نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

اشکال در محاسبه توان میباشد.توان متوسط مصرفی برابر است با ولتاژ موثر ضربدر جریان موثر و برابر نیست با متوسط ولتاژ ضربدر جریان.http://amfone.net/Amforum/index.php?topic=26635.0;wap2

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

اشکال در محاسبه توان میباشد.توان متوسط مصرفی برابر است با ولتاژ موثر ضربدر جریان موثر و برابر نیست با متوسط ولتاژ ضربدر جریان.http://amfone.net/Amforum/index.php?topic=26635.0;wap2

در شکل زیر روابط مربوط به توان را نوشته ام که اثبات میکند که توان اکتیو مصرفی برابر است با متوسط ولتاژ ضربدر جریان ..یا متوسط توان لحظه ای (p(t

همچنین در عکس زیر نشان داده شده است که در یک منبع تغذیه که ولتاژ کاملا سینوسی تحویل میدهد، هارمونیک های جریان توان اکتیو را منتقل نمیکنند. بلکه یک لحظه توان میدهند و یک لحظه توان میگیرند. یعنی حالت اغتشاشی دارند. پس زمانی که ولتاژ ما سینوسی و جریان ما غیرسینوسی است مقدار توان اکتیو از حاصلضرت جریان موثر در ولتاژ موثر بدست نمیآید. چون حاصلضرب جریان موثر در ولتاژ موثر توان اغتشاشی را میدهد ( که تمامی هارمونیک ها در آن دخالت دارند).. اما متوسط حاصلضرب ولتاژ در جریان، فقط توان منتقل شده توسط هارمونیک اول که همان توان اکتیو است را نشان میدهد.

همچنین هارمونیک پنجم، هفتم و مرتبه های بالاتر هم وضعیت مشابهی دارند که شکلش را نکشیدم.
علاوه بر این ها وقتی توان خروجی و توان تلف شده در کلید ها را با هم جمع شدم همان مقدار نمودار آبی رنگ را بمن داد که تایید میکند توان ورودی برابر است با همان نمودار آبیه.

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

این فرمولی که نوشته اید برای حالتی هست که یک بار مخطلط در مدار داشته باشیم .اصولا به پل دیود و خازنی که به ان متصل است بار غیر خطی میگوییم.و همانطور که گفته اید شکل موج جریان دارای هارمونیک هایی است که ان هارمونیکها در تولید توان اکتیو نقشی ندارند برای محاسبه توان در حالت کلی باید متوسط انتگرال حاصل ضرب ولتاژ در جریان محاسبه شود.در نرم افزار ارکد پروب نمایش توان وجود دارد.اگر از ان استفاده نمایید میتوانید توان را مشاهده نمایید که با هیچ یک از اینهایی که نوشتید برابر نمیباشد و ان واقعی تر و دقیقتر است.یعنی اگر بخواهیدتوان کشیده شده از شبکه را ببینید میتوانید از ان پروب استفاده نمایید.سمبل ان با حرف w در کنار سمبلهای ولتاژ و جریان مشخص شده.کافی است انرا روی المان مورد نظر بگذارید.دقت کنید که روی المان و نه اتصالات ان.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

خوب من هم اون نمودار آبیه را که اول نشون دادم در واقع توان متوسطی بود که از منبع بدست امده بود دیگه . در واقع متوسط حاصلضرب ولتاژ در جریان بود. حالا اینجا W مربوط به منبع (v4) را هم نشان داده ام که دقیقا می افتد روی همان. حالا یکم از بحث فکر کنم دور شدیم. سوال من از استاد این بود که همانطور که میبینید جریان موثر دیود ها خیلی زیاد شده اند و جریان کشیده شده هارمونیکی است. چه طوری میتوان انرا از این وضع خارج کرد ؟ ( تکفاز )
البته من روابط مثلثاتی که نوشتم مربوط به زمانی است که هارمونیک نداشته باشیم و قصدم این بود که نشان دهم توان اکتیو برابر است با متوسط ولتاژ ضربدر جریان . حالا به قول شما با قرار دادن پراب w بر روی منبع که دیگه همه چیز روشن است و به رابطه هم نیازی نیست.
شکل زیر توان منبع را نشان میدهد.

سبزه با پراب w بدست آمده و آبیه از متوسط حاصلضرب ولتاژ در جریان منبع

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

فلسفه استفاده از مدارهای اصلاح ضریب قدرت همین است که شکل موج جریان را از این حالت خارج کند.باید دید چه عاملی باعث چنین حالتی میشود.اگر خوب دقت کنید همین شکل موج سینوسی ورودی باعث ان هست.مثلا اگر شکل موج ورودی مربعی بود شکل موج جریان نیز مربعی بود فعلا بحث ما روی هارمونیکها نمی باشد بحث بر سر کم کردن پیک جریان است.خوب ما که نمیتوانیم شکل موج ورودی را تغییر دهیم زیرا مربوط به شبکه برق میباشد و دست ما نیست .لذا باید چاره دیگری اندیشید.در کنار شکل موج ورودی عامل دیگر ناپیوسته بودن جریان میباشد.که دیودها ی ورودی و خازن پل دیود باعث ایجاد ان میشوند.یعنی هنگامیکه خازن شارژ شود دیود ها قطع شده و جریان از خازن به مدار میرود و تا کی؟زمانیکه ولتاژ خازن از ورودی کمتر شود دیود ها هدایت خواهند کرد.پس اگر ما بتوانیم جریان را پیوسته نگه داریم پیک جریان کمتر میشود.یک راه این است که یک سلف بعد از پل دیود و قبل از خازن بگذاریم.که مقدار ان بستگی به رایپل مورد نیاز ما دارد.مشکلی که دارد این است که مدار حجیم و سنگین میشود.مزیت ان بسیار ساده بوده و المان اکتیوی ندارد. راه حل دیگر این است که مداری طراحی شود تا بوسیله فیدبک و بعد از پل دیود و قبل از خازن--دامنه های کم شکل موح تمام موج سینوسی ورودی را تقویت کرده و انها را بالا ببرد تا شکل موج دیده شده بعد از دیود ها و قبل از خازن از حالت سینوسی خارج شود تا دیودها بیشتر هدایت نمایند.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

استاد. من حساب کتابامو کردم. دیدم یک سلف حدود 2H که بتونه تحمل جریان حدود 11 آمپر را داشته باشه کارمو راه میندازه. :job: فقط نمیدونم با این مشخصات ابعاد این سلف چقدر میشه. :redface: فکر کنم از سیم 3 باید استفاده کنم. الان مس کیلویی حدود 30.000 تومان شده...تازه هسته اش هم هست که باید فاصله هوایی داشته باشه.. میشه مثلا بگید حدودا چند دوری میشه یا مثلا چند متر سیم یا چند کیلو سیم میبره؟فکر کنم حول و هوش 100.000 تومان در بیاد !؟ :surprised::cry:
البته یه راهش هم میتونه این باشه که خازن ورودی را بزرگ کنم تا اندازه سلف بیاد پایین. مثلا به جای خازن 1500 میکرو فاراد 4700 میکرو فاراد بذارم . این خازنا باید تحمل 400 ولت را طبق محاسباتی که قبلا کردید داشته باشند. فکر کنم خیلی هم گرون باشند :NO:

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

:eek: با یک سلف 20 میلی و خازن 4700 میکرو هم میتوان به نتیجه دلخواه رسید.ولی اجباری به این کار نیست.میتوان از مدار های اکتیو هم استفاده کرده و نتیجه بهتری گرفت فقط مشکلش این است که باید مطالعه کنید

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

راه حل دیگر این است که مداری طراحی شود تا بوسیله فیدبک و بعد از پل دیود و قبل از خازن--دامنه های کم شکل موح تمام موج سینوسی ورودی را تقویت کرده و انها را بالا ببرد تا شکل موج دیده شده بعد از دیود ها و قبل از خازن از حالت سینوسی خارج شود تا دیودها بیشتر هدایت نمایند.

منظورتون این است که در این حالت هم سلف داشته باشیم دیگه .؟ چونکه اگه نداشته باشیم زیاد معنی درستی نمیده. چون بلافاصله بعد از دیود، خازن است که ولتاژ را تعیین میکند. میشه یک کم بیشتر توضیح بدید در مورد این روش تقویت کردن ؟ من با مطالعه کردن در موردش مشکلی ندارم ولی یکم سر نخ لازم دارم. هر چی تو اینترنت در مورد series resonant inverter و pfc سرچ کردم نتیجه قابل قبولی بدست نیاوردم.
با خازن 4700 میکرو و سلف 20 میلی هم شبیه سازی کردم که زیاد جالب نبود و مقدار موثر جریان باز هم خیلی میرفت بالا. اما وقتی خازن 4700 میکرو و سلف 200 میلی هنری گذاشتم نتیجه زیر بدست آمد:
نمودار قرمز : جریان فاز و نمودار آبی : جریان کویل ورودی- توان ورودی در این حالت هم در شرایط steady state به 2700 وات میرسد

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با سلام-در مورد بالا بودن جریان:در صورت امکان پروب جریان را برای هر دو حالت20 و 200 میلی هانری گذاشته و شکل موجها را در کنار هم نشان دهید.---لطفا کاربرد خود را به طور دقیق مشخص نمایید.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با سلام-در مورد بالا بودن جریان:در صورت امکان پروب جریان را برای هر دو حالت20 و 200 میلی هانری گذاشته و شکل موجها را در کنار هم نشان دهید.---لطفا کاربرد خود را به طور دقیق مشخص نمایید.

این از جریان فاز ورودی . قرمز : سلف 20 میلی هنری و نیلی : سلف 200 میلی هنری
مقدار موثر برای حالت اول 25 آمپر و برای حالت دوم17 آمپر است.

این هم تحلیل فرکانسی جریان فاز ورودی که مقدار هارمونیک ها بر روی آن مشخص است.

منظورتونو از نوع کاربرد متوجه نمیشم. من در واقع دارم اثر بار روی شبکه را بررسی میکنم. یعنی مثلا فرض کنیم که اصلا یک بار مقاومتی 2 کیلوواتی داشته باشیم. این پل تکفاز نباید جریان های هارمونیکی درست کنه. یک سری استانداردها توی کتاب اریکسون دیدم که مثلا طبق اون استانداردها جریان های هارمونیک های ورودی باید در یک محدوده خاصی باشند . مثلا جریان هارمونیک 3 باید زیر 2 آمپر باشد. ( که اینجا رعایت نشده است.)
یک راه حل دیگری را یکی از دوستان پیشنهاد کرد . نمیشه دو تا شاخه RCL سری را با ورودی موازی کرد ؟ و مثلا یکی را روی هارمونیک سوم tune کرد و یکی را روی هارمونیک پنجم؟ تا مثلا این دو تا را از بین ببرد و در این فرکانس ها اتصال کوتاه بشود؟
در مورد PFC های اکتیو تحقیق کردم و به این نتیجه رسیدم که برای توان 2 کیلو وات خیلی دنگ و فنگش زیاد و قیمتش زیاد میشه. در واقع باید از boost استفاده کنم دیگه :sad: ولی همین فیلتر LC هم خیلی هزینه داره . خازن 4700 میکروفاراد 400 ولت که 80000 تومن میشه. و سلف 0.2 هنری 12 آمپری هم یه تحقیق اولیه کردم گفتند تروئیدش حدود 80000 تومان میشه. حالا دنبالشم ببینم درست گفتند یا نه . یکی از دوستان هم روش CLCLC را پیشنهاد داد که دو تا طبقه LC پشت سر هم بود و سلف هاش با هم تزویج داشت. اما هر چی گشتم چیزی پیدا نکردم . اگه ممکنه یکم راهنمایی کنید که یکم قیمتش کمتر بشه. :cry: :cry:

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با سلام--در مورد شبیه سازی -مدت زمانی که انرا اجرا کرده اید خیلی کم بوده و شما حالت های گذرا را میبینیدو بخاطر همین جریان را خیلی زیاد میبینید.که انهم زیاد دقت ندارد زیرا که المانهایی نظیر مقاومت داخلی عناصر را در نظر نگرفته اید.ولی اگر مدت زمان شبیه سازی را زیاد کنید خواهید دید که اختلاف جریان حالت اول و دوم زیاد نبوده و نزدیک هم هستند.زمان را حدود 1 ثانیه در نظر بگیرید.در مورد کاربرد منظور این بود که در بعضی از شرایط که بار مصرفی زیاد حساس نباشد میتوان از خازن ورودی بعد از پل دیود چشم پوشی کرد که در این حالت ضریب توان بالاتر از 95 درصد خواهد بود و ان مشکلات هارمونیک جریان و غیره را نخواهید داشت.و این مستلزم دانستن نوع کاربرد و بار مصرفی میباشد.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی


بله . دست شما درد نکنه. البته هنوز یکم دامنه هارمونیک سومش بیشتره . ولی در کل خیلی شبیه هم شدند. در مورد واقعی بودن سوییچ ها ، مگر چقدر تاثیر میتواند داشته باشد ؟ درسته که در این نرم دینامیک مربوط به سوییچ ها در نظر گرفته نمیشود اما به نظر شما این میتواند موجب تاثیرات قابل ملاحظه ای شود ؟

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراح

با سلام-منظور از مقاومت داخلی مربوط به سیم هاوخازنها و سلفها میباشدونه سوییجها و یا دیودها. نیمه هادیها به خوبی شبیه سازی شده اند دقت بالایی دارند.مشکل مربوط به مواردی است که باید خودتان مقادیر واقعی را در مدار تعریف نمایید.ساده ترین مثال یک خازن و سلف سری میباشد که اکر مقدار مقاومت را صفر دهید جریان و ولتاز بینهایت میشود و عملا وجود ندارد لذا این مقاومتهای داخلی را همواره باید در نظر داشته باشدیعنی استفاده درست و بجا از مدل های عناصر میتواندتا حد خیلی زیادی به واقعی بودن شبیه سازی کمک نمایدو باز هم یعنی یک خازن فقط خازن نیست بلکه یک خازن سری با مقاومت سری با یک سلف و مجموعه انها موازی با یک مقاومتاین مدل یک خازن فیزیکی میباشدوىا ترانس ویاسلف حتی خود مقاومت دارای مدل هایی هستند که در دروس الکترونیک و مدار به انه اشاره شده و فقط شما باید بدانید از جه مدل و کحا استفاده نمایید.

[sina_javan]

پاسخ : نحوه طراح

نیمه هادیها به خوبی شبیه سازی شده اند دقت بالایی دارند

مجددا دست شما درد نکنه. البته در نرم افزاری که استفاده میکنم کلیدها به صورت ایده آل در نظر گرفته میشوند. :agree:
میدونم یکم بی ربطه. :redface: ولی میشه راهنمایی کنید که از کجا میشه سیم لیتز تهیه کنم ؟ میخواهم از این سیم لیتز حدود 25 آمپر جریان موثر عبور بدم. من هر چی پاساژ امجد را زیر و رو کردم از هر کس پرسیدم نه تنها خودش نداشت oo:بلکه یک کلمه هم نمیگفت که از کجا میشه گیرش آورد !

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراح و محاسبات مدارها منابع تغذه سوچنگ و کوره القا

به قول شاعر یافت می نشود.من انها را خودم میسازم.روش ساده ای دارد بعد از محاسبه جریان و اثر پوستی در فرکانس مورد نظر وبه دست اوردن تعداد رشته ها و سایز سیم ؛ تعداد مورد نیاز و طول لازم را محاسبه کرده و با دریل و یک اداپتوری که برای ان ساخته ام انها را بهم میتابانم.ادابتور یک صفحه دایره شکل از جنس چوب یا پلاستیک است که روی ان به فاصله کمی از لبه به تعداد مورد نیاز سوراخ دارد و به هر سوراخ یک فنر وصل شده و فنرهادر سوراخ ثابت شده و به انتهای هر فنر سر سیم را وصل کرده و در انتهای طول مورد نیاز سر سیم را ثابت میکنیم و مثلا به جایی وصل میکنیم وبه تعداد فنر ها این کار را انجام میدهیم در مرکز صفحه یک پیج و مهره وصل میکنیم تا بتوانیم انرا به دریل وصل کنیم حالا سر سیمها که در طرف دیگر به جایی وصل است و این سر هم توسط صفحه دایره به دریل وصل است را کشیده و دریل را روشن میکنیم وبا دو صوت سیمها بهم تابیده میشود لازم به ذکر است که زاویه سوراخها بر روی صفحه باىد مساوی باشد .با اینترنت موبایل و صفحه کلید عربی هم بهتر از این نمیشود تایب کرد در پایان اگر تعداد خیلی زیادی لازم داشته باشیم این سیم های تابیده شده را مجددا به همین روش به هم میتابیم و در پایان مشکل دیگری خواهد بود که چگونه این همه سیم لاکی را لخت نماییم.که روش ان با سمباده سر دریلی میباشد ان هم 2 عدد که به فصله خیلی کمی از هم میچرخند و سیم ها را بین انها قرار داده و موتور انها را روشن میکنیم و همگی با هم لاکشان پاک خواهد شد.