كفاءة الدوائر الكهربائية الفرعية لـ RSCC

اقرأ في هذا المقال


يتم تحليل أي (RSCC) إلى ثلاث دوائر فرعية أساسية لدائرة (SRLC)، (CRLC)، (SRLC-2)، والتي يتم تحليلها ومقارنتها مع الدوائر الفرعية المقابلة لـ (SCC).

تحليل كفاءة الدوائر الكهربائية الفرعية لـ RSCC

بالنسبة الى كفاءة دائرة (SRLC)، وبالنظر إلى مرحلة الشحن الخاصة بـ (RSCC)؛ فإنه عادةً ما يحتوي مسار التوصيل على أجهزة التبديل ومصدر جهد الإدخال ومحث الرنين وكذلك المقاوم الذي يشير إلى المقاومة المكافئة الإجمالية لمسار الدائرة بالكامل، بما في ذلك مقاومة السلسلة المكافئة (ESR) للمكثفات، وأيضاً المقاومة على الحالة للقدرة (MOSFETs Ron) والمقاومة المكافئة للمحث.

لذلك؛ فإنه يمكن عادةً تمثيل مسار الشحن لمركز (RSCC) كدائرة (SRLC)، كما يوضح الشكل التالي (1) الأشكال الموجية النموذجية للجهد والتيار الكهربائي لدائرة (SRLC)، ونظراً لأن دائرة (SRLC) عبارة عن دائرة ناقصة التخميد، بحيث يمكن اشتقاق الحل التحليلي للمجال الزمني للجهود والتيار على النحو التالي:

Untitled-41

حيث أن (ω) هو تردد الرنين المعدل (Q) لدائرة (SRLC)، وبافتراض عامل جودة (Q = (L / C) 0.5 / R)؛ فإنه يشير (VCmin) إلى الجهد الأولي للمكثف.

he3-3042163-large

تحليل كفاءة الدائرة الكهربائية لـ CRLC

يتم الإشارة إلى النوع الثاني من الدارات المكافئة بواسطة دارة (CRLC) الموضحة في الشكل التالي (2-B)، وعادةً ما يتم استبدال محرّر الطاقة من مكثف سائب بمكثف طنين صغير نسبياً، كما افترض أن الفولتية عبر كل من (Co) و (C) قريبة بدرجة كافية كما هو الحال في الحالة العملية، بحيث يظهر الجهد النموذجي وأشكال الموجة الحالية في الشكل التالي (3-A)، ثم استبدال السلسلة (C ،Co) بـ (CE).

he1abc-3042163-large-1

he6ab-3042163-large

تحليل كفاءة الدائرة الكهربائية لـ SRLC2

بالنسبة لـ (RSCC) العملي إنها مرحلة تبديل شائعة حيث يقوم الجهد الكهربائي ومكثف الطيران المشحون مسبقاً بتوصيل الطاقة إلى مكثف الخرج، كما تظهر الدائرة الفرعية المكافئة المقابلة في الشكل السابق (2-C) والمشار إليها بدائرة (SRLC2)، وذلك للحصول على تصنيف أكثر تعقيداً، بحيث يمكن استخدام أكثر من مكثف طيران ولكن يمكن أن يكون مكافئًا لمكثف واحد، كما يوضح الشكل التالي (5) أشكال الجهد والتيار النموذجية لدائرة (SRLC2).

he7-3042163-large

المصدر: S. R. Pasternak, M. H. Kiani and J. S. Rentmeister, "Modeling and performance limits of SC DC–DC converter", IEEE J. Emerg. Sel. Topics Power Electron., vol. 5, no. 4, pp. 1746-1760, Dec. 2017.M. S. Makowski and D. Maksimovic, "Performance limits of switched-capacitor DC-DC converters", Proc. PESC Power Electron. Spec. Conf., pp. 1215-1221, Jun. 1995.J. W. Kimball, P. T. Krein and K. R. Cahill, "Modeling of capacitor impedance in switching converters", IEEE Power Electron Lett., vol. 3, no. 4, pp. 136-140, Dec. 2005.Y. Ye and K. W. E. Cheng, "Voltage-gap modeling method for single-stage switched-capacitor converters", IEEE J. Emerg. Sel. Topics Power Electron., vol. 2, no. 4, pp. 808-813, Dec. 2014.


شارك المقالة: