( طراحی مدار الکترونیکی ) مدار های تعویض سوئیچینگ تغذیه Switching (برق _ الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: مدار های تعویض سوئیچینگ مدارها یا دروازه ها مدارهایی هستند که منطق یا عملکرد حسابی را به خوبی بر روی متغیرهای باینری انجام می دهند. متغیرهای دودویی متغیرهای دو ارزش هستند که به صورت جبری یا 1 یا 0 بیان می شوند ، و یا در اشکال درستی یا نادرست یا غلط و یا به صورت ولتاژ بالا یا پایین ، از بین بردن مثبت یا منفی (شار مغناطیسی) و غیره در اشکال مدار رفتار منطقی یک شبکه دروازه کاملاً با معادلات بولی مشخص می شود.
پاسخ دروازه (گیت های منطقی) حاصل ایده آل است به این معنا که زمان انتشار از طریق دروازه ها گنجانده نشده است ، و همچنین تغییرات در عملکرد مدار (مانند تغییر آستانه ها) پوشانده نشده است.تئوری مدار سوئیچینگ تغذیه ، مطالعه ریاضی خواص شبکه های سوئیچ های ایده آل است. چنین شبکه هایی ممکن است منطق کاملا ترکیبی باشند، که در آن وضعیت خروجی آنها فقط تابعی از وضعیت فعلی ورودی های آنها است. یا ممکن است حاوی عناصر پی در پی باشد ، جایی که وضعیت فعلی به وضعیت فعلی و حالات گذشته بستگی دارد.تقویت کننده اضافه جریان (overcurrent) که منبع را از جریان های غیرطبیعی و بیش از حد که در داخل بار اتفاق می افتند، محافظت می کند.مدار راه انداز نرم، همانطور که از نامش پیداست منبع تغذیه را به صورت آرام راه اندازی می کند و باعث کاهش جریان های نجومی در زمان شروع به کار منبع تغذیه می شود.کنترل زمان مرده (deadtime) که ماکزیمم عرض پالسی را که آی سی می تواند تولید کند، به یک مقداری محدود می کند. این عمل از روشن شدن سوئیچ های قدرت به طور همزمان و همچنین از تولید duty cycleهای صد در صد جلوگیری می کند.
- آی سی های تک سوئیچه در منابعی به کار می روند که در آنها فقط از یک سوئیچ قدرت استفاده می شود. این منابع تغذیه شامل توپولوژی های بدون ایزوله ترانسفورمری و توپولوژی فلای‌بک می باشند. آی سی های دو سوئیچه که دارای دو درایور برای سوئیچ های قدرت می باشند در منابعی که با توپولوژی های پوش-پول، نیم-پل و تمام-پل ساخته می شوند، به کار می روند. این آی سی ها دارای یک سری ویژگی های اضافی نسبت به آی سی های تک سوئیچه می باشند. این ها اساسا مدهای کنترلی تک-حلقه و چندین-حلقه می باشند. مد کنترلی تک-حلقه معمولا کنترل مد-ولتاژی نامیده می شود. این یک روش سنتی برای کنترل می باشد که در آن تنها ولتاژ خروجی اندازه گیری شده و با ولتاژ مرجع مقایسه می شود. سپس با مقایسه این دو ولتاژ، duty cycle مناسب جهت سوئیچ کردن سوئیچ های قدرت ایجاد می شود. کنترل مد-ولتاژی یک حالت کنترلی مناسب برای منبع تغذیه را فراهم می کند، ولی می تواند باعث بروز مشکل در حالت های پاسخ گذرای بار و رگولاسیون خط شود. آی سی های کنترلی که از این روش برای کنترل ولتاژ خروجی استفاده می کنند. همانطور که از بلوگ دیاگرام مشخص است در این روش ولتاژ خطا با یک شکل موج Ramp که در بخش اسیلاتور تولید می شود، مقایسه می شود. و سپس این مقایسه، عرض پالس جهت سوئیچ های قدرت را مشخص می کند. این روش تا موقعی که بار ثابت است به خوبی جواب می دهد. ولی موقعی که بار یا خط ورودی تغییرات سریعی دارند، المان های مغناطیسی و همچنین فیلترها تاخیر زمانی زیادی قبل از پاسخ منبع به این تغییرات ایجاد می کنند. و تنها به خاطر همین دلیل، کنترل های چند-حلقه ای به وجود آمدند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )