دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 52987 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

طرح کنترل مود جریان متوسط برای یک مبدل باک درجه دوم با یک تک سوئیچ

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
52987 2008 6 صفحه PDF 13 صفحه WORD
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
Average Current-Mode Control Scheme for a Quadratic Buck Converter With a Single Switch
منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Transactions on Power Electronics, Page(s): 485 - 490 ISSN : 0885-8993 INSPEC Accession Number: 9815500

فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
عبارات شاخص
مقدمه
مدلسازی مبدل
شکل1. مبدل باک درجه دوم با یک تک سوئیچ.
روند طراحی کنترلر
شکل2. بلوک دیاگرام کنترل مود جریان برای مبدل باک درجه دوم
شکل3. رگولاتور کلیدزنی با استفاده از مبدل باک درجه دوم
شکل4. پاسخ فرکانسی  وقتی حلقۀ جریان بسته می‌شود
نتایج آزمایشگاهی (تجربی)
شکل5. پاسخ فرکانسی برای بهره‌های حلقۀ
شکل6. ولتاژ خروجی VO تحت کنترل مود جریان
شکل7. ولتاژ خروجی V­O تحت کنترل مود ولاژ
جدول1:تجهیزات به کار رفته در رگولاتور کلیدزنی
 نتیجه‌گیری
کلمات کلیدی
کنترل مود جریان، مبدل‌های درجه دوم، مبدل‌های dc-dc مود سوئیچ، کنترل مود ولتاژ -
ترجمه چکیده
در این مقاله یک کنترلر با استفاده از کنترل مود جریان متوسط برای مبدل باک درجه دوم ارائه می‌شود. این مبدل دارای دو فیلتر LC است؛ بنابراین دینامیک مشخصۀ درجه چهارم از خود بروز خواهد داد. طرح ارائه شده از یک حلقۀ داخلی برخوردار است که از جریان اولین سلف استفاده می‌کند. این جریان را می‌توان برای حفاظت اضافه بار نیز به کار گرفت؛ بنابراین، مزایای کامل کنترل مود جریان حفظ می‌شود. برای حلقۀ بیرونی، از یک کنترلر معمولی که مشخصات تنظیم خوبی بدست می‌دهد استفاده می‌شود. نتایج تحلیلی طرح‌محور به طراح این امکان را می‌دهند که به سادگی به پارامترهای مدار کنترلی که عملکرد مبدل را بهینه می‌کنند بپردازد. نتایج آزمایشگاهی برای یک رگولاتور سوئیچینگ 28 واتی داده شده است که در آن کنترل مود جریان و کنترل مود ولتاژ با هم مقایسه می‌شوند
ترجمه مقدمه
طی دو دهۀ اخیر کاربردهای بسیار زیادی برای مبدل‌های dc-dc گزارش شده است [1]، [2]. در سال‌های گذشته، فناوری‌های نوینی که نیازمند نسبت تبدیل‌های گسترده‌تری هستند ظهور یافتند؛ برای مثال، مدارهای مجتمع جدید از منابع تغذیۀ 3/3 یا 5/1 ولت استفاده می‌کنند. همچنین، صنعت خودرو از 14 ولت (متناظر با باتری ذخیره‌ساز اسید- سرب 12 ولت) به 42 ولت (متناظر با باتری ذخیره‌ساز اسید- سرب 36 ولت) حرکت کرده است. این اتفاق به دلیل بار الکتریکی- الکترونیکی خودروها است، که به سرعت در حال رشد است و در حال تجاوز از ظرفیت عملی سیستم الکتریکی است [3]. یک طرح که نسبت تبدیل‌های گسترده‌تری را فراهم می‌کند اتصال آبشاری مبدل‌ها است [4]. این طرح یک روش چندمرحله‌ای است که شامل دو یا چند مبدل متصل به صورت آبشاری (سری) است. یکی از معایب اصلی اتصال آبشاری این است که راندمان کلی عمدتا به دلیل تلفات تجهیزات سوئیچینگ (کلیدزنی) کاهش می‌یابد. اگر نیاز به نسبت درجه دوم باشد، بسیار بهتر است که از مبدل‌های درجه دوم استفاده شود. این مبدل‌ها تنها از یک سوئیچ فعال استفاده می‌کنند. آقایان ماتسو و هارادا [5] اتصال آبشاری مبدل‌های باک و باک- بوست را برای دستیابی به ولتاژ پایین در منابع تغذیه ارائه دادند. ماکسیموویچ و سوک [6] ساختارهای مختلفی از مبدل‌های درجه دوم را ارائه داده و فقط به بحث شرایط عملکرد dc پرداختند. پاچکو و همکاران [7] یک مبدل باک با یک نسبت تبدیل dc درجه دوم، فرکانس سوئیچینگ (کلیدزنی) بالا، و کموتاسیون بدون اتلاف را ارائه کردند. در یک مبدل باک درجه دوم با یک سوئیچ، نسبت تبدیل dc دارای وابستگی درجه دوم روی نسبت کاری (duty ratio) است، و از لحاظ الکتریکی معادل با دو مبدل باک متصل به صورت آبشاری است اما از یک سوئیچ فعال استفاده می‌کند. حضور دو فیلتر LC باعث دینامیک درجه چهارم می‌شود که وقتی یک فیلتر LC در یک مبدل مرسوم [8] بین خروجی ماژول مبدل و بار قرار می‌گیرد نیز این دینامیک ظاهر می‌شود. هرچند مبدل‌های درجه دوم در نوشته‌های فنی گزارش شده‌اند، اما یافتن نوشته‌ای که روی طراحی کنترلرها برای چنین دسته‌ای از مبدل‌ها بحث کرده باشد دشوار است. کنترلر مود جریان برای یک مبدل باک درجه دوم گزارش شده است جائی که جریان اولین سلف برای اهداف پسخوری استفاده شده است [9]. طراحی کنترلر در [10] و [11] برای مبدل‌های dc-dc بحث شده است که در آن از یک مبدل باک در اولین مرجله و از یک مبدل باک ایزوله برای دومین مرحله استفاده شده است. هدف این کار و این مقاله ارائۀ رهیافتی برای طراحی کنترلر، تحت کنترل مود جریان متوسط یک مبدل باک درجه دوم با یک سوئیچ است. بهتر است به این موضوع پرداخته شود که این تکنیک کنترلی به طور گسترده برای کنترل مبدل‌های dc-dc ای به کار رفته است که در آن به اثر حلقۀ جریان در رفتار دینامیکی اشاره شده است. این اثر در تغییر از یک دینامیک مرتبه دوم به یک دینامیک غالب مرتبه اول انعکاس یافته است. با این حال، این رفتار در ساختارهای پیچیده‌تر آشکار نیست، مثل حالت مبدل‌های درجه دوم به دلیل تزویج داخلی، یا حضور صفرهای مختلط در سمت راست صفحه (RHP). ادامۀ این مقاله به این صورت سازماندهی شده است. در بخش2 توصیف مختصری در رابطه با مدلسازی مبدل و تحلیل توابع تبدیل متناظر ارائه می‌شود. رویه‌ای برای طراحی کنترلر در بخش3 بیان شده است که مبتنی بر معیارهای ساده‌ای برای بهرۀ حلقه است. نتایج آزمایشاهی (تجربی) در بخش4 نشان داده شده است که نتایج تحلیل و طراحی فوق را به اثبات می‌رساند. بخش5 نیز با برخی نکات نهایی نتیجه‌گیری می‌کند.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله طرح کنترل مود جریان متوسط برای یک مبدل باک درجه دوم با یک تک سوئیچ

چکیده انگلیسی

A controller for a quadratic buck converter is given using average current-mode control. The converter has two filters; thus, it will exhibit fourth-order characteristic dynamics. The proposed scheme employs an inner loop that uses the current of the first inductor. This current can also be used for overload protection; therefore, the full benefits of current-mode control are maintained. For the outer loop, a conventional controller which provides good regulation characteristics is used. The design-oriented analytic results allow the designer to easily pinpoint the control circuit parameters that optimize the converter’s performance. Experimental results are given for a 28 W switching regulator where current-mode control and voltage-mode control are compared.

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.