شکل (2-14) روش های کنترلي مورد استفاده در يک منبع توان پالسي پلاسما
1.3.2روش کنترلي منبع ولتاژ
در روش کنترلی منبع ولتاژ، دو استراتژي کنترلي وجود دارد: کليد زني همزمان وکليد زني جداگانه، که قابل استفاده براي طيف وسيعي از منابع توان پالسي پلاسما است. شکل (2-15) روش کنترلی منبع ولتاژ را نشان داده است. با هدف بررسي دقیق عملکرد و قابليت هاي اين روش کنترلی، به شرح آن می پردازیم:
در روش کلیدزنی همزمان، ابتدا کليدهاي تمام سيستم قطع در نظر گرفته مي شود، در این حالت سلف به طور کامل شارژ می شود. در نتيجه، جريان سلف از تمام خازن هاي خروجي سيستم عبور کرده و آنها را به طور همزمان شارژ مي کند. درهر خازن dv/dt ثابت و مشخصي با توجه به ظرفيت خازن با سطح ولتاژی مناسبی توليد مي شود. با فرض وجود خازن هاي مشابه(با ظرفيت يکسان) در سيستم ، سطح ولتاژ نهايي در ميان همه خازن ها به طور مساوي به اشتراک گذاشته مي شود. توليد توان پالسي و اعمال آن به بار پس از دشارژ منبع ولتاژ صورت مي گيرد. اين روند براي آماده سازي سيکل بعدي پالس تکرار خواهد شد.
سناريوي ديگري که مي توان در نظر گرفت، کليد زني جداگانه است که از مزيت هاي اجتناب ناپذير براي اين روش کنترلی ،کنترل واحد کليد هاي سيستم است. در اين روش کنترلی ابتدا وضعيت کليدهاي سيستم، قطع در نظر گرفته مي شود در نتيجه خازن ها به طور جداگانه شارژ مي شوند. اين وضعيت براي خازن هاي نامتقارن بسيار مفيد و موثر است. اين ويژگي، موجب مي شود که خازن هاي مختلف کارايي متفاوتي با توجه به نحوه شارژ مجدد شان داشته باشند.
شکل (2-15)روش کنترلي منبع ولتاژ در منابع توان پالسي پلاسما
2.3.2روش کنترلي منبع جريان
در روش کنترلي منبع جريان، انرژي ذخيره شده در سلف مي تواند بالقوه به سيستم پلاسما تحويل داده شود. بنابراين سلف شارژ شده، نشانگر يک منبع جريان براي منابع توان پالسي با بار پلاسما است. ترانزيستورSw انرژي تحويلي را به سيستم پلاسما می دهد و سطح جريان را از طريق سلف کنترل مي کند. زماني که ترانزيستورSw وصل است، منبع ولتاژ Dcسيستم(Vin) منابع توان پالسي، سلف را شارژ مي کند. زماني که در حالت قطع قرار دارد، انرژي ذخيره شده را به بار انتقال می دهد. شکل (2-16) روش کنترلی منبع جریان را نشان داده است.
يکي از مهم ترين مزاياي اين روش کنترلي، داشتن کنترل بر جريان بار و ولتاژ ورودي سيستم است به طوري که با غير فعال شدن تغذيه منبع توان پالسي در زمان هاي کم باری سیستم پلاسما، از تلفات توان با فيدبکي از بار جلوگيري مي شود. از مزاياي ديگر آن، سادگي مدار است که منبع جريان مدل شده شامل: يک منبع ولتاژ DC سيستم توان پالسي، 2 ترانزيستور، يک سلف و يک ديود است. هم چنين در اين روش کنترلي، هيچ خازن اضافي به صورت موازي با منبع توان پالسي پلاسما با بار وجود ندارد و به عنوان منبع جريان نمي تواند dv/dt قابل توجهي را توليد کند و انرژي را به بار تحويل دهد.
شکل(2-16)روش کنترلي منبع جريان مورد استفاده در منابع توان پالسي پلاسما
3.3.2 روش کنترلي پسماند
روش کنترلي پسماند را مي توان براي تخمین جريان سلفي و ولتاژ خروجي خازن یا برای محاسبه انرژی ذخیره شده در المان های اصلی(سلف و خازن) منابع توان پالسي پلاسما به کار برده مي شود. در روش کنترلي پسماند امکان کنترل همزمان جريان سلف و ولتاژ خازن را داريم. هر چند که مطلوب است که مدار کنترلي ولتاژ پسماند خازن، برحسب جريان سلف (که به صورت يک منبع جريان است) ارائه شود. براي کنترل سطح جريان سلف و تعيين سيگنال کليدزني، کنترل جريان پسماند استفاده مي شود. اين روش کنترلي يک منبع جريان قابل تنظيم و کنترلي را براي سيستم پلاسما فراهم مي کند. شکل (2-17) نمونه اي از کنترل حلقه جريان پسماند را در یک سیستم توان پالسی نشان مي دهد.
شکل (2-17)کنترل حلقه جريان پسماند براي کنترل جريان سلفی در منابع توان پالسي پلاسما
البته در این روش کنترلی، کنترل کننده حلقه جريان بايد از کنترل کننده حلقه ولتاژ سريعتر عمل کند. چالش مهم اين مدار کنترلي به دست آوردن مقدار مناسب جريان سلفي است. براي اين مدار کنترلي بايد حداقل جريان را براي حفظ ولتاژ مرجع در خروجي بدست آوريم. از طرف ديگر بايد در مدار کنترلي، مقدار جريان اضافي که در سلف ذخيره می شود تا راندمان و قابليت اطمينان بالايي داشته باشيم، تعيين کنيم. اين مقدار را با استفاده از روابط مرجع]29[ محاسبه مي کنيم. شکل (2-19) نمونه اي از روش کنترلي پسماند را براي يک منبع توان پالسي با توپولوژي مبدل باک – بوست مثبت با دو خروجي را نشان مي دهد.
شکل (2-18) روش کنترلي پسماند براي منابع توان پالسي پلاسما
بايد توجه داشت که نبايد اين مقدار خيلي بزرگ در نظر گرفته شود زيرا منجر به افزايش فرکانس کليدزني و تلفات در منابع توان پالسي پلاسما مي شود. بنابراين فرکانس کليدزني منبع جريان بايد براي به حداقل رساندن تلفات توان در فرآيند کليد زني، کم باشد و به منظور کاهش تلفات کليدزني، زمان دشارژ بايد افزايش يابد و اين بدين معني است که افت ولتاژ منفي در دو سر سلف کاهش مي يابد.
4.2 نتيجه گيري
با مطالعه و بررسي چندين توپولوژي و روش هاي کنترلي آن در منابع توان پالسي پلاسما مي توان دريافت که براي دست يابي به قابليت اطمينان و راندمان بالا در منابع توان پالسي با در نظر گرفتن تمام جوانب و آيتم هاي کليدي آن از جمله : گستردگي و سادگي مدار، انعطاف پذيري، نوآوري و قابليت اجرا بودن و… در سيستم هاي پلاسما و با توجه به جدول های (2-1) و(2-2) و بررسی امکانات و محدودیت های توپولوژی های موجود، توپولوژي مبتنی بر مبدل هاي dc-dc ( از نوع مبدل باک- بوست مثبت) با روش کنترلي قدرتمند منبع ولتاژ، انتخاب مي شود. زیرا که این روش کنترلی تمام حالات کلیدزنی و آرایش های مختلف توپولوژی پیشنهادی را پوشش می دهد و انعطاف پذیری بسیار زیادی دارد. فصل بعدي به صورت مفصل درباره توپولوژي پيشنهادي و استراتژی کنترلی انتخاب شده بحث مي شود.
فصل سوم
طراحي توپولوژي پيشنهادي مبتني بر مبدل باک – بوست مثبت براي منابع توان پالسي مورد استفاده در پلاسما
1.3 مقدمه
بهبود راندمان و قابليت اطمينان در منابع توان پالسي با توجه به کاربرد آن در پلاسما، ارتباط اساسي با مشخصات سيستم هاي توان پالسي دارد. اخيرا با توجه به استفاده متعدد از منابع توان پالسي در حوزه هاي صنعتي و هسته اي، تحقيقات و بررسي زيادي در زمینه استفاده بهينه فناوري توان پالسي در پلاسما صورت گرفته است. با توجه به مطالعات صورت گرفته در اين زمينه و بررسی مقایسه ای توپولوژی های موجود، که نتایج آن به صورت خلاصه در جدول (3-1) آمده است. اين تحقيق يک توپولوژي جديد مبتني بر مبدل باک – بوست مثبت پيشنهاد مي دهد که با استفاده از روش های کنترلي مرسوم و شناخته شده در منابع توان پالسي پلاسما، کنترل شدت جريان را در حالت تغذيه بارامکان پذير مي سازد. براي انتخاب روش کنترلي مناسب با توجه به آيتم هاي کليدي راندمان و قابليت اطمينان، با بررسي مزايا و معايب آن در يک کاربرد مشابه (مبدل باک – بوست مثبت ) می توان به نتايج واحدي دست يافت. بنابراین با طراحي توپولوژي پيشنهادي و انتخاب روش کنترلي مناسب مي توان ولتاژ خروجي بهتری با توجه به نوسانات ولتاژ ورودي و تغييرات بار بدست آورد.
جدول(3-1) شاخصه هاي کليدي توپولوژی های مورد استفاده در منابع توان پالسی پلاسما
ردیف
شاخصه ها کلیدی
ظرفیت
توانی
ابعاد، وزن
اثرات
EMC
قابلیت اطمینان،
راندمان
تلفات
کلیدزنی
سطح پیچیدگی
امکان تنظیم ولتاژ خروجی
انعطاف پذیری و قابلیت ارتقا
نوع توپولوژی

سایت ما حاوی پایان نامه های زیادی است – می توانید جستجو کنید :

مدار قدرت
مدار کنترلی
1
توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس
بالا
سنگین/
حجیم
دارد
متوسط
زیاد
زیاد
زیاد
کم
دارد
2
توپولوژی مبتني بر مبدل های dc- dc
بالا
سبک/
فشرده
دارد
بالا
کم
کم
کم
زیاد
دارد
3
توپولوژی مبتنی برتقویت کننده ولتاژ
متوسط
سنگین/
فشرده
ندارد
کم
زیاد
زیاد
زیاد
کم
دارد
4
توپولوژی مولد پالس مبتنی بر اینورتر
کم
سبک/
فشرده
ندارد
کم
زیاد
زیاد
کم
کم

مطالب مشابه در سایت

SABZFILE.COM

موجود است

دارد
2.3 طراحی توپولوژي پيشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت
براي بررسي توپولوژي پيشنهادي، ابتدا فرضياتي به شرح ذيل در نظر مي گيريم و سپس به تحليل مداري آن در دو بخش مجزا که شامل ساختار توپولوژي و روش هاي محاسبه انرژي ذخيره شده در منابع توان پالسي پلاسما است، مي پردازيم :
الف) استفاده از يک مبدل باك – بوست مثبت در ورودي مدار منبع توان پالسي پلاسما.
ب) در آرایش مداری منبع توان پالسي پلاسما، از اتصال متوالی مجموعه ای از کليد – ديود- خازن استفاده می شود.
ج) انتخاب روش کنترلي منبع ولتاژ براي تحليل بار و محاسبه انرژی ذخيره شده در منبع توان پالسي پلاسما.

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید