✳️ سیستم مدیریت باتری
سیستم مدیریت باتری (BMS ) سیستمی است که الکترونیک یک باتری قابل شارژ را مدیریت می کند، خواه باتری باشد یا یک بسته باتری. با اطمینان از اینکه سلول در ناحیه ایمن خود کار می کند، از کاربر و باتری محافظت می کند. BMS وضعیت سلامت باتری را کنترل می کند، داده ها را جمع آوری می کند، عوامل محیطی را که بر سلول تأثیر می گذارد کنترل می کند و آن را در شرایط متعادل قرار می دهد.
❇️ وظایف BMS:
🔹نمایش پارامترهای باتری:
ولتاژ سلول، دمای سلول و دمای کلی باتری، وضعیت شارژ سلول برای نشان دادن میزان شارژ باتری، جریان ورودی و خروجی از سلول و ... .
🔹مدیریت دمای حرارتی باتری:
مدیریت دمای باتری و کنترل بخش خنک کننده آن (با استفاده از مایع خنک کننده یا هوا).
🔹انجام محاسبات مهم:
یک BMS مقادیر مختلف باتری را بر اساس پارامترهایی مانند حداکثر جریان شارژ و دشارژ محاسبه میکند تا به تعیین میزان شارژ و محدودیت جریان تخلیه در سلول کمک کند.
● انرژی بر حسب کیلووات در ساعت (کیلووات ساعت) تحویل شده از آخرین چرخه شارژ.
● امپدانس داخلی باتری برای تعیین ولتاژ مدار باز سلول.
● شارژ بر حسب آمپر در ساعت (Ah) تحویل داده شده یا موجود در یک سلول. این ویژگی را شمارنده کولن می‌نامند که به تعیین بازده یک سلول کمک می کند.
● کل انرژی تحویل داده شده و زمان کارکرد از زمان شروع استفاده از باتری.
● تعداد کل چرخه های شارژ-دشارژ که باتری طی کرده است.
🔹تسهیل ارتباطات داخلی و خارجی:
در BMSها کنترلرهایی وجود دارند که به صورت داخلی با سخت افزار در سطح سلولی و به صورت خارجی با دستگاه های متصل ارتباط برقرار می کنند. این ارتباطات خارجی بسته به دستگاه متصل، از نظر پیچیدگی متفاوت هستند.
🔹حفاظت:
یک BMS می تواند با استفاده از یک مدار حفاظتی از عملکرد سلول خارج از محدوده های ایمن از پیش تعریف شده خود جلوگیری کند.
🔹مدیریت اتصال باتری به مدار بار:
یک BMS میتواند دارای یک سیستم پیش‌شارژ باشد که به سلول‌ها اجازه میدهد به طور ایمن به بارهای مختلف متصل شوند، بنابراین جریان هجومی بالایی که خازنهای بار سرازیر میکنند، حذف میکند. این اتصال از طریق رله های الکترومغناطیس کنترل می شود. مدار پیش‌شارژ BMS را میتوان از مقاومت‌های قدرتی که به‌صورت سری به بارها متصل می‌شوند تا زمانی که خازنها کاملاً شارژ شوند، ساخته شود. همچنین میتوان آن را از یک منبع تغذیه با حالت سوئیچ که به موازات بار متصل است ساخته شود، که میتواند به افزایش ولتاژ مدار بار به سطوحی مشابه ولتاژ باتری کمک کند.
🔹بهینه سازی بسته باتری:
برای به حداکثر رساندن ظرفیت باتری و جلوگیری از شارژ بیش از حد و کم، یک BMS تضمین میکند که تمام سلول‌های باتری یا بسته باتری از طریق تعادل سلولی ولتاژ یکسانی دارند. این بهینه سازی باتری را میتوان به چهار روش انجام داد:
الف) با تخلیه یا هدر دادن انرژی از پربارترین سلول ها با اتصال آنها به یک بار.
ب) به جای تخلیه انرژی اضافی از این سلول ها، BMS ها همچنین با انتقال بار اضافی به سلول هایی که کمترین بار را دارند، به تعادل سلولی می رسند.
ج) آنها همچنین جریان شارژ را تا حد کافی کاهش می دهند که به سلول های دارای شارژ کمتر اجازه می دهد تا به شارژ شدن ادامه دهند و در عین حال از باتری کاملاً شارژ شده در برابر شارژ بیش از حد محافظت کنند.
د) در نهایت، BMS ها از طریق شارژ مدولار به تعادل سلولی دست می یابند.
#باتری
#BMS
#BatteryManagementSystem
⚡️ @UTPowerElec
سیستم مدیریت باتری (BMS ) سیستمی است که الکترونیک یک باتری قابل شارژ را مدیریت می کند، خواه باتری باشد یا یک بسته باتری. با اطمینان از اینکه سلول در ناحیه ایمن خود کار می کند، از کاربر و باتری محافظت می کند. BMS وضعیت سلامت باتری را کنترل می کند، داده ها را جمع آوری می کند، عوامل محیطی را که بر سلول تأثیر می گذارد کنترل می کند و آن را در شرایط متعادل قرار می دهد.
❇️ وظایف BMS:
🔹نمایش پارامترهای باتری:
ولتاژ سلول، دمای سلول و دمای کلی باتری، وضعیت شارژ سلول برای نشان دادن میزان شارژ باتری، جریان ورودی و خروجی از سلول و ... .
🔹مدیریت دمای حرارتی باتری:
مدیریت دمای باتری و کنترل بخش خنک کننده آن (با استفاده از مایع خنک کننده یا هوا).
🔹انجام محاسبات مهم:
یک BMS مقادیر مختلف باتری را بر اساس پارامترهایی مانند حداکثر جریان شارژ و دشارژ محاسبه میکند تا به تعیین میزان شارژ و محدودیت جریان تخلیه در سلول کمک کند.
● انرژی بر حسب کیلووات در ساعت (کیلووات ساعت) تحویل شده از آخرین چرخه شارژ.
● امپدانس داخلی باتری برای تعیین ولتاژ مدار باز سلول.
● شارژ بر حسب آمپر در ساعت (Ah) تحویل داده شده یا موجود در یک سلول. این ویژگی را شمارنده کولن می‌نامند که به تعیین بازده یک سلول کمک می کند.
● کل انرژی تحویل داده شده و زمان کارکرد از زمان شروع استفاده از باتری.
● تعداد کل چرخه های شارژ-دشارژ که باتری طی کرده است.
🔹تسهیل ارتباطات داخلی و خارجی:
در BMSها کنترلرهایی وجود دارند که به صورت داخلی با سخت افزار در سطح سلولی و به صورت خارجی با دستگاه های متصل ارتباط برقرار می کنند. این ارتباطات خارجی بسته به دستگاه متصل، از نظر پیچیدگی متفاوت هستند.
🔹حفاظت:
یک BMS می تواند با استفاده از یک مدار حفاظتی از عملکرد سلول خارج از محدوده های ایمن از پیش تعریف شده خود جلوگیری کند.
🔹مدیریت اتصال باتری به مدار بار:
یک BMS میتواند دارای یک سیستم پیش‌شارژ باشد که به سلول‌ها اجازه میدهد به طور ایمن به بارهای مختلف متصل شوند، بنابراین جریان هجومی بالایی که خازنهای بار سرازیر میکنند، حذف میکند. این اتصال از طریق رله های الکترومغناطیس کنترل می شود. مدار پیش‌شارژ BMS را میتوان از مقاومت‌های قدرتی که به‌صورت سری به بارها متصل می‌شوند تا زمانی که خازنها کاملاً شارژ شوند، ساخته شود. همچنین میتوان آن را از یک منبع تغذیه با حالت سوئیچ که به موازات بار متصل است ساخته شود، که میتواند به افزایش ولتاژ مدار بار به سطوحی مشابه ولتاژ باتری کمک کند.
🔹بهینه سازی بسته باتری:
برای به حداکثر رساندن ظرفیت باتری و جلوگیری از شارژ بیش از حد و کم، یک BMS تضمین میکند که تمام سلول‌های باتری یا بسته باتری از طریق تعادل سلولی ولتاژ یکسانی دارند. این بهینه سازی باتری را میتوان به چهار روش انجام داد:
الف) با تخلیه یا هدر دادن انرژی از پربارترین سلول ها با اتصال آنها به یک بار.
ب) به جای تخلیه انرژی اضافی از این سلول ها، BMS ها همچنین با انتقال بار اضافی به سلول هایی که کمترین بار را دارند، به تعادل سلولی می رسند.
ج) آنها همچنین جریان شارژ را تا حد کافی کاهش می دهند که به سلول های دارای شارژ کمتر اجازه می دهد تا به شارژ شدن ادامه دهند و در عین حال از باتری کاملاً شارژ شده در برابر شارژ بیش از حد محافظت کنند.
د) در نهایت، BMS ها از طریق شارژ مدولار به تعادل سلولی دست می یابند.
#باتری
#BMS
#BatteryManagementSystem
⚡️ @UTPowerElec
UTPowerElec
✅ مشخصات برخی از خازنهای پرکاربرد #نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت #خازن ⚡️ @UTPowerElec
✅ مشخصات برخی از خازنهای پرکاربرد
1️⃣ خازنهای سرامیکی: این خازنها جزء خازنهای بدون پلاریته هستند. یعنی مثبت و منفی در آنها اونا فرقی ندارد، این خازنها معمولا قیمت پایینی دارند و عناصر پارازیتی در داخل آن مانند مقاومت سری بسیار ناچیز هست. ولی تا یک محدوده مشخصی از ظرفیت این خارنها در بازار وجود دارد. بزرگترین عیب این خارنها نیز وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است.
2️⃣ خازنهای الکترولیتی: این خازنها جزء خازنهای با پلاریته هستند. از ویژگی این خازنها میتوان به ظرفیت بالا در ابعاد کوچک اشاره کرد اما مقاومت سری آنها (ESR) نسبتا بزرگ است و جریان نشتی در آن وجود دارد. پاسخ فرکاسی این خازنها محدود است. در کاربردهای جریان بالا مهم است که مقدار ریپل جریان در نظر گرفته شود. ظرفیت این خازنها معمولا دارای تلورانس بالایی میباشد. قیمت آنها نیز به نسبت ظرفیت و ولتاژ کاری ارزان است.
3️⃣ خازنهای تانتالیومی : از ویژگی این دسته از خازنها به حجم کمتر نسبت به خازن های آلمینیومی میتوان اشاره کرد. این خازنها دارای پاسخ فرکانسی بهتر ،تلفات خیلی کمتر و عمر طولانی تر نسبت به خازنهای الکترولیتی هستند.
4️⃣ خازن های کاغذی: خازن های کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی‌الکتریک عایقی آنها (کاغذ) دارای ابعاد فیزیکی بزرگی هستند، اما از مزایای این خازن این است که در ولتاژها و جریانهای زیاد میتوان از آنها بهره برداری کرد.
5️⃣ خازن میکا (سیلور میکا) : امروزه کمتر از این خازنها استفاده میشود، این خازن ها دارای ولتاژ و فرکانس کاری بالا و عمر طولانی هستند.
6️⃣ خازن فیلم پلی استایرن: این خازن بسیار ارزان هستند و در جاییکه به خازن با تلورانس بسیار کم احتیاج است از این خازنها استفاده میشود.
7️⃣ خازن فیلم پلی استر: این خازن در جاییکه به قیمت پایین نیاز است و تلورانس خازن خیلی حائز اهمیت نیست استفاده میشود.
8️⃣ خازن پلی کربنات: از این خازن در جاییکه عملکرد دقیق و قابلیت اطمینان بالا مورد توجه است، استفاده میشود. این خازن ها طی سالها عملکرد خود ظرفیت تقریبا ثابتی دارند.
9️⃣ خازن فیلم پلی استر متالیزه: مشابه همان خازنهای پلی استر هستند با این تفاوت که فیلم پلی استر را در اینجا متالیزه میکنند.
🔟 خازن پلی پروپیلن: این خازن ها نسبت به سایر خازن ها قیمت بالاتری دارند و استفاده از آنها باید به مواردی محدود شود که نتوان خازن های پلی استر را به کار برد. از ویژگی این خازنها ولتاژ کاری بالاست (تا 1.5 کیلوولت DC)
1️⃣1️⃣ خازن شیشه ای: این خازن بسیار گرانقیمت است و درکاربردهای RF بخاطر ویژگی هایی مثل تلفات بسیار پایین- نداشتن نویز پیزو الکتریک و ... استفاده میشود.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
#خازن
⚡️ @UTPowerElec
1️⃣ خازنهای سرامیکی: این خازنها جزء خازنهای بدون پلاریته هستند. یعنی مثبت و منفی در آنها اونا فرقی ندارد، این خازنها معمولا قیمت پایینی دارند و عناصر پارازیتی در داخل آن مانند مقاومت سری بسیار ناچیز هست. ولی تا یک محدوده مشخصی از ظرفیت این خارنها در بازار وجود دارد. بزرگترین عیب این خارنها نیز وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است.
2️⃣ خازنهای الکترولیتی: این خازنها جزء خازنهای با پلاریته هستند. از ویژگی این خازنها میتوان به ظرفیت بالا در ابعاد کوچک اشاره کرد اما مقاومت سری آنها (ESR) نسبتا بزرگ است و جریان نشتی در آن وجود دارد. پاسخ فرکاسی این خازنها محدود است. در کاربردهای جریان بالا مهم است که مقدار ریپل جریان در نظر گرفته شود. ظرفیت این خازنها معمولا دارای تلورانس بالایی میباشد. قیمت آنها نیز به نسبت ظرفیت و ولتاژ کاری ارزان است.
3️⃣ خازنهای تانتالیومی : از ویژگی این دسته از خازنها به حجم کمتر نسبت به خازن های آلمینیومی میتوان اشاره کرد. این خازنها دارای پاسخ فرکانسی بهتر ،تلفات خیلی کمتر و عمر طولانی تر نسبت به خازنهای الکترولیتی هستند.
4️⃣ خازن های کاغذی: خازن های کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی‌الکتریک عایقی آنها (کاغذ) دارای ابعاد فیزیکی بزرگی هستند، اما از مزایای این خازن این است که در ولتاژها و جریانهای زیاد میتوان از آنها بهره برداری کرد.
5️⃣ خازن میکا (سیلور میکا) : امروزه کمتر از این خازنها استفاده میشود، این خازن ها دارای ولتاژ و فرکانس کاری بالا و عمر طولانی هستند.
6️⃣ خازن فیلم پلی استایرن: این خازن بسیار ارزان هستند و در جاییکه به خازن با تلورانس بسیار کم احتیاج است از این خازنها استفاده میشود.
7️⃣ خازن فیلم پلی استر: این خازن در جاییکه به قیمت پایین نیاز است و تلورانس خازن خیلی حائز اهمیت نیست استفاده میشود.
8️⃣ خازن پلی کربنات: از این خازن در جاییکه عملکرد دقیق و قابلیت اطمینان بالا مورد توجه است، استفاده میشود. این خازن ها طی سالها عملکرد خود ظرفیت تقریبا ثابتی دارند.
9️⃣ خازن فیلم پلی استر متالیزه: مشابه همان خازنهای پلی استر هستند با این تفاوت که فیلم پلی استر را در اینجا متالیزه میکنند.
🔟 خازن پلی پروپیلن: این خازن ها نسبت به سایر خازن ها قیمت بالاتری دارند و استفاده از آنها باید به مواردی محدود شود که نتوان خازن های پلی استر را به کار برد. از ویژگی این خازنها ولتاژ کاری بالاست (تا 1.5 کیلوولت DC)
1️⃣1️⃣ خازن شیشه ای: این خازن بسیار گرانقیمت است و درکاربردهای RF بخاطر ویژگی هایی مثل تلفات بسیار پایین- نداشتن نویز پیزو الکتریک و ... استفاده میشود.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
#خازن
⚡️ @UTPowerElec
UTPowerElec
✅ تغییر شکل چشم انداز الکترونیک قدرت – بخش 1 #نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت ⚡️ @UTPowerElec
✅ تغییر شکل چشم انداز الکترونیک قدرت – بخش 1
در سالهای اخیر، در حوزه پژوهش های الکترونیک قدرت، مزیت ادوات کلیدزنی مبتنی بر فناوری های نیترید گالیوم (GaN) و کاربید سیلیکون (SiC) به خوبی معرفی شده است. در حال حاضر، با در دسترس بودن تولیدکنندگان مختلف برای کلیدهای GaN و SiC و کاهش قیمت‌ها به دلیل افزایش تولید و استفاده از بسترهای بزرگتر، طراحان در شرکتهای پیشرفته حوزه الکترونیک قدرت، گرایش بیشتری به استفاده از این کلیدهای WBG (wide band gap) پیدا کرده اند. با این حال، در حال حاضر، هر فناوری WBG برای محدوده ولتاژ خاصی مناسب است. به عنوان مثال، کلیدهای GaN برای منابع تغذیه در محدوده 200-900 ولت مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که کلیدهای SiC برای کاربردهای 900 تا 15000 ولت و بالاتر مورد توجه هستند. در این پست به مرور گزارشی از مجموعه تحقیقاتی Yole در فرانسه پرداخته شده است که در سال 2015 منتشر شده است و به بررسی بازار 5 سال آینده این حوزه یعنی تا سال 2020 پرداخته است. لازم به ذکر است اعداد پیش بینی شده در این گزارش تا حدود خوبی امروزه به وقوع پیوسته است.
❇️ بازار کلیدهای GaN
مطابق این گزارش اگرچه آینده برای کلیدهای WBG امیدوارکننده به نظر می رسد، با این حال چشم انداز تا سال 2015 این کلیدها متوسط است. بر اساس گزارش شرکت مشاوره استراتژی و تحقیقات بازار مستقر در لیون فرانسه (گروه Yole Développement)، در سال 2014، تامین کنندگان کلیدهای GaN تنها 10 تا 12 میلیون دلار درآمد تولید کردند که عمدتاً از فعالیت های تحقیق و توسعه (R&D) و نمونه سازی اولیه و تولید محدود مبدل dc-dc ولتاژ پایین بوده است. با این حال، مطابق این گزارش، سالهای بعد از 2015 درخشان پیش بینی شده است. بر اساس گزارش گروه Yole با عنوان " Power GaN Market and SiC Modules, Devices, and Substrates for Power Electronics Market " (لینک این گزارش در پیوست قرار داده شده است)، بازار بیش از 550 میلیون دلاری برای کلیدهای GaN را تا سال 2020 پیش بینی کرده است که تقریباً به 580000 ویفر 6 اینچی GaN ترجمه می شود (شکل موجود در پست). بر اساس این گزارش از سال 2015 کلیدهای GaN به طور گسترده وارد مدارهای تصحیح ضریب توان (PFC) شده است. آقای پیرریک گوگوئن، مدیر بازرگانی، الکترونیک قدرت و نیمه هادی های مرکب شرکت Yole گفته است: در نتیجه، انتظار می رود بخش منبع تغذیه/PFC در حوزه بازار کلیدهای GaN از سال 2015 تا 2018 تسلط داشته باشد و 50 درصد از فروش کلیدها را به خود اختصاص دهد.
طبق گفته آقای گوگوئن، در دسترس بودن کلیدهای GaN ولتاژ بالا، کلیدهای GaN را قادر میسازد تا از سال 2018 به بازار خودروهای الکتریکی/هیبریدی نفوذ کنند. در واقع، طبق مطالعه گروه Yole، سه عامل کلیدی که GaN را در بازار خودروهای الکتریکی/هیبریدی توسعه میدهد شامل در دسترس بودن این کلیدها، تامین کنندگان متعدد و بهبود قابلیت اطمینان هستند. در نتیجه، طبق گزارش Yole، خودروسازان شروع به استفاده از کلیدهای GaN در اینورترها، مبدلهای dc-dc و شارژرهای داخلی خواهند کرد که درآمدی بالغ بر 150 میلیون دلار تا سال 2020 به دست خواهند آورد (شکل پست).
علاوه بر مبدل های dc-dc، PFC ها و کاربردهای نوظهور EV/HEV، کلیدهای GaN به منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، کنترل موتور و اینورترهای خورشیدی نیز توسعه می یابد. در نتیجه، این گزارش در سال 2015 پیش‌بینی میکند که فناوری GaN میتواند تا سال 2020 تا 15 درصد از سهم بازار در زمینه UPS را به خود اختصاص دهد. با بهبود راندمان و برابری قیمت با کلیدهای سیلیکونی، انگیزه‌هایی برای پیاده‌سازی کلیدهای GaN در کاربرد درایو موتور وجود دارد. در نتیجه، شرکت تحقیقاتی انتظار دارد که کاربرد کنترل موتور شروع به پذیرش قطعات GaN در سال های 2015-2016 کنند. اگرچه پذیرش در آغاز کند خواهد بود، اما انتظار می رود تا سال 2018 زمانی که فناوری GaN به برابری قیمتی با Si برسد، بهبود یابد. در نتیجه، مطابق این گزارش انتظار رفته است تا سال 2020 به حدود 45 میلیون دلار درآمد برسد.
اگرچه اینورترهای فتوولتائیک (PV) نیز در رادار تامین‌کنندگان کلیدهای GaN هستند، ورود GaN به این فضا نسبتاً کند خواهد بود زیرا فناوری SiC به دلیل در دسترس بودن تجاری محصولات تا سال 2015 به خوبی جا افتاده است. با این حال، با قیمت گذاری بهتر در آینده، این امکان وجود دارد که GaN بتواند تا حدی جایگزین SiC در این بازار شود. اما به گفته Yole، واجد شرایط بودن قطعات GaN برای اینورترهای PV ممکن است چالش برانگیزتر باشد.
📶 https://s3.i-micronews.com/uploads/2022/06/Power-GaN-2022-Product-Brochure-.pdf
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
در سالهای اخیر، در حوزه پژوهش های الکترونیک قدرت، مزیت ادوات کلیدزنی مبتنی بر فناوری های نیترید گالیوم (GaN) و کاربید سیلیکون (SiC) به خوبی معرفی شده است. در حال حاضر، با در دسترس بودن تولیدکنندگان مختلف برای کلیدهای GaN و SiC و کاهش قیمت‌ها به دلیل افزایش تولید و استفاده از بسترهای بزرگتر، طراحان در شرکتهای پیشرفته حوزه الکترونیک قدرت، گرایش بیشتری به استفاده از این کلیدهای WBG (wide band gap) پیدا کرده اند. با این حال، در حال حاضر، هر فناوری WBG برای محدوده ولتاژ خاصی مناسب است. به عنوان مثال، کلیدهای GaN برای منابع تغذیه در محدوده 200-900 ولت مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که کلیدهای SiC برای کاربردهای 900 تا 15000 ولت و بالاتر مورد توجه هستند. در این پست به مرور گزارشی از مجموعه تحقیقاتی Yole در فرانسه پرداخته شده است که در سال 2015 منتشر شده است و به بررسی بازار 5 سال آینده این حوزه یعنی تا سال 2020 پرداخته است. لازم به ذکر است اعداد پیش بینی شده در این گزارش تا حدود خوبی امروزه به وقوع پیوسته است.
❇️ بازار کلیدهای GaN
مطابق این گزارش اگرچه آینده برای کلیدهای WBG امیدوارکننده به نظر می رسد، با این حال چشم انداز تا سال 2015 این کلیدها متوسط است. بر اساس گزارش شرکت مشاوره استراتژی و تحقیقات بازار مستقر در لیون فرانسه (گروه Yole Développement)، در سال 2014، تامین کنندگان کلیدهای GaN تنها 10 تا 12 میلیون دلار درآمد تولید کردند که عمدتاً از فعالیت های تحقیق و توسعه (R&D) و نمونه سازی اولیه و تولید محدود مبدل dc-dc ولتاژ پایین بوده است. با این حال، مطابق این گزارش، سالهای بعد از 2015 درخشان پیش بینی شده است. بر اساس گزارش گروه Yole با عنوان " Power GaN Market and SiC Modules, Devices, and Substrates for Power Electronics Market " (لینک این گزارش در پیوست قرار داده شده است)، بازار بیش از 550 میلیون دلاری برای کلیدهای GaN را تا سال 2020 پیش بینی کرده است که تقریباً به 580000 ویفر 6 اینچی GaN ترجمه می شود (شکل موجود در پست). بر اساس این گزارش از سال 2015 کلیدهای GaN به طور گسترده وارد مدارهای تصحیح ضریب توان (PFC) شده است. آقای پیرریک گوگوئن، مدیر بازرگانی، الکترونیک قدرت و نیمه هادی های مرکب شرکت Yole گفته است: در نتیجه، انتظار می رود بخش منبع تغذیه/PFC در حوزه بازار کلیدهای GaN از سال 2015 تا 2018 تسلط داشته باشد و 50 درصد از فروش کلیدها را به خود اختصاص دهد.
طبق گفته آقای گوگوئن، در دسترس بودن کلیدهای GaN ولتاژ بالا، کلیدهای GaN را قادر میسازد تا از سال 2018 به بازار خودروهای الکتریکی/هیبریدی نفوذ کنند. در واقع، طبق مطالعه گروه Yole، سه عامل کلیدی که GaN را در بازار خودروهای الکتریکی/هیبریدی توسعه میدهد شامل در دسترس بودن این کلیدها، تامین کنندگان متعدد و بهبود قابلیت اطمینان هستند. در نتیجه، طبق گزارش Yole، خودروسازان شروع به استفاده از کلیدهای GaN در اینورترها، مبدلهای dc-dc و شارژرهای داخلی خواهند کرد که درآمدی بالغ بر 150 میلیون دلار تا سال 2020 به دست خواهند آورد (شکل پست).
علاوه بر مبدل های dc-dc، PFC ها و کاربردهای نوظهور EV/HEV، کلیدهای GaN به منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، کنترل موتور و اینورترهای خورشیدی نیز توسعه می یابد. در نتیجه، این گزارش در سال 2015 پیش‌بینی میکند که فناوری GaN میتواند تا سال 2020 تا 15 درصد از سهم بازار در زمینه UPS را به خود اختصاص دهد. با بهبود راندمان و برابری قیمت با کلیدهای سیلیکونی، انگیزه‌هایی برای پیاده‌سازی کلیدهای GaN در کاربرد درایو موتور وجود دارد. در نتیجه، شرکت تحقیقاتی انتظار دارد که کاربرد کنترل موتور شروع به پذیرش قطعات GaN در سال های 2015-2016 کنند. اگرچه پذیرش در آغاز کند خواهد بود، اما انتظار می رود تا سال 2018 زمانی که فناوری GaN به برابری قیمتی با Si برسد، بهبود یابد. در نتیجه، مطابق این گزارش انتظار رفته است تا سال 2020 به حدود 45 میلیون دلار درآمد برسد.
اگرچه اینورترهای فتوولتائیک (PV) نیز در رادار تامین‌کنندگان کلیدهای GaN هستند، ورود GaN به این فضا نسبتاً کند خواهد بود زیرا فناوری SiC به دلیل در دسترس بودن تجاری محصولات تا سال 2015 به خوبی جا افتاده است. با این حال، با قیمت گذاری بهتر در آینده، این امکان وجود دارد که GaN بتواند تا حدی جایگزین SiC در این بازار شود. اما به گفته Yole، واجد شرایط بودن قطعات GaN برای اینورترهای PV ممکن است چالش برانگیزتر باشد.
📶 https://s3.i-micronews.com/uploads/2022/06/Power-GaN-2022-Product-Brochure-.pdf
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
🎓 شانزدهمین دوره روز پروژه کارشناسی دانشکده فنی دانشگاه تهران
📆 30 شهریورماه از ساعت 9 الی 11 صبح
📌 این رویداد به‌صورت حضوری در ساختمان شماره ۲ دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران (تهران-کارگر شمالی-امیرآباد)، برگزار میشود.
✅ رویداد روز پروژه سازوکاری برای تعریف، انجام و ارزیابی مناسب‌تر پروژه‌های کارشناسی است که به مدت ۶ سال است که در پایان هر ترم تحصیلی برگزار می شود.
👈 هدف از برگزاری روز پروژه تقویت نقش آفرینی در جامعه، توسعه فضای نوآوری در کشور و همچنین محک تمام آموخته های دانشجویان و آشنایی آنان با اخلاق حرفه‌ای و استانداردهای تعریف، انجام و ارائه یک کار فنی و علمی است.
از کلیه علاقه مندان جهت شرکت در این رویداد دعوت می شود.
⚡️ @UTPowerElec
📆 30 شهریورماه از ساعت 9 الی 11 صبح
📌 این رویداد به‌صورت حضوری در ساختمان شماره ۲ دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران (تهران-کارگر شمالی-امیرآباد)، برگزار میشود.
✅ رویداد روز پروژه سازوکاری برای تعریف، انجام و ارزیابی مناسب‌تر پروژه‌های کارشناسی است که به مدت ۶ سال است که در پایان هر ترم تحصیلی برگزار می شود.
👈 هدف از برگزاری روز پروژه تقویت نقش آفرینی در جامعه، توسعه فضای نوآوری در کشور و همچنین محک تمام آموخته های دانشجویان و آشنایی آنان با اخلاق حرفه‌ای و استانداردهای تعریف، انجام و ارائه یک کار فنی و علمی است.
از کلیه علاقه مندان جهت شرکت در این رویداد دعوت می شود.
⚡️ @UTPowerElec
✅ کوره های القایی (بخش اول) - مفاهیم اولیه
🔸کوره القایی دستگاهی است که از آن جهت ذوب کردن فلزات به روش گرمایش القایی استفاده می شود. ظرفیت کوره های القایی از کمتر از یک کیلوگرم تا صد تن است و برای ذوب آهن و فولاد، مس، آلومینیوم و فلزات گرانبها استفاده می شود.کاربرد این کوره جهت ذوب به خاطر عدم احتیاج به تجهیزات گران قیمت جهت غبار زدایی و شارژ که در دیگر انواع کوره ها ضروری هستند بسیار وسیع شده است و این امر به خصوص در کشورهایی که قوانین حفظ محیط زیست را به سختی رعایت می کنند بیشتر مورد توجه است. این کوره ها از نظر تئوری بالاترین راندمان حرارتی را دارند چرا که حرارت در همان جایی ایجاد می شود که باید مصرف شود.
🔸در یک سیستم ساده گرمایش القایی، منبع تغذیه ، یک جریان متناوب به سلف یا القاگر (معمولا از جنس مس) ارسال میکند. ماده‌ای که می‌خواهیم دمای آن را افزایش دهیم معمولا داخل این سیم‌پیچ قرار داده میشود. سلف یا القاگر، مانند سیم‌پیچ اولیه یک ترانسفورماتور عمل میکند و ماده هدف مانند سیم‌پیچ ثانویه ترانسفورماتور خواهد بود، با این تفاوت که اتصال کوتاه شده است. هنگامی که یک قطعه فلزی داخل القاگر قرار گیرد، جریانهای گردابی در حال چرخش در قطعه القا میشود. این جریان‌ها از مقاومت الکتریکی فلز عبور میکنند و به این ترتیب، بدون آنکه قطعه فلزی با القاگر تماس داشته باشد، گرمایی متمرکز و دقیق داخل قطعه ایجاد میشود.البته اگر ماده مورد استفاده از خانواده فرومغناطیس باشد. علاوه بر گرمای حاصل از جریان القایی(تلفات فوکو)، مقداری حرارت نیز در اثر تلفات هیسترزیس حاصل میشود که مقدار این حرارت کمتر ازحرارت جريان القایی است و در بار های غیر فرو مغناطیس این حرارت به وجود نمی آید. چگالی میدان مغناطیسی در مرکز کویل کمینه و در نزدیکی کویل بیشینه است. درنتیجه قسمت هایی از ماده که به دیواره کوره نزدیک تر هستند، سریع تر و با شدت بیشتری گرم و ذوب می شوند، این اختلاف درجه حرارت کاملا با چشم هم قابل مشاهده است.
مفاهیمی که برای درک عملکرد کوره های القایی ضروری می باشند:
🔸گرمایش القایی : فرآیند گرم کردن مواد رسانای الکتریکی مانند فلزات به کمک القای الکترومغناطیسی می باشد.
🔸القای مغناطیسی : القای مغناطیسی که به آن القای الکترومغناطیسی نیز گفته میشود، به ایجاد ولتاژ در یک رسانای الکتریکی که در داخل یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گرفته، اشاره دارد.
🔸جریان فوکو : حلقه‌هایی از جریان الکتریکی است که درون یک هادی در شرایطی که در مقابل یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گرفته باشد، ایجاد میشود.
🔸اثر پوستی : تمایل جریان متناوب الکتریکی به پخش شدن در داخل هادی الکتریکی، «اثر پوستی» نام دارد. به این صورت که چگالی جریان در سطوح بیرونی، به دلیل اثر پوستی، بیشترین مقدار ممکن را دارد. هرچه از سطح به داخل رسانا حرکت کنیم، چگالی جریان کمتر میشود و می توان گفت جریان الکتریکی، بیشتر از سطح هادی عبور میکند.در سیستم های مبتنی بر گرمایش القایی هر چقدر فرکانس سیم پیچ القاگر افزایش پیدا کند چگالی جریان های گردابی در مرکز کمتر و درسطح بیشتر خواهد شد.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
🔸کوره القایی دستگاهی است که از آن جهت ذوب کردن فلزات به روش گرمایش القایی استفاده می شود. ظرفیت کوره های القایی از کمتر از یک کیلوگرم تا صد تن است و برای ذوب آهن و فولاد، مس، آلومینیوم و فلزات گرانبها استفاده می شود.کاربرد این کوره جهت ذوب به خاطر عدم احتیاج به تجهیزات گران قیمت جهت غبار زدایی و شارژ که در دیگر انواع کوره ها ضروری هستند بسیار وسیع شده است و این امر به خصوص در کشورهایی که قوانین حفظ محیط زیست را به سختی رعایت می کنند بیشتر مورد توجه است. این کوره ها از نظر تئوری بالاترین راندمان حرارتی را دارند چرا که حرارت در همان جایی ایجاد می شود که باید مصرف شود.
🔸در یک سیستم ساده گرمایش القایی، منبع تغذیه ، یک جریان متناوب به سلف یا القاگر (معمولا از جنس مس) ارسال میکند. ماده‌ای که می‌خواهیم دمای آن را افزایش دهیم معمولا داخل این سیم‌پیچ قرار داده میشود. سلف یا القاگر، مانند سیم‌پیچ اولیه یک ترانسفورماتور عمل میکند و ماده هدف مانند سیم‌پیچ ثانویه ترانسفورماتور خواهد بود، با این تفاوت که اتصال کوتاه شده است. هنگامی که یک قطعه فلزی داخل القاگر قرار گیرد، جریانهای گردابی در حال چرخش در قطعه القا میشود. این جریان‌ها از مقاومت الکتریکی فلز عبور میکنند و به این ترتیب، بدون آنکه قطعه فلزی با القاگر تماس داشته باشد، گرمایی متمرکز و دقیق داخل قطعه ایجاد میشود.البته اگر ماده مورد استفاده از خانواده فرومغناطیس باشد. علاوه بر گرمای حاصل از جریان القایی(تلفات فوکو)، مقداری حرارت نیز در اثر تلفات هیسترزیس حاصل میشود که مقدار این حرارت کمتر ازحرارت جريان القایی است و در بار های غیر فرو مغناطیس این حرارت به وجود نمی آید. چگالی میدان مغناطیسی در مرکز کویل کمینه و در نزدیکی کویل بیشینه است. درنتیجه قسمت هایی از ماده که به دیواره کوره نزدیک تر هستند، سریع تر و با شدت بیشتری گرم و ذوب می شوند، این اختلاف درجه حرارت کاملا با چشم هم قابل مشاهده است.
مفاهیمی که برای درک عملکرد کوره های القایی ضروری می باشند:
🔸گرمایش القایی : فرآیند گرم کردن مواد رسانای الکتریکی مانند فلزات به کمک القای الکترومغناطیسی می باشد.
🔸القای مغناطیسی : القای مغناطیسی که به آن القای الکترومغناطیسی نیز گفته میشود، به ایجاد ولتاژ در یک رسانای الکتریکی که در داخل یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گرفته، اشاره دارد.
🔸جریان فوکو : حلقه‌هایی از جریان الکتریکی است که درون یک هادی در شرایطی که در مقابل یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گرفته باشد، ایجاد میشود.
🔸اثر پوستی : تمایل جریان متناوب الکتریکی به پخش شدن در داخل هادی الکتریکی، «اثر پوستی» نام دارد. به این صورت که چگالی جریان در سطوح بیرونی، به دلیل اثر پوستی، بیشترین مقدار ممکن را دارد. هرچه از سطح به داخل رسانا حرکت کنیم، چگالی جریان کمتر میشود و می توان گفت جریان الکتریکی، بیشتر از سطح هادی عبور میکند.در سیستم های مبتنی بر گرمایش القایی هر چقدر فرکانس سیم پیچ القاگر افزایش پیدا کند چگالی جریان های گردابی در مرکز کمتر و درسطح بیشتر خواهد شد.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
✅ کوره های القایی (بخش دوم) - اجزاي تشکیل دهنده سیستم کوره هاي القایی
🔸منبع تغذیه : نوع منبع تغذیه انتخابی، تناسب مستقیمی با توان کوره القایی دارد به شکلی که در کوره های کوچک مستقیما از شبکه برای تغذیه استفاده شده و در کوره های بزرگتر از ترانسفورماتور قدرت برای تامین ولتاز و جریان دلخواه استفاده می شود.
🔸رکتیفایر: مدار یا دستگاهی است که جریان AC را به جریان DC تبدیل میکند.یکسوکننده ها با توجه با نوع منبع ورودی دارای ساختار متفاوتی هستند که .در کوره های القایی توان پایین سری معمولا از پل دیودی و در توان های بالا از پل تریستوری سه فاز استفاده می شود .
🔸 لینک DC : لینک DC به منظور کاهش ریپل ولتاژ DC خروجی یکسوساز به کار می رود و اگر کوره القایی سری داشته باشیم از لینک DC شامل یک خازن موازی و اگر کوره القایی موازی داشته باشیم شامل یه سلف سری می باشد.
🔸اینورتر : دستگاهی است که به‌کمک آن می توان جریان DC را به جریان AC تبدیل کرد. اینورتر این امکان را فراهم می کند که بتوان به جریان AC با دامنه و فرکانس دلخواه را دست پیدا کرد که معمولا درکوره های القایی از اینورتر های پل تکفاز استفاده می شود
🔸ترانسفورماتور تطبیق : در کوره های القایی با ساختار سری، امپدانس بار کم بوده و جریان زیادی که از سوئیچ ها عبور می کنند که می تواند به آن ها آسیب بزند لذا از یک ترانسفورماتور افزاینده به نام ترانسفورماتور تطبیق استفاده می شود تا امپدانس کوره از سمت اولیه ترانس در اثر تطبیق امپدانس بزرگتر شده و مشکل مذکور مرتفع می شود.
🔸 تانک رزونانس : اسیلاتور LC یا مدار مخزنی که گاه به آن مدار تانک رزونانس نیز گفته میشود، مداری شامل سلف و خازن سری یا موازی است. از این مدار میتوان به‌عنوان نوسان ساز استفاده کرد که در فرکانس رزونانس، نوسان می کند. وظیفه اسیلاتورها، تبدیل ورودی DC (منبع ولتاژ) به خروجی AC (موج مورد نظر) است.به طور کلی دو توپولوژی برای کوره های القایی بر اساس نحوه قرار گرفتن کویل و بانک خازنی در تانک رزونانس وجود دارد .
1-کور های القایی سری : در این کوره ها سلف و بانک خازنی با یکدیگر سری هستند.
2-کوره های القایی موازی : در این کوره ها سلف و بانک خازنی با یکدیگر موازی هستند.
🔸 کویل : به نوعی سیم پیج اولیه ترانسفوماتوری را تشکیل می دهد که ثانویه آن بار فلزی ای است که درون آن قرار می گیرد. کویل به صورت دو جداره ساخته میشود واز یکی از جدارها جریان الکتریکی واز دیگری آب جریان می یابد تا در اثر عبور جریان بیش از حد ذوب نشود. دوسر کویل به منبع انرزی الکتریکی وسیستم خنک کننده کویل متصل می شود.
🔸 بوته ذوب : بوته ذوب حاوي اسکلت فلزي کوره، کويل، جـداره نسـوز و هسـته کوره می باشد. بدنه کوره القايي بايستي از جنسي انتخاب شود که در معرض ميدان مغناطيسي بیش از حد گرم نشود و در عين حال از استحکام کافي برخوردار باشد. در داخل بوته لایه آزبست یا ورق میکا بر روی کویل قرارگرفته و روی آن لایه خاک نسوز کوبیده میشود.
🔸جداره دیرگداز : جداره های نسوز ودیرگداز میتوانند بصورت بوته های پیش ساخته یا جرم های کوبیده شده باشند.این جداره که از مواد غیر آلی، غیر فلزی و مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
🔸منبع تغذیه : نوع منبع تغذیه انتخابی، تناسب مستقیمی با توان کوره القایی دارد به شکلی که در کوره های کوچک مستقیما از شبکه برای تغذیه استفاده شده و در کوره های بزرگتر از ترانسفورماتور قدرت برای تامین ولتاز و جریان دلخواه استفاده می شود.
🔸رکتیفایر: مدار یا دستگاهی است که جریان AC را به جریان DC تبدیل میکند.یکسوکننده ها با توجه با نوع منبع ورودی دارای ساختار متفاوتی هستند که .در کوره های القایی توان پایین سری معمولا از پل دیودی و در توان های بالا از پل تریستوری سه فاز استفاده می شود .
🔸 لینک DC : لینک DC به منظور کاهش ریپل ولتاژ DC خروجی یکسوساز به کار می رود و اگر کوره القایی سری داشته باشیم از لینک DC شامل یک خازن موازی و اگر کوره القایی موازی داشته باشیم شامل یه سلف سری می باشد.
