(3-21)
n تعداد مجموعه هاي کليد – ديود- خازن است که با توجه به مقدار ولتاژ کليد زني و ولتاژ خروجي موردنياز منابع توان پالسي پلاسما تعيين مي شود. با توجه به ثابت بودن جريان سلفي در حالت شارژ خازن ها و وجود شوک ولتاژي در منبع توان پالسي پلاسما، مي توان از رابطه (3-22) جريان سلفي را محاسبه کرد:
(3-22)
در توپولوژی پیشنهادی، به منظور کاهش تلفات کليدزني، فرکانس کليدزني تا جايي که ممکن است، کم باشد و زمان دشارژ سلف را بايد افزايش داد و اين بدين معني است که افت ولتاژ منفي در سلف کاهش می یابد. با مقدار اندوکتانس و ولتاژ ورودي مي توان فرکانس کليدزني را تعيين کرد. عامل مهم ديگر مربوط به انتخاب يک سلف با اندوکتانس مناسب است که مي توان جهت افزايش راندمان و قابليت اطمينان منبع توان پالسي، سلف را با اندوکتانس کوچک در نظر گرفت. با توجه به ايجاد پالس های تکراري در فرآیند کلیدزنی، مقدار ثابت زماني که به بار اختصاص داده شده را براي دوره بعدي تامین بار در نظر مي گيريم.
2.3.3 محاسبه انرژي ذخيره شده منابع توان پالسي پلاسما
در منابع توان پالسي پس از قرار دادن بار پلاسما، مقاومت ماده بين الکترودها، به مقدار ناچيزي افت مي کند که باعث افزایش تلفات توان درمنابع توان پالسی می شود. براي از بين بردن تلفات، مي توان از فيدبک ولتاژي با توجه به روش کنترلی مورد نظر (منبع ولتاژ)، استفاده کرد. . براي تخمین انرژی ذخیره شده در منبع توان پالسی پلاسما با اتصال متوالی مجموعه کلید- دیود- خازن به صورت یک یا دو طبقه، از روش کنترلي منبع ولتاژ استفاده مي شود. اين روش کنترلي يک منبع ولتاژ مدل شده قابل تنظيم و کنترلي را براي تغذيه يک سيستم توان پالسي پلاسما فراهم مي کند. با طراحي يک بلوک کنترلي در نزديکی کليد هاي S1و2S، به محض اين که مقدار ولتاژ کمتر از يک مقدار معینی شود، روند تامین بار متوقف می شود که در نتیجه تلفات انرژی کاهش می یابد.
با فرض اين که کليدS2، وصل است، کليدS1 مي تواند جريان عبوري از سلف را کنترل کند. زماني که کليدS1، وصل است منبع ولتاژ مدل شده به سلف وصل مي شود و جريان سلفي افزايش مي يابد. زماني که جريان سلفي از حداکثر مقدار جریان مدار بیشتر شود، يک مقايسه کننده، سطح جريان را تشخيص مي دهد و کليدS1 را قطع مي کند. به منظور حفظ ولتاژ در مدار، جريان سلفي از ديودD1 عبور مي کند. در حالي که ولتاژ هاي ديود D1 و کليد S1 در سراسر سلف، منفي به نظر مي رسد و به آرامي سلف دشارژ مي شود. حال اگر جريان سلفي از حداقل مقدار جریان مدار کمتر شود، کليد S1، دوباره وصل مي شود و اين روش مکررا ادامه مي يابد.
اين بدين معناست که روش کنترلی مورد استفاده در توپولوژی پیشنهادی، به طور هوشمندانه مشخص مي کند که تلفات يک بار پلاسما در منابع توان پالسي در چه وضعیتی قرار دارد. هم چنين در صورت بروز اتصال کوتاه در منبع توان پالسی که ناشي از واکنش بار پلاسما است، منجر به توليد گرماي بيش از حد و تلفات توان مي شود که فرآيند متوقف سازي اين حالت را نیز مديريت مي کند. مقدارانرژي ذخيره شده در سلف و خازن منبع توان پالسی در این حالت از روابط (3-23) تا (3-25) محاسبه مي شود.
(3-23)
(3-24)
(3-25)
3.3.3 محاسبه انرژی در حالت استفاده از خازن اضافي در منابع توان پالسي پلاسما

مطالب مشابه در سایت

SABZFILE.COM

موجود است

در بعضي آرایش های مداری منابع توان پالسي، استفاده از يک خازن اضافي با ظرفیت کم (Cextra) به صورت موازي با بار پلاسما که در حالت شارژ، انرژي را ذخيره کرده و به بارتحويل مي دهد، بسيار کاربردي و مفيد است. اتصال خازن اضافي به صورت موازي، مي تواند قابليت اطمينان و راندمان منابع توان پالسي را در حالت عملکرد منبع توان پالسی بهبود بخشد. اين خازن به عنوان ذخيره کننده انرژي اضافي به صورت ثابت در روند تامین و ذخیره انرژي سيستم دخالت مي کند به طوري که جريان سلفي تلرانس هاي بزرگی نخواهد داشت. در روند ذخیره انرژي، جريان ذخيره شده در سلف از خازن نيز عبور مي کند و ايجاد شوک ولتاژي در منبع توان پالسی مي کند. با توجه به اين که ظرفیت خازن معادل مدار (با اتصال خازن اضافي ) افزايش يافته است، اين شوک ولتاژی ايجاد شده نیز کاهش مي يابد. انرژي ذخیره شده در بار (Eload)، شامل انرژي ذخيره شده در سلف و خازن اضافي است که مي توان از رابطه (3-26) بدست آورد.
(3-26)
4.3 طراحي استراتژي کنترلي منبع توان پالسي پلاسما مبتنی بر توپولوژی پيشنهادي

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

کليدهاي مورد استفاده در منبع توان پالسي پلاسما، دو عملکرد متفاوت دارند. با توجه به آرایش توپولوژی پیشنهادی در شکل(3-1)، يک کليد SS ، که در ابتداي توپولوژي قرار دارد که مي تواند جریان سلفی را تا سطح معيني در مدار کنترل کند و يک مجموعه ای از کليدها S1 وS2 ، که در خروجي توپولوژي قرار دارد و در محدوده آن شارژ خازن ها صورت مي گيرد. کليد SL، براي شبيه سازي پديده شکست ناگهاني پلاسما در بار که تا سطح ولتاژی معيني کنترل مي شود، است. در نتیجه هر کدام از اين کليد ها، به عنوان يک عملگر، تحت شرايط خاص داراي عملکرد متفاوتی هستند. بنابراین روش کنترلی منبع ولتاژ را برای توپولوژی پیشنهادی را در نظر می گیریم که شکل(3-10) فلوچارت کنترلی منبع ولتاژ را برای توپولوژی پیشنهادی با توجه به عملکرد کلید ها نشان می دهد. بایدتوجه داشت که روش کنترلی منبع ولتاژ و بار براساس آرایش توپولوژی پیشنهادی شکل های (3-2) و (3-3) در حالات یک یا دو طبقه طراحی شده است.
1.4.3 تحليل روش کنترلي منبع ولتاژ برای توپولوژی پيشنهادی در حالت يک طبقه
با توجه به اين که يکي از فرضيات مورد بحث در معرفي توپولوژي پيشنهادي، استفاده از اتصال متوالی مجموعه ای از کليد – ديود- خازن در منبع توان پالسي پلاسما است، بنابراين ابتدا، روش کنترلی منبع ولتاژ را براي يک مجموعه کليد – ديود – خازن (يک طبقه ) در نظر مي گيريم. در مرحله اول، سلف توسط بخش ورودي مدار شارژ مي شود. فرض مي شود که که کليدهاي S1، S2 وصل مي باشند و سلف شارژ مي شود تا وقتي که کليد SS وصل است. جريان سلف کنترل و اندازه گيري مي شود. وقتي کليد قطع مي شود که جريان سلف به مقدارحداکثر(Imax) رسيده باشد. در اين حالت انرژي در سلف ذخيره مي شود. بنابراين مي توان از فلوچارت کنترلی پيشنهادي، دريافت که قطع و وصل کردن کليد SS به معناي ایجاد حالت گذرايي است که بين حالت شارژ سلف و منبع جريان مدل شده درتوپولوژی پیشنهادی است. مقدار جریان منبع جریان، حاصل مقایسه ای بين مقدار واقعي جريان سلف با مقادير معين حداکثرجريان ( Imax) که در حالت شارژ قرار می گیرد، است. وقتي که کليد SS وصل است بدين معنا است که سيکل تحریک و تامین بار، نيروي خود را از دست داده و انرژي به دو سر بار تحويل داده مي شود. اين حالت باعث مي شود که ولتاژ خروجي از مقادير مشخص و ثابت منبع توان پالسی پلاسما مانند: حداقل ولتاژ (Vmin) که وابسته به انرژي بار درخواستي است و توسط سیستم تعيين مي شود، کمتر شود. نکته مهم در اين زمينه اين است که حداقل ولتاژ (Vmin) را مي توان با تعيين ولتاژ شکست ديود (Vd) محدود کرد.که رابطه (3-27) در آن صدق مي کند.
(3-27)
2.4.3تحليل روش کنترلي منبع ولتاژ برای توپولوژی پيشنهادی در حالت دوطبقه
با مطالعه عملکرد اين توپولوژي در حالت هاي مختلف کلیدزنی، در می یابیم که طيف گسترده اي از پارامترهاي اصلی منابع توان پالسي پلاسما ( از جمله: ولتاژ ورودي، المان هاي تشکيل دهنده مدار، شدت جريان سلفي و مقاومت بار) را در برمي گيرد. در اين بخش، روش کنترلي منبع ولتاژ که شامل دو سناريوي متفاوت کليدزني(همزمان وجداگانه) است را براي توپولوژی پیشنهادی با اتصال متوالی دو مجموعه کليد– ديود– خازن (دوطبقه) در نظر مي گيريم.
در اين روش کنترلي با توجه به توپولوژي پيشنهادي، خازن C2 براي تامين سطح ولتاژ اصلي و از سوي ديگر خازن C1 براي تامين dv/dt مورد نياز سيستم پلاسما در نظر گرفته مي شود. در اين راستا،
خیر خير
بله
خیر
بله
کليدزني همزمان
خیر
خير کليدزني جداگانه
بله
خیر خیر

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید