شماره راهنما :
1170 دكتري
پديد آورنده :
توسل خمسه، محمد مهدي
عنوان :
بهبود بازده و كاهش آلودگي هارمونيكي در مبدل هاي تصحيح ضريب توان تك مرحله اي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر
صفحه شمار :
يازده، [172]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حسين فرزانه فرد
توصيفگر ها :
مبدل اصلاح ضريب توان تك مرحله اي , افزايش بازده , كاهش آلودگي هارمونيكي , ولتاژ خازن ذخيره كننده انرژي , زاويه مرده جريان ورودي , كليدزني نرم , كليدزني در ولتاژ صفر , كليدزني در جريان صفر
استاد داور :
حميد رضا كارشناس، احمد رضا تابش
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/01/29
رشته تحصيلي :
برق و كامپيوتر
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
كد ايرانداك :
ID1170 دكتري
چكيده فارسي :
1 چكيده باتوجه به استانداردهاي هارمونيكي روشهاي تصحيح ضريب توان در منابع تغذيه سوئيچينگ كاربرد فراواني دارد مبدلهاي تصحيح ضريب توان دومرحله اي مرسوم مشخصات خوبي همچون ضريب توان باال و استرس ولتاژ كم را دارا مي باشند تعداد زياد المانها و پيچيدگي مدار كنترل در اين نوع مبدلها بازده آنها در توانهاي باال را محدود مي سازد در مبدلهاي تصحيح ضريب توان PFC تك مرحله اي رگوالسيون ولتاژ خروجي و شكل دهي جريان ورودي در يك مرحله صورت مي گيرد كه با توجه به اختالف لحظه اي توان متغير ورودي و توان ثابت خروجي يك خازن بزرگ ذخيره كننده Cb براي جبران اختالف استفاده مي شود ولتاژ اين خازن كنترل شده نبوده و با تغير ولتاژ ورودي و بار تغير مي كند خصوصا زماني كه قسمت شكل دهي جريان ورودي در حالت كنترل جريان گسسته و قسمت رگوالسيون ولتاژ خروجي در حالت كنترل جريان پيوسته كار كند در بارهاي سبك و ولتاژ ورودي برق شهر اين ولتاژ به بيش از 451VDC هم مي رسد كه طراحي اين نوع مبدلها را مشكل مي سازد براي كاهش استرس ولتاژ خازن Cb روشهاي مختلفي همچون روش كنترل متغير فركانس معرفي شده است كه مشكالتي همچون طراحي غير بهينه المانهاي مغناطيسي و فيلترها را دارد روش ديگر كاهش ولتاژ Cb افزودن سيم پيچ كمكي كوپل شده با اوليه ترانسفورمر فالي بك موسوم به سيم پيچ فيدبك مغناطيسي منفي NMF در مسير شارژ سلف بوست مبدل است افزودن اين سيم پيچ در مسير شارژ باعث ايجاد زمان مرده در شكل موج جريان و كاهش ضريب توان مي شود در مبدلهاي تصحيح ضريب توان براي بدست آوردن كيفيت جريان باالتر و كاهش حجم مدار الزم است فركانس كليدزني مبدل تا حد ممكن افزايش يابد اما افزايش فركانس كليدزني باعث افزايش تلفات كليدزني مدار و افزايش نويز الكترومغناطيسي ناشي از تغييرات شديد ولتاژ و جريان المانهاي مدار مي شود براي رفع اين مشكالت از روشهاي كليدزني نرم استفاده مي شود كه باعث حذف تلفات كليدزني و افزايش راندمان مي شود در اين رساله ضمن بررسي توپولوژي هاي موجود توپولوژي هاي ديگري براي حصول سوئيچينك نرم ارائه شده است هدف رساله ارائه توپولوژي هاي مناسب جهت كاهش زمان مرده بوجود آمده با حفظ استقالل ولتاژ خازن Cb از تغييرات بار مي باشد بعالوه به منظور افزايش بازده مبدل و كاهش تلفات كليدزني تحقق سوئيچينگ نرم با افزودن حداقل المانها جز اهداف ارائه اين توپولوژي ها مي باشد در ارائه توپولوژي هاي مبدل هاي PFC ايده هاي اساسي همچون كاهش حجم يا استرس ولتاژ خازن ذخيره كننده Cb كاهش تعداد المان هاي مدار كاهش تلفات هدايتي و حذف يا حداقل كردن تلفات كليدزني كاهش المانهاي اضافي در مدار كمكي سادگي كنترل مدار كمكي و حتي االمكان استفاده از المانهاي اصلي مبدل جز نقاط قوت توپولوژي مي باشد در راستاي اهداف تعيين شده ابتدا به بررسي راهكارهاي ارائه شده موجود جهت بهبود مشخصه مبدل تصحيح ضريب توان تك مرحله اي با روشهاي محدود سازي ولتاژ خازن ذخيره كننده Cb حذف زاويهي مرده ايجاد شده ناشي از سيم پيچ فيدبك مغناطيسي منفي و افزايش بازده مبدل PFC بوست فالي بك تك مرحله اي با كاهش تلفات كليدزني پرداخته شده است در فصل سوم مبدل پيشنهادي اصالح ضريب توان بوست فالي بك تك مرحله اي با كاهش زاويه مرده جريان ورودي ناشي از فيدبك منفي مغناطيسي با استفاده از سلف هاي كوپل شده قابل كنترل معرفي شبيه سازي و پياده سازي شده است كاهش زاويه مرده جريان ورودي از مزاياي اين مبدل و استفاده از سوئيچ اضافي جهت كاهش زاويه مرده ورودي و كليدزني سخت سوئيچ اصلي و كمكي از نكات منفي اين مبدل
چكيده انگليسي :
161 Efficiency and THD improvement in single stage PFCs Mohammad Mehdi Tavassol mm tavassol@ec iut ac ir 3 January 2018 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Supervisor Dr Hosein Farzanehfard hosein@cc iut ac ir Advisor Dr Ehsan Adib adib@cc iut ac ir ECE Graduate Program Coordinator Dr Mohammad Reza Taban Department of Electrical Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan IranAbstract To satisfy IEC1000 3 2 harmonic regulations power factor correction PFC techniqueshave become attractive in recent years In single stage PFCs which integrates the PFC stage with adc dc converter into one stage input current shaping and output voltage regulation are performedusing one converter The bulk capacitor voltage would change in a wide range and increaseespecially in DCM operation of the input current shaping stage and CCM operation of the DC DCstage under light load condition To reduce high bulk capacitor voltage stress the conventionalsingle stage boost flyback PFC uses the negative magnetic feedback NMF winding in series withthe boost inductor charge branch which causes dead angle in the input current at the low inputvoltages In this dissertation the dead angle is eliminated by using a compensating winding CMP in series with the NMF inductor at low line voltages Using extra switch and hard switching of themain and auxiliary switches are two major drawbacks of this structure To reduce switching losses a single stage ZVT PWM flyback PFC is proposed In the proposed circuit the main and auxiliaryswitches turn on and off under ZVT and ZCS condition respectively and the dead angle is reducedby using a compensating winding in parallel with the boost branch Using an auxiliary switch is themajor drawback of this structure In the other proposed structure to omit the extra switch acompensating winding branch coupled with the boost inductor and in parallel with the NMFwinding branch eliminates the input current dead angle and the main switch turns on and off undersoft switching condition by a passive lossless snubber Finally to reduce the bulk capacitor value
استاد راهنما :
حسين فرزانه فرد
استاد داور :
حميد رضا كارشناس، احمد رضا تابش
