چكيده فارسي :
مدارهاي اصلاح ضريب توان مدارهايي هستند كه وظيفه‌ي آنها تامين جريان ورودي از سمت شبكه به صورت هم‌شكل و هم‌فاز با ولتاژ ورودي است. در اين دسته از مبدل‌ها به دليل ماهيت عملكرديشان، ولتاژ خروجي داراي ريپل است؛ به همين دليل است كه از يك طبقه‌ي DC-DC به منظور رگولاسيون ولتاژ خروجي نهايي استفاده مي‌شود. البته با توجه به اينكه استفاده از دو طبقه‌ي مجزا براي توانهاي پايين بهينه نيستند، عموماً براي اين محدوده از توان دو قسمت اصلاح ضريب توان و DC-DC با يكديگر ادغام مي‌شوند. اين دسته از ساختارها كه به‌عنوان ساختارهاي تك طبقه شناخته مي‌شوند، جهت منبع تغذيه كاربرد دارند و هدف اصلي اين رساله نيز تحقيق در رابطه با اين دسته از ساختارهاست. در ادامه ابتدا معرفي بيشتر مدارهاي اصلاح ضريب توان و مفاهيم مربوط به آنها صورت گرفته است. پس از آن به مروري بر ساختارهاي مختلف معرفي شده در اين زمينه پرداخته شده و مزايا و معايب آنها بيان گرديده است. در ادامه در اولين قدم ساختارهاي باك و فوروارد ادغام شده و ضمن حفظ مزاياي اين ساختارها، معايب آنها يعني اعوجاج گذر از صفر براي مبدل باك و كليدزني سخت برطرف گرديده است و نمونه‌ي آزمايشگاهي آن براي توان 100 وات و ولتاژ خروجي 48 ولت و ولتاژ ورودي موثر 220 ولت طراحي گرديد. در قدم بعدي به جهت بهينه‌تر شدن ساختار براي توانهاي پايينتر و كمتر شدن تعداد المان، قسمت اصلاح ضريب توان تغيير يافت و از مبدل باك‌بوست استفاده شد كه با مبدل فوروارد رزونانسي تركيب شده و براي توان 35 وات و خروجي 40 ولت طراحي گرديد. در قدم آخر نيز به جهت بهينه سازي ساختار براي كاربردهاي توان بالاتر، هم قسمت اصلاح ضريب توان اصلاح شد و از مبدل بوست استفاده گرديد و هم قسمت DC-DC اصلاح شد و از مبدل فوروارد دوسوئيچه استفاده شد. ساختار حاصل از اين ادغام براي توان 100 وات و ولتاژ خروجي 48 ولت طراحي و پياده‌سازي شد. در آخر نيز كل روند طي شده مرور و جمع‌بندي مي‌شود و پيشنهادهايي جهت ادامه مسير مطرح مي‌گردد.
چكيده انگليسي :
Nowadays, increasing use of electronic equipment and employing more and more switched-mode power supplies has resulted in worldwide energy use and grid voltage pollution. Power grid damages are resulted by injected harmonics and thus the input current regulatory requirements such as IEC61000-3-2 which forces the consumer to have high power factor and low total harmonic distortion (THD) are enacted. Therefore, many researches have been conducted to improve power factor correction (PFC) topologies. However, due to sinusoidal input voltage and input current of PFC, its output voltage has low frequency ripple. Therefore, another converter is used after PFC stage to regulate the final output voltage. This structure is known as two-stage structure, which is not optimal and cost effective for low power applications. Thus, for low power applications, typically, these two stages are merged together to use only one switch. Thus, single-stage PFCs are cost-effective and can be implemented in lower volume. In this dissertation, various single stage structures for different output power level are investigated. Then new topologies and structures as a single stage PFC with a soft switching condition are introduced. In the first topology, buck PFC is merged with forward DC-DC converter. In order to reduce circuit elements, in the second topology, buck boost and resonant forward are combined. It is shown that this topology is proper for low power applications. Finally for higher power applications, boost converter with dual switch forward converter are combined. To verify the effectiveness of the proposed ideas and the theoretical analysis, the proposed converters are implemented and tested in laboratory.
