Güç Anahtarlama (SWMOD) üzerine

[Dede]

Bobin üzerinden anahtarlama ile verimli çalışma açısından devre tasarımının önemine vurgu yapmak için sanırım böyle bir diagram paylaşıp üzerinde tartışmak faydalı olacaktır.
Seçilen frekans ve tüketilen güç ile bağlantılı olarak sanırım biraz da flyback noktasına vurgu yapılabilir.
Bir bobini enerjilediğinizde uyguladığınız PWM frekans ve duty değerine göre o bobinin indüktansına bağlı olarak bir enerji yüklemiş olursunuz.
Ancak bobinlerin saturasyon (Doyum) gibi bir akım karakteristiği sebebi ile çok iyi dengelenmez ise verimden çok aşırı akımlar nedeniyle patlamalar çatlamalar gözlemleyebilirsiniz.

Anlamlandırmak için bir Swmod-Boost devre için yapılan açıklamadan bir grafiği ekleyelim...:

Devam eden ve devam etmeyen bobin akımı diye bir ifade karşımıza çıkıyor.
Bobine yüklenmiş enerjiyi fazlaca harcamazsanız yawaş ta olsa akım akmaya devam eder.
Taki yeni PWM darbesi gelinceye kadar. Eğer yeni darbe manyetik doyuma gitmezse tam kararında dengeli bir tasarım ve yük demektir.
Devam etmeyen bir bobin akımında ise bobine yüklenen enerjiden daha fazlasını tüketiyorsunuz demektir.
Bu durumda ya PWM duty sini artırırsınız yada frekansı yükseltir aradaki enerjisiz noktayı kapatırsınız.
Ancak genede burada saturasyon akımına ulaşmamak şartı mevcuttur.
O halde Bobin seçimini nasıl yapmalıyız.?
Nasıl yapmalıyız ki hangi frekanta maximum güç transferinde doyuma gitmeden devremiz sağlıklı verimli çalışabilsin.??
Şimdi bunu tartışalım.

 

[clc]

Discontinous modda olmak demek bobine yüklenenden fazlasını tüketiyorsunuz demek değil, bobine yüklenen bütün enerjiyi tüketiyorsunuz sadece. Çıkış yükü düşük olduğu durumlarda boost gibi(görseldeki topoloji buck) topolojiler dcm de kalır. Dcm de kalmak kötü bir şey değildir aslında, çünkü ZCS yapmış oluyorsunuz bu yüzden anahtarlama kaybı düşer. Dolayısıyla bunu kullanan kasıtlı olarka DCM çalışan tasarımlar var, dezavantajı şu ki bu tasarımı yüksek çıkış yüklerinde yapınca bobindeki tepe akım yüksek olduğu için hem bobin büyük oluyor hem de bu sefer turn on dan kazandığınızı turn off da fazlasıyla veriyorsunuz, çünkü daha yüksek akımda switch off a gidiyor. Daha yazılacak çizilecek çok şey var ama


Sorunuza gelince topoloji, güç gibi şeyler belli olmadan olmaz. Boost için dcm de gain kazancı var mesela, ya da flyback de belli bir güçten büyük şebekeden-düşük voltaja tasarım yaparken CCM tasarımlar benim için daha büyük trafolu çıkmıştı DCM kullanınca 1-2boy ufaltabilmiştim trafoyu.