مبدل های رزنانسی لحاظ گردد[3]. کنترل ولتاژ وتوان خروجی در مبدل های رزنانسی با استفاده از دو روش کنترل فرکانس وروش کنترل پهنای پالس انجام می شود. در روش اول تثبیت ولتاژ خروجی توسط کنترل بهره مدار رزنانس از طریق تغییر فرکانس کلیدزنی انجام می شود، ولی در روش دوم فرکانس کلیدزنی ثابت بوده وتثبیت ولتاژ خروجی با کنترل دامنه هارمونیک اول ولتاژ اعمالی به ورودی مدار رزنانس از طریق تغییر پهنای پالس انجام می شود. مواردی همچون بهینه نبودن فیلتر خروجی و ترانسفورمر و پیچیده تر شدن مدار کنترل در اثر تغییر فرکانس کلید زنی و نیاز به ایجاد ایزولاسیون بیشتر، ازجمله مشکلاتی هستند که در مبدل های رزنانسی کنترل شده با فرکانس وجود دارد[5]-[4]. بنابراین استفاده از روش کنترل پهنای پالس در فرکانس کلید زنی ثابت می تواند راهکار مناسبی جهت فایق آمدن بر مشکلات مذکور باشد. توپولوژی های رزنانسی زیادی از مرتبه سه و چهار وجود دارند که در [4]به آنها اشاره شده است. مبدل های رزنانسی با سه یا تعدادبیشتر المان رزنانس دارای عملکرد و پاسخ فرکانسی بهتری هستند، به علاوه در مدار رزنانس با مرتبه بیشتر امکان جذب پارازیت بیشتری خصوصا در فرکانسهای بالاتر وجود دارد[5]-[6]. مبدل های رزنانس سری - موازی از نوع lcc و llc از معروفترین مبدل های رزنانسی هستند که از سه المان رزنانس استفاده می کنند و کاربرد گسترده ای در صنعت دارند. از مبدل lcc به دلیل جذب کامل المان های پارازیتی ترانسفورمر ولتاژ بالا و از مبدل llc در بارهای سبک وتغییرات کم فرکانس سوئیچینگ در کاربردهای ولتاژ پایین استفاده می شود[7]. اما در بین مبدل های رزنانسی با چهار المان رزنانس، مبدل رزنانس سری - موازی lclc دارای بیشترین کاربرد است. از آن جمله می توان به سیستم های توزیع توان ac فرکانس بالا، اینورترهای رزنانسی، منابع تغذیه مولد یون، لامپ های بالاست و تبدیل انرژی های تجدیدپذیر اشاره نمود[10]-[9]. 1-2-1 مزایای مبدل های رزنانسی مبدل های رزنانسی همانطور که گفته شد بدلیل محاسن زیادی که دارند دارای کاربرد گسترده ای در مدارات الکترونیک قدرت شده اند. خصوصا در منابع تغذیه ولتاژ بالا هستند. مهمترین مزایای توپولوژی رزنانسی عبارتند از[4]: • ایجاد کلیدزنی نرم برای المان های نیمه هادی • امکان افزایش فرکانس کلیدزنی به منظور کاهش حجم و وزن • پاسخ سریعتر به تغییرات ناگهانی بار و ولتاژ ورودی • کاهش نویز و تداخلات الکترو مغناطیسی • کاهش استرس ولتاژ و جریان برای المان های نیمه هادی • کاهش نویز کلیدزنی در ولتاژ خروجی منبع تغذیه خصوصا در کاربردهای ولتاژ بالا • جذب المان های پارازیتی ناخواسته مدار. 1-2-2 معایب مبدل های رزنانسی مبدل های رزنانسی علیرغم مزیتهای زیادی که دارند، دارای معایبی نیز هستند که به برخی از آنها اشاره می شود. مبدل های رزنانس سری در بارهای سبک اغلب غیر قابل کنترل هستند، همچنین امکان جذب المان های پارازیتی ترانسفورمر ولتاژ بالا مانند خازن موازی ترانسفورمر را ندارند[7]. در مبدل های رزنانس موازی مساله اشباع ترانسفورمرهای ولتاژ بالا در ساختار تمام پل وجود دارد، از طرف دیگر این مبدل ها در برابر اتصال کوتاه خروجی و بارهای سنگین دچار مشکل شده وکنترل آنها در محدوده وسیعی از بار دشوار می شود. همچنین مبدل های رزنانسی چند عنصری نیز رفتار دینامیکی پیچیده ای از خود نشان می دهند که پاسخ گذرای سریع برای آنها امکان پذیر نیست[8]. 1-3 مبدل پیشنهادی در الکتروفیلترها نقش اساسی در یونیزه کردن غبار را، ولتاژ بالا بر عهده دارد وباتوجه به اینکه تولید ولتاژ بالا همواره مشکلاتی را دربردارد، لذا از مبدل های رزنانسی به دلیل خواص کاربردی در مدارات ولتاژ بالا استفاده گردیده است. در مبدل پیشنهادی جدید نیز با همان ایده های قبل، از یک مبدل رزنانسی مرتبه چهار lclc استفاده شده است. اما برای ساده تر شدن وکوچکتر شدن ترانسفورمر که مهمترین نقش در مدارات ولتاژ بالا را بر عهده دارد وهمچنین استفاده مناسب از قابلیت های سوئیچ های مبدل، از یک مدار برشگر فعال به همراه یک سلف در طبقه ورودی استفاده می گردد. در حقیقت کار این برشگر فعال به همراه سلف در طبقه قبل از مبدل تمام پل، انجام عمل بوست و یا افزایش ولتاژ است. بدین ترتیب که هر چهار سوئیچ پل نقش سوئیچ مبدل بوست و سلف ورودی نیز همان سلف بوست است. طراحی المان های مدار اعم از سلف ورودی و خازن، تابع همان قوانین مبدل بوست است. با انجام این عمل بهره مدار قبل از ترانسفورمر دوبرابر شده و ولتاژ رسیده به اولیه ترانسفورمر بیشتر می شود و باعث می گردد ترانسفورمر تقویت کمتری را انجام دهد، پس اندازه ترانسفورمر کوچکتر و درنتیجه المان های پارازیتی تولیدی نیز نسبت به قبل کوچکتر می شوند. همچنین برای سوئیچ ها، این افزایش ولتاژ باعث استفاده بهتر از قابلیت سوئیچ وکاهش استرس جریان سوئیچ ها می شود. ضمن اینکه در مجموع هزینه و حجم مدار نیز کاهش می یابد.