تحلیل یک مبدل سوئیچ-خازنی با قابلیت‌های تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم

چگالی توان بالای مبدل‌های سوئیچ-خازنی ناشی از فقدان عناصر مغناطیسی است. اما، این موضوع منجربه عدم‌توانایی در تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی سخت، به‌خاطر جریان‌های لحظه‌ای بزرگ، می‌شود. این جریان‌ها سبب افزایش تلفات کلیدزنی و نویز و محدودشدن توان قابل‌پردازش می‌گردد. هرچند اخیراً با افزودن سلف‌های کوچک به ساختار برخی از مبدل‌های سوئیچ-خازنی عمل‌کرد آن‌ها بهبود یافته‌است، ولی فقط تعداد معدودی از آن‌ها توانایی تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم را دارند. در این‌جا، با ترکیب یک برش‌گر فعال و یک مبدل سوئیچ-خازنی، در محدوده وسیعی از تغییرات ولتاژ ورودی و بار هر دو ویژگی تثبیت ولتاژ خروجی و کلیدزنی نرم در ادوات نیمه‌هادی قدرت حاصل شده‌است. به‌خاطر کاهش تلفات کلیدزنی و نویز می‌توان فرکانس را جهت کاهش اندازه سلف‌ها و خازن‌ها افزایش داد. این موضوع، ضمن کاهش حجم مبدل، عمل‌کرد آن را بهبود می‌بخشد، زیرا در عمل سلف‌ها و خازن‌های کوچک مشخصات فرکانس بالای مطلوب‌تری دارند. بنابراین، مبدل اصلاح‌شده در توان‌های بالا از ساختار رایج بهتر است. در این‌جا، علاوه‌بر تحلیل ریاضی، برای تثبیت یک ولتاژ خروجی V400 با وجود تغییرات وسیع ولتاژ ورودی (V100-50) و مقاومت بار (kΩ8-Ω400)، مبدل مذکور در فرکانسkHz200 شبیه‌سازی و ساخته شده‌است

Keywords:

برش‌گر فعال , تثبیت ولتاژ خروجی , کلیدزنی نرم , مبدل سوئیچ-خازنی