التشغيل المنسق لتقليل مكثفات تخزين الطاقة

اقرأ في هذا المقال


أصبحت الثنائيات الباعثة للضوء (LED) في كل مكان بشكل متزايد بسبب مزاياها في الموثوقية والعمر وكفاءة الطاقة ومتطلبات الصيانة.

أهمية التشغيل المنسق لتقليل مكثفات تخزين الطاقة

هناك طلب متزايد على محولات تصحيح معامل القدرة أحادي الطور (PFC) ذات الكثافة العالية للطاقة ومعامل القدرة القريب من الوحدة وكذلك نسبة تحويل الجهد الواسع والموثوقية العالية في تطبيقات إضاءة (LED)، وفي تطبيقات محرك (LED) لجهد الخرج العام؛ فإنه من المهم توفير تحويل تصاعدي وتنحي بحيث يصبح جهد التيار المستمر الناتج قابلاً للتعديل.

كذلك تعاني طوبولوجيا التعزيز التقليدية ذات المفتاح الأحادي، بما في ذلك محولات (Buck-boost) و (flyback)، (SEPIC) و (Cuk) من زيادات في إجهاد المكونات وحجم المكونات، وفي المقابل؛ فإن طوبولوجيا دفعة باك ذات مفتاحين (TSBB) هي مرشحة مناسبة لنطاق إخراج واسع من عمليات المحول.

أيضاً يتكون (TSBB) عادةً من مجموعة شلال التعزيز، أو العاكس أو عاكس التعزيز، والتي توفر عمليات تصعيد وتنحي مع ضغط جهد أقل بكثير على المكونات، كما ويتم اعتمادها على نطاق واسع في (PV) وأنظمة نقل الطاقة اللاسلكية وتطبيقات (PFC).

واضافة الى ذلك التوليفات مع مرحلة العاكس في المقدمة، مثل دفعة العاكس المتتالية ومحولات التعزيز المتتالية المتشابكة، وهي ليست فعالة في الاقتصاد والكفاءة، بحيث تتمثل المشكلة الرئيسية في هذه المحولات في أنه عند إيقاف تشغيل مفتاح باك عند الإدخال، كما يلزم وجود مرشح (LC) إضافي للإدخال لتشغيل المحول في وضع التوصيل المستمر (CCM)، مما يحد بشكل كبير من نطاق التطبيق؛ خاصة في تطبيق (PFC).

وعلى العكس من ذلك؛ تحتوي حزمة التعزيز المتتالية بطبيعتها على محث عند الإدخال لتوفير عامل طاقة عالي في تطبيقات (PFC)، بحيث يوضح الشكلين التاليين (1)، (2) طوبولوجيا محول (PFC-CBBPFC) المتسلسل المتتالي، والذي يتم فيه تتابع مراحل التعزيز والعاكس بمكثف مشترك للتيار المستمر بينهما، بحيث لا يوفر طوبولوجيا (CBBPFC) نسبة تحويل جهد كبيرة فحسب؛ بل يوفر أيضاً معامل قدرة شبه موحد حتى بدون مرشح ما قبل المرحلة بالإضافة إلى تيارات الإدخال والإخراج المستمرة.

wang1-3030390-large

wang2ab-3030390-large

المصدر: C. S. Wong, K. H. Loo, Y. M. Lai, M. H. L. Chow and C. K. Tse, "An alternative approach to LED driver design based on high-voltage driving", IEEE Trans. Power Electron., vol. 31, no. 3, pp. 2465-2475, Mar. 2016.P. S. Almeida, D. Camponogara, M. Dalla Costa, H. Braga and J. M. Alonso, "Matching LED and driver life spans: A review of different techniques", IEEE Ind. Electron. Mag., vol. 9, no. 2, pp. 36-47, Jun. 2015.Y.-C. Li and C.-L. Chen, "A novel single-stage high-power-factor AC-to-DC LED driving circuit with leakage inductance energy recycling", IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 59, no. 2, pp. 793-802, Feb. 2012.J. P. M. Figueiredo, F. L. Tofoli and B. L. A. Silva, "A review of single-phase PFC topologies based on the boost converter", Proc. 9th IEEE/IAS Int. Conf. Ind. Appl. (INDUSCON), pp. 1-6, Nov. 2010.


شارك المقالة: