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 :
سلام.ممنون واسه این پروژه و توضیحاتتون.
ببخشید من وقتی run میکنم بهم دوتا warning میده که یکی از خروجی های دیود وصل نشده.
باید چجوری درستش کنم؟ممنون میشم زودتر پاسخم رو بدید .
سلام خواهش میکنم
لینک دانلود فایل اصلاح شد فایل جدید رو دانلود کنین.
در مورد دیود استفاده شده در این پروژه لازم هست ذکر کنم دیود به کار برده شده دیود قدرت هستش و نیازی نیست شما به پایه ی E چیزی متصل کنین
سلام ممنون
استفاده کردیم
سلام
خواهش میکنم.موفق باشید