مقدمه : 

از مهم ترین ویژگی تمام مبدل های DC به DC ولتاژ خروجی ثابت در سطح مورد نیاز کاربر است.تحقیقات بر روی مبدل کاک بر کاهش تلفات سوئیچ زنی یا تلفات هدایت و کاهش سایز ابعاد مورد استفاده در آن و بهبود راندمان تمرکز دارند.با توجه به توپولوژی های مختلف امروزه مدارات مختلف برای کاربردهای مختلف ساخته و بهینه میشوند.

با ما همراه باشید تا به طور کامل این مبدل را در سایت ایران پاور تحلیل کنیم.

 

 

مزایای مبدل کاک :

با استفاده از مبدل CUK میتوانیم ولتاژ خروجی ای بالاتر از ولتاژ ورودی و یا پایین تر از اندازه ولتاژ ورودی داشته باشیم.این مبدل دارای هزینه ی ساخت پایین ، راندمان بالا ، و صدای پایین است.از مبدل های CUK در لوازم الکترونیکی مصرفی و سایر برنامه های کاربردی استفاده میشود.لازم به ذکر است کنترلر PI برای این مبدل میتواند استفاده شود و سبب کاهش پاسخ گذرا و بهبود پاسخ حالت کار پایدار میشود.

 

اجزای موجود در مبدل کاک :

این مبدل شامل یک سوئیچ (ماسفت و یا آی جی بی تی)،ولتاژ ورودی ، یک دیود موازی معکوس ،یک خازن برای انتقال انرژی ، یک خازن برای ذخیره انرژی ،دو سلف و یک مقاومت بار است.

 

مبدل کاک

 

تحلیل مبدل کاک :

مد کاری اول :

در حالت اول هنگامی که سوئیچ موجود در این مبدل در حالت باز قرار دارد ، جریان سلف های L1 و L2 از میان دیود عبور میکنند.خازن C1 با انرژِی گرفته شده از سلف L1 و ورودی شارژ میشود.جریان سلف L1 کاهش می یابد چراکه ولتاژ خازن C1 کمتر از ولتاژ دیود است.در ادامه ، انرژی ذخیره شده در سلف L2 خروجی را تغذیه میکند.بنابراین ، جریان سلف L2 نیز کاهش می یابد.

 

 

مبدل در مد کاری اول

 

مد کاری دوم :

در حالت دوم سوئیچ S بسته است ، ولتاژ خازن C1 به طور معکوس بر روی دیود می افتد.جریان سلف های L1 و L2 از میان سوئیچ عبور میکند.به دلیل اینکه VC1>Vo است ، خازن C1 دیسشارژ شده و انرژِی را به خروجی و سلف L2 منتقل میکند. بنابراین جریان L2 افزایش می یابد.همچنین ورودی انرژی مورد نیاز سلف L1 را تامین کرده و جریان سلف L1 نیز افزایش می یابد.

 

 

مبدل در مد کاری دوم

 

 

طراحی خازن ها :

برای آنکه مبدل کاک مورد نظر ما در حالت کاری پیوسته کار کند ، حداقل مقدار خازن های مورد نیاز به شکل زیر بدست می آیند : (بر حسب فاراد)

 

که در فرمول بالا ، D همان زمان وظیفه ، f فرکانس سوئیج زنی و R نیز مقاومت خروجی ما در این مبدل است.

 

طراحی سلف ها :

برای آنکه مبدل کاک مورد نظر ما در حالت کاری پیوسته کار کند ، حداقل مقدار سلف های مورد نیاز به شکل زیر بدست می آیند : (بر حسب هانری)

L1min = (1-D)^2*R/2D*f

L2min=(1-D)*R/2f

که در فرمول بالا مانند قبل، D همان زمان وظیفه ، f فرکانس سوئیج زنی و R نیز مقاومت خروجی ما در این مبدل است.

 

مقادیر المان های مدار :

برای عملکرد مبدل در حالت کاری پیوسته مقادیر استفاده شده برای هر المان موجود در این شبیه سازی به شرح زیر انتخاب شده است:

ولتاژ ورودی : 12 ولت

زمان وظیفه : 0.6

سلف 1 : 30 میلی هانری

سلف 2 : 30 میلی هانری

خازن 1 : 150 میکروفاراد

خازن 2 (خازن خروجی ): 50 میکروفاراد

مقاومت بار : 20 اهم

فرکانس سوئیچ زنی : 10 کیلو هرتز

 

دیاگرام حلقه باز مبدل کاک در شبیه ساز متلب

 

شکل موج ولتاژ خروجی :

 

شکل موج ولتاژ خازن 1 :

 

به صورت رایگان دانلود کنید :

 

شبیه سازی های متلب

CUKایران پاورتحلیل مبدل کاکشبیه ساز متلبشکل موج ولتاژ خروجیکاکمبدل CUK

4 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید