شرح مدهای کاری مبدل پیشنهادی
در ادامه به بررسی وضعیتهای کاری مبدل پیشنهادی پرداخته میشود. این مبدل به
صورت CCM عمل میکند و دارای 12 وضعیت کاری به شرح زیر میباشد:
وضعیت 1 🙁 زمان t0-t1)
این وضعیت از لحظه قطع سوئیچ Sآغاز میشود. انرژی ذخیره شده در سلف Lsnb از
طریق دیود Dsnb1به خازن Csnbکه با شرایط اولیه صفر میباشد، سرازیر میشود و
شروع به شارژ این خازن میکند. از آنجایی که ولتاژ اولیه خازن Csnb برابر صفر بوده،
بنابراین شرایط سوئیچ نرم در لحظه قطع سوئیچ فراهم میشود و سوئیچ تحت شرایط
ZVS قطع میشود.ضمن اینکه در این وضعیت، خازن ضرب کننده Cmنیز از طریق
سلف L2در خازن CSدشارژ میشود. خازن Cr نیز تا هنگامی که سوئیچ S قطع است شارژ
میشود .
وضعیت 2 🙁 زمان t1-t2)
در این وضعیت، ولتاژ خازن Csnbکه در حال شارژ شدن است افزایش مییابد،تا اینکه
سطح ولتاژ این خازن از سطح ولتاژ خازن Cmبیشتر شده و باعث روشن شدن دیود
Dsnb3 میشود. به این ترتیب انرژی باقیمانده از سلف Lsnb، راهی خازن Cm میشود. در
این هنگام ولتاژ سوئیچ مبدل برابر ولتاژ خازن Cm شده که این ولتاژ به مراتب کمتر از
ولتاژ خروجی است.بنابراین میتوان از سوئیچهایی با ولتاژ کمتر استفاده کرد و هزینه
مدار را کاهش داد .
وضعیت 3 🙁 زمان t2-t3)
در لحظه t2خازن Csnbشارژ شده به طوری که جریان ورودی به آن قطع میشود و
باقیمانده انرژی سلف Lsnbدر خازن Cmتخلیه میشود. در این لحظه انرژی ذخیره شده
در سلفهای L1وL2از طریق دیود DOبه خروجی انتقال مییابد. جریان سلفLrبه
صورت خطی افزایش مییابد تا به مقدار جریان ورودی برسد. در این وضعیت خازن
Cn1توسط جریانی که از طریق دیود Dn1به آن سرازیر میشود، شارژ میشود. این
جریان سیر نزولی دارد، زیرا خازن Cn1در حال شارژ شدن میباشد، بنابراین جریان آن به
صورت نزولی است.
وضعیت 4 🙁 زمان t3-t4)
در این وضعیت سوئیچ S همچنان قطع و میسر انتقال انرژی به بار خروجی از طریق
دیود DOبرقرار میباشد. در این وضعیت انرژی سلف Lsnbبه طور کامل تخلیه شده و
مسیر جریان شامل Dsnb1و Dsnb3قطع میشود. خازنCn1نیز همچنان توسط انرژی
سلفهای L1و L2شارژ میشود. خازن Cm نیز از این لحظه شروع به تخلیه انرژی خود در
سلف L2 میکند.
وضعیت 5 🙁 زمان t4-t5)
در این وضعیت خازن Cn1شارژ شده و مسیر جریان آن شامل دیود Dn1 قطع میگردد. در
این لحظه جریان سلف Lr برابر جریان ورودی می شود و همچنان انرژی،از ورودی توسط
دیود DO به خروجی انتقال مییابد. همچنین در این لحظه به دلیل کاهش ولتاژ خازن
Cm، دیود Dmهدایت کرده و این خازن را شارژ میکند .
وضعیت 6 🙁 زمان t5-t6)
در لحظه t5 سوئیچ Sوصل میشود.حضور سلف Lsnb باعث محدود کردن di/dt در لحظه
روشن شدن سوئیچ میشود. بنابراین سوئیچتحت شرایط ZCS، به صورت نرم روشنمیشود.
در این لحظه جریان سلف Lr و دیود خروجی به صورت نزولی کاهش می یابد .
بنابراین دیود Do با جریان بازیابی معکوس کمتری قطع میشود و مشکل جریان
بازیابی معکوس دیود خروجی کم رنگ میشود. در این وضعیت خازنCr همچنان شارژ
میشود
وضعیت 7 🙁 زمان t6-t7)
در این وضعیت سوئیچ S همچنان وصل است. خازن Cmشارژ شده و دیود Dm قطع
میشود. به این ترتیب این خازن شروع به دشارژ کرده و به ذخیره انرژی در سلف
L2کمک میکند. با کاهش انرژی ورودی، خازنCrاز این لحظه دشارژ میشود و انرژی
خود را در سلف Lsnb تخلیه میکند .
وضعیت 8 🙁 زمان t7-t8)
در این وضعیت سوئیچ همچنان وصل میباشد.دیود Do قطع شده و مسیر جریان به
خروجی قطع میشود. از این لحظه، خازن CSتوسط خازن Cmو سلف L2شارژ میشود.
ولتاژ خازن Crنیز بدلیل دشاژ خازن کاهش مییابد .
وضعیت 9 🙁 زمان t8-t9)
با کاهش سطح ولتاژ سمت کاتد دیود Dsnb2 ، بدلیل دشارژ خازن Cr و کاهش ولتاژ این
خازن به سطح ولتاژ منفی، این دیود روشن شده و تخلیه انرژی ذخیره شده در خازن
Csnbآغاز میشود. با تخلیه انرژی ذخیره شده در خازن Csnb، شرایط اولیه صفر در این
خازنفراهم میشود، که این امر باعث فراهم شدن شرایط ZVS در هنگام قطع سوئیچ
شده و سوئیچ به صورت نرم قطع میگردد
وضعیت 10 🙁 زمان t9-t10)
از لحظه t9 دیود Dn2 هدایت کرده و انرژی ذخیره شده در خازن Cn1 را به خازن Cn2
انتقال میدهد و این خازن را شارژ میکند. دیگر قسمتهای مدار همانند وضعیت قبل
عمل میکنند .
وضعیت 11 🙁 زمان t10-t11)
در این وضعیت سوئیچ Sهمچنان وصل است. خازن Csnbبه طور کامل دشارژ شده ودیود
Dsnb2 قطع میشودو شرایط جهت قطع سوئیچ S با شرایط ZVS فراهم میشود.خازن
Cn1همچنان خازن Cn2 را با جریان کاهشی شارژ میکند.
وضعیت 12 🙁 زمان t11-t12)
در این وضعیت سوئیچ S همچنان وصل است. در لحظه t11 جریان عبوری از سلف
Lrبرابر صفر میشود و دیود Dn2قطع میشود. سلفهای L1و L2نیز همچنان در حال
ذخیره انرژی هستند تا اینکه سوئیچ قطع شود وسیکل کاری بعدی آغاز شود .
شکل24 – 4 : شکل موجهای حاصل از مبدل پشنهادی
