Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد مشاور) حسین فرزانه فرد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Reza Amini
محمدرضا امینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1387

TITLE

A New Family of Switched Resonator Converters with Reduced Number of Switches
Applying soft switching techniques to switched mode converters can improve the converter efficiency and reduce the converter electromagnetic interference emissions. In order to provide soft switching condition for semiconductor elements, usually extra auxiliary elements are required. Soft single switched converters, zero voltage transition and zero current transition converters, converters with active clamp, quasi-resonant converters and resonant converters are popular soft switching converters. Switched resonator converters (SwRC) are a category of soft switching converters that use more than one switch in their topologies which can increase the total converter cost. Their advantage is having a small resonant inductor which makes them proper solution for implementation of high density power supplies. In this dissertation, a novel family of switched resonator converters is proposed with only one switch. The presented converters are fully soft switched and thus, the converter efficiency is high as compared to other soft switching converters. Using only one switch, results in simple control and gate driver circuits. In addition, the price, volume and weight of the converter are reduced. Inherent power factor correction feature is another advantage of the proposed family when used as AC to DC converter. The proposed converter family consists of buck, boost and buck boost converters, bidirectional converter, ZVZCS buck converter and isolated converter. The proposed converters are introduced and their theoretical analyses are presented in the dissertation. Design considerations of each converter are presented and simulation results are provided in the dissertation. Prototypes of the converters are implemented and the experimental results are presented to verify the theoretical analysis. Key Words Switched Resonator Converters, Soft Switching, LED Driver Circuit, Bidirectional Converter, Zero Voltage Switching, Zero Current Switching.
به منظور کاهش حجم و وزن سلف و خازن‌های یک منبع تغذیه سوئیچینگ باید فرکانس کلیدزنی مبدل افزایش یابد. در فرکانس‌های بالا تلفات کلیدزنی قابل ملاحظه شده و باید از روش‌های کلیدزنی نرم به جای استفاده از اسنابرهای تلفاتی استفاده ‌شود. در این روش‌ها با استفاده از تعدادی المان اضافی، همپوشانی جریان و ولتاژ در لحظات کلیدزنی از بین می‌رود. روش‌های مختلفی برای ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم در مبدل‌ها وجود دارد که از جمله مهمترین آنها می‌توان به مبدل‌های با اسنابر پسیو بدون تلفات، مبدل‌های با گذار نرم در جریان یا ولتاژ صفر، مبدل‌های با کلمپ اکتیو، مبدل‌های رزونانسی، شبه‌رزونانسی و نوسانگر سوئیچ شده اشاره کرد. مبدل‌های نوسانگر سوئیچ شده گروهی از مبدل‌های سوئیچینگ هستند که در آنها به دلیل استفاده از الما‌ن‌های رزونانسی کوچک، حجم و وزن مبدل نسبت به سایر مبدل‌های مشابه کمتر می‌باشد. همچنین به دلیل کم بودن انرژی ذخیره شده در المان‌های پسیو، مبدل دارای پاسخ دینامیکی سریع در برابر تغییرات بار خروجی یا ولتاژ منبع ورودی است. مهمترین عیب این مبدل‌ها این است که برای ایجاد شرایط کلیدزنی نرم، معمولاً از چند سوئیچ استفاده می‌شود. در این رساله، هدف بهبود مبدل‌های نوسانگر سوئیچ شده می‌باشد. در صورتی که تعداد سوئیچ در این نوع از مبدل کمتر شود، مدار کنترل و راه‌انداز گیت آن ساده‌تر شده و علاوه بر کاهش هزینه در مبدل، حجم و وزن آن نیز کمتر می‌شود. بنابراین هدف رساله، ارائه مبدل‌های نوسانگر سوئیچ شده با حداقل تعداد سوئیچ قرار داده شده است. در این راستا خانواده‌ای از مبدل‌ها ارائه شده است که فقط دارای یک سوئیچ هستند. علاوه بر این، داشتن راندمان بالاتر نسبت به مبدل‌های مشابه و اصلاح ضریب توان به صورت ذاتی از جمله مزایای خانواده ارائه شده هستند. در ابتدا مبدل کاهنده از خانواده پیشنهادی مطرح شده و وضعیت‌های عملکرد آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. روش طراحی مبدل بیان شده و روابط مربوط به بهره و بازده مبدل بدست آمده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی و ساخت عملی برای مبدل مذکور ارائه شده است. مبدل از لحاظ پاسخ دینامیکی و وجود شرایط کلیدزنی نرم در حالت گذرا بررسی شده است. همچنین داشتن خاصیت اصلاح کنندگی ضریب توان به صورت ذاتی در مبدل مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با اعمال تغییراتی در مبدل کاهنده، مبدل افزاینده و کاهنده-افزاینده ارائه شده‌اند. از ترکیب مبدل کاهنده با مبدل کاهنده-افزاینده یک مبدل دوجهته پیشنهاد شده و مورد بررسی قرار گرفته است. با افزودن یک ترانسفورمر به مبدل افزاینده و اعمال تغییرات لازم، مبدل ایزوله از خانواده پیشنهادی ارائه شده که به دلیل داشتن جریان خروجی مستقل از ولتاژ خروجی می‌توان در کاربرد مدار درایو LED از آن استفاده کرد. کلمات کلیدی 1- مبدل نوسانگر سوئیچ شده، 2- کلیدزنی نرم، 3- مدار درایو LED، 4- مبدل دو جهته، 5- کلیدزنی در ولتاژ صفر، 6- کلیدزنی در جریان صفر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی