Skip to main content
SUPERVISOR
Jafar Ghaisari,Hossein Farzanehfard
جعفر قیصری (استاد مشاور) حسین فرزانه فرد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Mahdavi Mazdeh
محمد مهدوی مزده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
Recently, the use of rectifiers connected to network has increased. Since these rectifiers are nonlinear loads, they inject unwanted frequencies into network system. These harmonics create losses and overheating in transformers, excessive current in the neutral conductor of three-phase four-wire systems, distortion of the line voltage via the line impedance, electrical resonances in the power system, telephone interference, errors in metering equipment and reducing power factor. Therefore different standards are established to reduce these undesirable effects. So the use of PFC converters is compulsion. Conventional PFC converters have higher conduction Losses than rectifiers. For reducing conduction losses, the Power Factor correction block must be combined with DC-DC regulator or rectifier that the resulting converters are called single stage PFC and bridgeless PFC respectively. Since bridgeless PFC converters are usable in all electrical equipments that need to rectify AC voltage and the lowest conduction losses in all PFC converters, in this thesis soft switching techniques are used to further increase the efficiency. In literatures for reducing the switching losses the lossless snubbers, Zero Voltage Transition (ZVT) and Zero Current Transition (ZCT) techniques are applied to bridgeless PFC. Three soft switching Bridgeless PFC converters are introduced in this thesis. First proposed PFC converter prepares soft switching condition without any extra switch. This converter has fewer components than other converters that have not any extra switch. This converter is controlled by changing of switching frequency. Therefore EMI of this converter is reduced by distribution of EMI noise in frequency domain. A ZCT technique that has no extra stress on main switch is applied for second proposed PFC converter. This converter has lowest extra elements in soft switching bridgeless PFC converters. It can use any control strategy that is used in conventional PFC converter by adding three extra elements to control circuit. Therefore the conventional Pulse Width Modulation (PWM) control IC can be used. Third propose bridgeless PFC uses a ZVT technique for soft switching of all semiconductor devices. This technique has lowest conduction losses in auxiliary circuit because the number of elements that are in resonance path is reduced to two elements. It can use any control strategy that is used in conventional PFC converter by adding three extra elements to control circuit. Keywords: Power Factor Correction (PFC), Soft switching, Boost converter, Bridgeless PFC converter, Zero Current Transition (ZCT), Zero Voltage Transition (ZVT)
: امروزه با گسترش روز افزون دستگاههای الکترونیکی تعداد یکسوسازهای متصل به شبکه روز به روز افزایش می‌یابد. و از آنجا که این یکسوسازها به عنوان یک بار غیر خطی محسوب می‌شوند باعث تولید فرکانسهایی به غیر فرکانس شبکه شده و شکل جریان را از حالت سینوسی خارج می‌کنند. این فرکانسهای تولیدی ناخواسته باعث مشکلاتی همچون گرم شدن ترانسها و موتورها، افزایش جریان خازنهای موازی، افزایش جریان سیم نول در سیستمهای سه فاز چهار سیمه، خراب شدن شکل ولتاژ و ... می‌شوند. بنابراین استانداردهای گوناگونی برای محدود کردن آنها وضع گردیده است.در نتیجه برای رعایت این استانداردها باید در ورودی یکسوسازها از مبدلهایی برای افزایش ضریب توان استفاده گردد. در مبدل اصلاح ضریب توان معمولی به علت استفاده از یک مبدل بوست بعد از یکسوساز، تلفات هدایتی نسبت به یک یکسوساز افزایش می‌یابد. برای کاهش این تلفات می توان وظیفه اصلاح ضریب توان را با یکسوساز و یا بلوک رگولاتور بعدی ترکیب کرد که در این صورت مبدل اصلاح ضریب توان را به ترتیب تک مرحله‌ای و بدون پل می‌نامند. از آنجاییکه مبدلهای اصلاح ضریب توان بدون پل دارای قابلیت استفاده در تمام دستگاه‌هایی هستند که نیاز به ولتاژ DC یکسو شده از برق شهر دارند و در ضمن تلفات هدایتی آن از سایر مبدلهای اصلاح ضریب توان کمتر می‌باشد، در این پایان نامه سعی در کاهش تلفات سوئیچینگ آنها می‌گردد. با این کار راندمان مبدل اصلاح ضریب توان تا حد ممکن افزایش می‌یابد. در مراجع برای کاهش تلفات سوئیچینگ از اسنابرهای بدون تلف و تکنیکهای ZVT و ZCT استفاده شده است. در این پایان نامه پس از بررسی روشهای سوئیچینگ نرم موجود و استفاده از مزایا و معایب آنها سه روش جدید برای سوئیچینگ نرم مبدل اصلاح ضریب توان بدون پل ارائه گردیده است. مبدل اول بدون استفاده از هیچ سوئیچ اضافه‌ای شرایط سوئیچینگ نرم را فراهم کرده است. این مبدل نسبت به مبدلهای قبلی که بدون سوئیچ اضافه در مراجع ذکر گردیده است، از تعداد المان اضافه کمتری استفاده می‌کند. در نتیجه حجم و وزن مدار نهایی کاهش یافته است. مبدل ارائه شده از روش کنترل فرکانس ساده‌ای بهره می‌برد و دارای این مزیت است که به علت کنترل فرکانس طیف نویز EMI آن در حوزه فرکانس پخش شده و از میزان پیک این نویز می‌کاهد. در مبدل دوم یک روش ZCT ارائه گردیده است که هیچ استرس اضافه‌ای روی سوئیچ اصلی ندارد. این مبدل در بین تمام تکنیکهایی که تا به حال برای نرم کردن سوئیچینگ نرم روی مبدل بدون پل به کار رفته کمترین تعداد المان اضافه را دارد و میزان استرس تحمیلی به سوئیچ و دیود اصلی کمتر می‌باشد. در مبدل سوم یک روش ZVT ارائه گردیده است که در میان تمام تکنیکهای پیاده شده روی مبدل اصلاح ضریب توان بدون پل دارای کمترین میزان تلفات در مدار کمکی می‌باشد. زیرا تعداد المانهای موجود در مسیر رزونانس آن کاهش یافته است. عملکرد مبدلهای ارائه شده به طور کامل از لحاظ تئوری بررسی شده است و یک نمونه از هر کدام از این مبدلها ساخته شده است تا صحت نتایج تئوری و شبیه سازی مبدلها نشان داده شود. کلمات کلیدی: اصلاح ضریب توان (PFC)، 1- سوئیچینگ نرم 2- مبدل بوست 3- مبدل اصلاح ضریب توان بدون پل 4- ZCT 5- ZVT

ارتقاء امنیت وب با وف بومی