مبدل های چند سطحی

مبدل های چند سطحی با تولید تعداد سطوح زیاد در ولتاژ خروجی قادر به تولید ولتاژهای AC  با کیفیت بالا و THD کم می­باشند. از این رو می­توان آن­ها را بعنوان ولتاژ ژنراتورهای با کیفیت در کاربردهای شبکه و سیستم­های درایو به خوبی بکار گرفت. تاکنون تعداد زیادی تکنیک­های مدولاسیون جدید بمنظور پشتیبانی از رشد فزاینده توپولوژی­ های مبدل های چند سطحی معرفی شده ­اندکه هر کدام از این روش­ها دارای مزایا و معایب خاص خود می­باشند. این مقاله به ارائه یک تکنیک مدولاسیون جدید سینوسی برای کاربرد در مبدلهای چند سطحی دیفرانسیلی می­پردازد. این تکنیک مدولاسیون بهینه بر مبنای مدلسازی مبدلهای چند سطحی با یک مبدل buck چند سطحی بنا شده است. با کاربرد معادلات پایه حاکم بر این مبدل و حل مساله بهینه سازی عرض پالس­های مورد نیاز برای سوئیچ­های مبدل برای سطوح مختلف از ولتاژ خروجی کنترل می­شود. کنترل نسبت­های وظیفه بصورت بهینه ضمن افزایش ضریب بهره لینک DC تاثیر مثبتی بر کاهش تلفات سوئیچنگ دارد. بمنظور ارزیابی تکنیک ارائه شده، روش مدولاسیون پیشنهادی بهمراه سه روش مدولاسیون معمول بر روی یک نمونه مبدل 16 سطحی سه فازه پیاده­سازی شده است. تحلیل نتایج نشان­ دهنده این موضوع می­باشد که کاربرد روش مدولاسیون بهینه پیشنهادی باعث کاهش تلفات، بهبود THD و افزایش بهره لینک DC می­شود.

منابع تغذیه خطی

​

منابع تغذیه خطی نسبت به ساختارهای دیگر از پایین‌ترین میزان بازدهی برخوردار بوده به طوری که تنها زمانی از منبع تغذیه خطی استفاده می کنیم که :

1. گرمای ایجاد شده به خاطر تلفات بالای منبع تغذیه از اهمیت بالایی برخوردار نباشد.
2. قیمت تمام شده دستگاه و سادگی طراحی آن در اولویت باشند.

 از مزایای منابع تغذیه خطی می توان به تولید نویز بسیار پایین و تداخل الکترومغناطیسی بسیار پایین آن اشاره کرد.

در منابع تغذیه خطی که مستقیم از برق شهری تغذیه می کنند یک ترانسفورماتور که هم وظیفه ایزوله سازی را دارد و هم در اغلب موارد ولتاژ بالای ورودی را متناسب با مصرف کننده پایین می آورد دیده می شود. در منابع تغذیه خطی بر خلاف منابع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ورودی حتما می بایست بزرگتر از ولتاژ خروجی باشد وگرنه عمل یکسوسازی به خوبی انجام نمی شود و خروجی ناپایداری خواهیم داشت. به طور متوسط بازدهی این نوع منابع تغذیه از بین 35 تا 50 درصد بوده و همان طور که در بالا اشاره شد این تلفات به صورت گرما خود را نشان می دهند.

​

همان طور که در شکل مشاهده می نمایید برای کاهش سطح ولتاژ برق شهری تا مقداری متناسب با خروجی مطلوب از یک ترانسفورماتور (یا به اختصار ترانس ) استفاده کرده ایم. بعد از ترانس به منظور یکسو سازی از پل دیود و سپس از یک رگولاتور ولتاژ 7805 به منظور تثبیت ولتاژ خروجی بهره برده ایم. خازن 2200 میکرو استفاده شده به منظور صاف کردن ولتاژ خروجی و حذف ریپل ( تغییرات ) خروجی استفاده شده است. برای ثبات بیشتر آی سی رگولاتور 7805 از یک خازن یک دهم میکرو در خروجی آی سی استفاده شده است.

مزایای منابع تغذیه خطی:

• طراحی مدارات بسیار ساده صورت می گیرد
• تولید نویز ناچیز و نویزپذیری بسیار اندک
• در کاربردهای توان پایین ارزانتر می باشند
•  قیمت پایین

معایب منابع تغذیه خطی:

•  وزن و حجم بالا نسبت به سایر منابع تغذیه
•  پایین بودن راندمان و تلفات انرژی بالا به صورت گرما
•  در توانهای پایین استفاده می شوند.
•  کنترل سخت خروجی 
•   توان تلفاتی در ترانزیستورهای خروجی زیاد می باشد
•  تنها بصورت یک رگولاتور کاهنده قابل استفاده می باشد و همواره ورودی باید 2 تا 3 ولت بیشترازورودی باشد

​