طراحی و تحلیل EMI در مبدل های سوئیچینگ فرکانس بالا در تبریز

مبدل‌های قدرت سوئیچینگ به دلیل مزیت‌های زیادی همچون کاهش حجم و وزن آنها به عنوان جزء اصلی هر نوع دستگاهی که نیاز به تغذیه دارد به کار می‌روند. (طراحی و تحلیل EMI در مبدل های سوئیچینگ فرکانس بالا در تبریز)

امروزه گسترش مبدل های دو جهته، یکی از موضوعات مهم در الکترونیک قدرت می باشد. مبدل دو جهته، مبدلی است که در آن امکان انتقال توان بین دو منبع در هر دو جهت وجود دارد. در این مبدل ها جهت عبور جریان می تواند معکوس شود، در حالیکه پلاریته ولتاژ هر دو منبعی که به مبدل متصل است بدون تغییر باقی می ماند. با توجه به این ویژگی ها، این مبدل ها به طور گسترده ای در بسیاری از کاربرد های صنعتی مانند خودروهای الکتریکی هیبرید/پیل سوختی، منابع تغذیه بدون وقفه، فتو ولتائیک، پیل سوختی و… مورد استفاده قرار می گیرند. (طراحی مبدل حرارتی)

انواع مختلف مبدل های دو جهته  :

مبدل های دو جهته به دو دسته مبدل های دو جهته غیر ایزوله و مبدل های دو جهته ایزوله تقسیم میشود.

مبدل های دو جهته غیر ایزوله به دلیل سادگی ساختار و کنترل مورد توجه می باشند. در مبدل های سوئیچینگ، افزایش فرکانس سوئیچینگ به منظور کاهش حجم المان ها مطلوب است. اما با افزایش فرکانس سوئیچینگ، تلفات سوئیچینگ و نویز emi افزایش می یابد. که برای رفع مشکلات فوق، مبدل های سوئیچینگ نرم مورد استفاده قرار می گیرند. (مبدل های سوئیچینگ)

از مساعل مهم در طراحی و تحلیل EMI در مبدل های سوئیچینگ فرکانس بالا :

به دلیل حجم قابل ملاحظه منابع تغذیه در دستگاههای الکترونیکی، کاهش حجم و وزن آنها یکی از مسایل مهم طراحی می باشد. در منابع تغذیه سوئیچینگ این فرایند با افزایش فرکانس سوئیچینگ انجام می شود. در فرکانسهای سوئیچینگ بالا، تلفات سوئیچینگ و نویز emi افزایش می یابدکه باعث محدود شدن فرکانس کار و کاهش راندمان مدار می شود.

روشهای سوئیچینگ نرم، راه حل مناسبی برای کاهش تلفات سوئیچینگ و نویز در فرکانسهای بالا هستند. اولین روش سوئیچینگ نرم اسنابرهای تلفاتی هستند که هر چند تلفات را از سوئیچ دور می کنند ولی کمکی به افزایش راندمان کل مدار نمی کنند. در واقع اسنابرهای تلفاتی بیشتر نقش حفاظت سوئیچ های قدرت و کاهش emi را بر عهده دارند و تاثیری در افزایش راندمان کلی مدار نمی گذارند. بعد از آن مبدلهای رزنانسی و شبه رزنانسی پیشنهاد شدند که تلفات سوئیچینگ مدار را کاهش می دهند ولی باعث پیچیدگی سیستم کنترل و افزایش استرس جریان و ولتاژ سوئیچها می شوند. در این مبدلها انتقال توان طی یک فرایند رزنانس انجام می گیرد که معمولا باعث ایجاد پیک های بزرگ جریان و یا ولتاژ می شود. (طراحی و تحلیل EMI در مبدل های سوئیچینگ فرکانس بالا در تبریز)

یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی که در کلیه شاخه‌های زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند

1- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت

2- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت

3- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد

4- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد

5- درک صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنک کننده موثر با راندمان زیاد