Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Ehsan Adib
حسین فرزانه فرد (استاد راهنما) احسان ادیب (استاد مشاور)
 
STUDENT
Nasrin Einabadi
نسرین عین آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Applying Active Clamp for Power Balance and Soft Switching in Parallel Power Factor Correction Circuit
Development of electronic equipment and switching power supplies has vastly increased the usage of diode rectifiers with capacitive load in order to provide the required input power. Since diode rectifiers are nonlinear loads, the input current contains harmful harmonics which results in severe problems, such as additional conduction losses of transformers, distortion of line voltage, high total harmonic distortion (THD) and non- sinusoidal line current. To limit the current harmonics produced by these nonlinear devices, standards like International Electro technical Commission (IEC) 1000- 3- 2 are defined. Thus, adding power factor correction (PFC) cell at the input of switching power supplies is necessary. Passive power factor correctors are normally used in high power line applications. But they are heavy and bulky, and the output voltage is unregulated. So active power factor correction converters are proposed. Two- stage PFC uses a PFC converter at first stage after the diode rectifier to shape the input current, and at the second stage a DC- DC converter is used to regulate the output voltage. But they have low efficiency because of twice power processing. To reduce cost and complexity of two stage PFC converter, single stage and parallel PFC converters are introduced. In parallel structure, power flows through two paths. The main part of power is transferred directly to load for PFC purpose, and the other part is processed twice in order to regulate the output voltage. In this thesis, various kinds of parallel PFC converters are investigated. Then, a parallel soft- switching power factor correction circuit is proposed. This converter is based on an active clamp flyback circuit. Power factor correction is achieved with minimum double process of power, while providing ZVS condition for the main switch and the auxiliary switch. The proposed converter processes 68% of the input once and the 32% of power is processed twice, so the efficiency is improved in comparison with other PFC converters. The proposed converter operates in DCM condition and it has intrinsic power factor correction characteristic. Thus, there is no need for extra control loop to shape the input current. The active clamp circuit limits the voltage spike of the main switch due to the transformer leakage inductance. The proposed new soft switching parallel PFC converter is analyzed and the simulation and experimental results are presented to verify the theoretical analysis. Keywords: Power Factor Correction (PFC), Parallel Power Factor Converter, Soft Switching, Flyback Converter, Active Clamp Circuit
در جهان امروز باپیشرفت روز افزون علم و گسترش استفاده از تجهیزات الکترونیکی در مصارف مختلف خانگی و صنعتی، موضوع برآورده نمودن توان مصرفی این تجهیزات مورد توجه قرار می گیرد. در تمام تجهیزات الکترونیکی که با برق شهر کار می کنند نیاز به یک ولتاژ DC می باشد که از ولتاژ AC ورودی شبکه توزیع قدرت کشیده می شود. بنابراین در ورودی این مدارات نیاز به یک یکسوساز و خازن می باشد. اما از آنجاییکه یکسوسازها نوعی بار غیر خطی محسوب می شوند سبب کشیده شدن جریان غیر سینوسی از شبکه می شوند و دامنه ی هارمونیک های فرد افزایش یافته و مشکلات فراوانی مانند گرم شدن ترانسفورمر ها و افزایش تلفات ایجاد می کنند. جهت محدود نمودن هارمونیک های ورودی و ضریب توان، استانداردهایی مانند IEC-1000-3-2 وضع گردیده اند. بنابراین به منظور بهبود ضریب توان و حذف هارمونیک های جریان مصرفی در ورودی مبدل ها واحد اصلاح کننده ضریب توان قرار می دهند. روش های اصلاح ضریب توان به دو دسته پسیو و اکتیو تقسیم شده اند. روش های پسیو از بانک های خازنی حجیم وسلف به صورت فیلتر پایین گذر جهت اصلاح ضریب توان استفاده می کنندکه به دلیل حجم و وزن زیاد و مقرون به صرفه نبودن در توان های پایین، روش های اکتیو مطرح می گردند که از جمله آن ها ساختارهای PFC هستند. این روش ها در قالب ساختارهای متفاوتی به اصلاح ضریب توان می پردازند. به دلیل افزایش تعداد المان های مدار، کنترل پیچیده تر، دومرتبه پردازش توان ودر نتیجه کاهش بازده در ساختار های دومرحله ای، می توان از ساختار موازی جهت رفع مشکلات ذکر شده، استفاده نمود. در این ساختار بخشی از توان یک مرتبه به صورت مستقیم و بخش دیگر دو مرتبه پردازش می شود، بنابراین بازده مدار افزایش می یابد. در این پایان نامه پس از بررسی انواع روش های اصلاح ضریب توان به وسیله ی مبدل های پایه، ساختارهای متفاوت موجود و انواع مبدل های اصلاح ضریب توان با ساختار موازی و مشکلات آن ها، یک مبدل اصلاح ضریب توان موازی به همراه کلید زنی نرم ارائه گردیده است تا برخی از این مشکلات را رفع نماید. این مبدل جهت شکل دهی به جریان ورودی و تنظیم ولتاژ خروجی از یک مبدل فلای بک به همراه مدار کمکی ساده ی کلمپ اکتیو استفاده کرده است. این مبدل در حالت جریان گسسته عمل نموده و اصلاح ضریب توان را بصورت ذاتی انجام می دهد. در مبدل ارائه شده از تکنیک های کلید زنی نرم جهت کاهش تلفات کلید زنی و افزایش بازده، بهره گرفته شده است. مبدل پیشنهادی پس از طراحی، شبیه سازی گردیده و یک نمونه آزمایشگاهی از آن ساخته شده است و با مبدل های دیگر مقایسه شده است. نتایج ساخت صحت بررسی های تئوریک را تایید می کند. کلمات کلیدی: 1- اصلاح ضریب توان ( PFC ) 2-مدار اصلاح ضریب توان موازی 3-کلیدزنی نرم 4- مبدل فلای بک 5- کلمپ اکتیو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی