ارایه یک الگوریتم طراحی و پیادهسازی مولد توان پالسی با استفاده از فشردهساز پالس مغناطیسی
محورهای موضوعی : مبدل های الکترونیک قدرت
محمد دهقانیان
1
,
امیر بکتاش
2
*
1 - دانشکده مهندسی برق- واحد نجفآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجفآباد، ایران
2 - مرکز تحقیقات ریزشبکههای هوشمند- واحد نجفآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجفآباد، ایران
کلید واژه: مولد توان پالسی, فشرده ساز, پالس مغناطیس, کلیدهای مغناطیسی,
چکیده مقاله :
در بسیاری از کاربردها نیاز است تا انرژی الکتریکی بهصورت پالسی با سطح ولتاژ بالا به بار منتقل گردد. استفاده از کلیدهای مرسوم مانند نیمههادیها به دلیل محدودیت ولتاژ یا سرعت برای این کاربردها مقدور نیست و لذا باید از سلفهای اشباعپذیر استفاده شود. این سلفها در لحظه اشباع مانند اتصال کوتاه عمل کرده و نقش یک سوییچ وصل را بازی میکنند. با طراحی یک مدار تحت عنوان فشردهساز مغناطیسی پالس (MPC) میتوان از این خاصیت برای تولید پالسهای ولتاژ با عرض کم و دامنه زیاد استفاده نمود. بررسی ساختار فشردهساز مغناطیسی پالس در این مقاله اشاره شده و یک الگوریتم برای طراحی آن پیشنهاد شده است. با استفاده از این الگوریتم میتوان برای هر کاربرد و با داشتن مشخصات مواد مغناطیسی، یک مدار فشردهساز کارآمد طراحی کرد. برای نشان دادن عملکرد صحیح الگوریتم یک نمونه مدار فشردهساز طراحی و شبیه سازی شده است. پالس خروجی مدار مورد نظر برای یک بار مقاومتی 5 اهمی دارای دامنه 500 ولتی و عرض 500 نانو ثانیهای است. برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی، یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده است. نتایج حاصل نشان میدهند که کلیدهای مغناطیسی عملکرد قابل قبولی داشته و الگوریتم پیشنهادی نیز بهخوبی در طراحی مدار فشردهساز موفق است.
In many applications, it is necessary to transfer electrical energy to the load as a pulse with a high voltage level. Conventional switches such as semiconductors cannot be used for these applications due to voltage or speed limitations, and therefore saturable inductors must be used. These inductors act like a short circuit at the moment of saturation and play the role of a connected switch. By designing a circuit called magnetic pulse compressor (MPC), this feature can be used to produce voltage pulses with a small width and a large amplitude. The study of the structure of magnetic pulse compressor is mentioned in this article and an algorithm for its design is proposed. By using this algorithm, an efficient compressor circuit can be designed for any application and with the characteristics of magnetic materials. To show the correct operation of the algorithm, a compressor circuit sample has been designed and simulated. The output pulse of the desired circuit for a 5 Ω resistive load has an amplitude of 500 volts and a width of 500 nanoseconds. To validate the proposed method, a laboratory sample is made. The results show that the magnetic switches have an acceptable performance and the proposed algorithm is also successful in designing the compressor circuit.