Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Shahrokh Farhangi
حسین فرزانه فرد (استاد راهنما) شاهرخ فرهنگی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Jabbari
مسعود جباری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1382

TITLE

A New Family of Soft-Switching DC-DC Converters
A mechanism for power processing is presented in which a fixed amount of energy is transferred from the source to the output in each cycle. The result is establishing a family of resonant converters so-called switched-resonator converters. The basic formations include a gallery of 16 non-isolated and 15 isolated DC-DC converters. All topologies are inherently soft-switched and synthesized systematically. A plenary theoretical analysis along with practical results of more than ten implemented prototypes are presented in this dissertation. Acceptable consistency is always seen between the theoretical, simulation, and practical results. A unified study is performed, topologies are categorized, essential and general equations are presented, and the control mechanism is discussed. Comparison charts, step-by-step design procedure, and important practical details are also included. Besides the practical and engineering applications, a beautiful symmetry lies in the topologies which exhibits itself beyond of the mathematical relations. Keywords: dc-dc converter, resonant power conversion, soft switching, ZCS, ZVS, power supply Introduction Power supply is a part of all electronic systems. Switching power supplies have been widely employed thanks to technology advances in the field of semiconductor devices. These converters enjoy proper efficiency, small size, and relatively lesser cost. Major disadvantages of the conventional hard-switching converters include switching-losses, high stresses, restriction in frequency increase, and electromagnetic interference production. Soft-switching topologies have been considered as a suitable approach to obviate these disadvantages since three past decades. At soft-switching condition, switching frequency can be increased to enhance the converter power density. Soft-switching condition is commonly attained by zero-voltage switching (ZVS) or zero-current switching (ZCS). In the most previous soft-switching converters, especially in non-isolated converters, a hard-switching converter builds the converter core while soft-switching condition is achieved by adding auxiliary elements [1]-[7].
منبع تغذیه بخشی از همه سیستمهای الکترونیکی است. با پیشرفت فن آوری در زمینه ساخت ادوات نیمه هادی منابع تغذیه سوئیچینگ بطور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند. این مبدلها دارای بازده خوب و اندازه کوچک هستند، همچنین به نسبت هزینه کمتری نیز دارند. کاستی های مهم مبدلهای سوئیچینگ سخت متداول شامل وجود تلفات سوئیچینگ، تنشهای بالا، محدودیت در افزایش فرکانس، تشدید نویز، و نیز ایجاد تداخلات الکترومغناطیس می باشد. در سه دهه گذشته آرایشهای سوئیچینگ نرم به عنوان راهکاری مناسب برای بهبود این کاستی ها مدنظر قرار گرفته اند. معمولاً در اکثر روشهای ارائه شده، هسته اصلی مبدل یکی از همان آرایشهای متداول سوئیچینگ سخت است در حالیکه با افزودن المانهای قدرت اضافه شرایط سوئیچینگ نرم بدست می آید. در این رساله خانواده ای نوین از مبدلهای سوئیچینگ نرم با نام مبدلهای نوسانگر سوئیچ شده ارائه می گردد. آرایشهای پیشنهاد شده ذاتاً عملکردی نرم دارند و از هیچ مبدل سوئیچینگ دیگری بدست نیامده اند. این آرایشها، همچنین، دارای برتری هایی برجسته و ویژگیهایی کارآمد هستند که از آنجمله می توان موارد زیر را نام برد. 1. وجود تنها 6 المان قدرت در برابر 4 المان قدرت برای ساده ترین آرایشهای نوع سوئیچینگ سخت. 2. ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم کامل برای همه المانهای فعال و افزایش چشمگیر فرکانس سوئیچینگ. 3. کاهش محسوس اندازه المانهای غیرفعال، و نیز تداخلات الکترومغناطیس. 4. پردازش انرژی الکتریکی برای تبدیل سطوح مختلف پتانسیل الکتریکی با راهکاری نوین. 4-1. وجود 15 آرایش غیرایزوله کاهنده، افزاینده، کاهنده - افزاینده در برابر 3 آرایش غیرایزوله ساده سوئیچینگ سخت. 4-2. وجود 10 آرایش ساده ایزوله. 5. ساختار توپولوژیک یکسان و قانونمند، کلیت عملکرد یکسان، و روابط ریاضی همریخت برای همه آرایشها. 6. ولتاژ خروجی با کیفیت بالا همراه با پاسخ دینامیکی بسیار خوب به تغییرات ولتاژ و بار. 7. کنترل ساده و آسان همراه با قابلیت اطمینان و پایداری بالا. تحلیل تئوری کامل و جامعی به همراه نتایج بیش از ده نمونه عملی ساخته شده از مبدلهای پیشنهادی در این رساله ارائه می گردد. به منظور ارائه بینشی که نابسته به نتایج عملی ارائه شده باشد، همواره نتایج شبیه سازی نیز در کنار صورتبندی hy;های نظری آورده شده اند. سازگاری بسیار خوبی میان نتایج تحلیل نظری, نتایج شبیه سازی, و نتایج عملی وجود دارد. نمودارهای مقایسه ای، روش طراحی گام به گام، و جزئیاتی که در عمل باید لحاظ گردند نیز ارائه شده hy;اند. از سویی دیگر، به مباحث مربوط به صورتبندی ریاضیاتی پرداخته شده و آرایشهای ارائه شده در فضای مجرد توپولوژیک مورد بررسی قرار گرفته اند. جدای از کاربردهای عملی واژه های کلیدی: منبع تغذیه سوئیچینگ، سوئیچینگ نرم، مبدلهای رزنانسی، پردازش رزنانسی توان، سوئیچینگ تحت جریان صفر، سوئیچینگ تحت ولتاژ صفر

ارتقاء امنیت وب با وف بومی