🔸اینورتر : دستگاهی است که به‌کمک آن می توان جریان DC را به جریان AC تبدیل کرد. اینورتر این امکان را فراهم می کند که بتوان به جریان AC با دامنه و فرکانس دلخواه را دست پیدا کرد که معمولا درکوره های القایی از اینورتر های پل تکفاز استفاده می شود
🔸ترانسفورماتور تطبیق : در کوره های القایی با ساختار سری، امپدانس بار کم بوده و جریان زیادی که از سوئیچ ها عبور می کنند که می تواند به آن ها آسیب بزند لذا از یک ترانسفورماتور افزاینده به نام ترانسفورماتور تطبیق استفاده می شود تا امپدانس کوره از سمت اولیه ترانس در اثر تطبیق امپدانس بزرگتر شده و مشکل مذکور مرتفع می شود.
🔸 تانک رزونانس : اسیلاتور LC یا مدار مخزنی که گاه به آن مدار تانک رزونانس نیز گفته میشود، مداری شامل سلف و خازن سری یا موازی است. از این مدار میتوان به‌عنوان نوسان ساز استفاده کرد که در فرکانس رزونانس، نوسان می کند. وظیفه اسیلاتورها، تبدیل ورودی DC (منبع ولتاژ) به خروجی AC (موج مورد نظر) است.به طور کلی دو توپولوژی برای کوره های القایی بر اساس نحوه قرار گرفتن کویل و بانک خازنی در تانک رزونانس وجود دارد .
1-کور های القایی سری : در این کوره ها سلف و بانک خازنی با یکدیگر سری هستند.
2-کوره های القایی موازی : در این کوره ها سلف و بانک خازنی با یکدیگر موازی هستند.
🔸 کویل : به نوعی سیم پیج اولیه ترانسفوماتوری را تشکیل می دهد که ثانویه آن بار فلزی ای است که درون آن قرار می گیرد. کویل به صورت دو جداره ساخته میشود واز یکی از جدارها جریان الکتریکی واز دیگری آب جریان می یابد تا در اثر عبور جریان بیش از حد ذوب نشود. دوسر کویل به منبع انرزی الکتریکی وسیستم خنک کننده کویل متصل می شود.
🔸 بوته ذوب : بوته ذوب حاوي اسکلت فلزي کوره، کويل، جـداره نسـوز و هسـته کوره می باشد. بدنه کوره القايي بايستي از جنسي انتخاب شود که در معرض ميدان مغناطيسي بیش از حد گرم نشود و در عين حال از استحکام کافي برخوردار باشد. در داخل بوته لایه آزبست یا ورق میکا بر روی کویل قرارگرفته و روی آن لایه خاک نسوز کوبیده میشود.
🔸جداره دیرگداز : جداره های نسوز ودیرگداز میتوانند بصورت بوته های پیش ساخته یا جرم های کوبیده شده باشند.این جداره که از مواد غیر آلی، غیر فلزی و مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
Oscilloscope Probes for Power Electronics.pdf
2.2 MB
❇️ نکات مهم در انتخاب پروب اسکوپ در الکترونیک قدرت
اسیلوسکوپ ها ابزاری پرکاربرد برای طراحی و اشکال زدایی انواع مدارهای الکترونیک قدرت هستند. با این حال، پروب اسلیسکوپ در کاربرد الکترونیک قدرت یک المان مهم برای اندازه گیری دقیق و ایمن است. در کاربردهای الکترونیک قدرت، احتمال زیادی وجود دارد که با ولتاژهای بالقوه کشنده، مانند ولتاژهای بالاتر از 60 ولت مواجه شوید. انتخاب و استفاده از پروب با درجه ایمنی مناسب برای جلوگیری از آسیب رساندن به اپراتور و آسیب به دستگاه در حال آزمایش، یک نکته مهم است. در این فایل، مشخصات مهم پروب های ولتاژ بالا و پروب های amplifier-plus در کاربردهای الکترونیک قدرت تشریح شده است و و کاربردهای مناسب و نامناسب برای نوع از پروب ها شرح داده شده است.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
اسیلوسکوپ ها ابزاری پرکاربرد برای طراحی و اشکال زدایی انواع مدارهای الکترونیک قدرت هستند. با این حال، پروب اسلیسکوپ در کاربرد الکترونیک قدرت یک المان مهم برای اندازه گیری دقیق و ایمن است. در کاربردهای الکترونیک قدرت، احتمال زیادی وجود دارد که با ولتاژهای بالقوه کشنده، مانند ولتاژهای بالاتر از 60 ولت مواجه شوید. انتخاب و استفاده از پروب با درجه ایمنی مناسب برای جلوگیری از آسیب رساندن به اپراتور و آسیب به دستگاه در حال آزمایش، یک نکته مهم است. در این فایل، مشخصات مهم پروب های ولتاژ بالا و پروب های amplifier-plus در کاربردهای الکترونیک قدرت تشریح شده است و و کاربردهای مناسب و نامناسب برای نوع از پروب ها شرح داده شده است.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
UTPowerElec
✅ تحلیلی بر روی چالش ها و محدودیت های فن آوری ها برای افزایش چگالی توان-بخش 8 ❇️ چه چیزی چگالی توان را محدود می کند؟ عملکرد حرارتی #نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت ⚡️ @UTPowerElec
✅ تحلیلی بر روی چالش ها و محدودیت های فن آوری ها برای افزایش چگالی توان-بخش 9
❇️ چگونه از موانع چگالی توان عبور کنیم؟
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
❇️ چگونه از موانع چگالی توان عبور کنیم؟
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
UTPowerElec
✅ تحلیلی بر روی چالش ها و محدودیت های فن آوری ها برای افزایش چگالی توان-بخش 9 ❇️ چگونه از موانع چگالی توان عبور کنیم؟ #نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت ⚡️ @UTPowerElec
✅ تحلیلی بر روی چالش ها و محدودیت های فن آوری ها برای افزایش چگالی توان-بخش 9
❇️ چگونه از موانع چگالی توان عبور کنیم؟
تمرکز روی تنها یکی از عناصر کلیدی محدودکننده چگالی توان که در پستهای قبلی برجسته شده‌اند، میتواند منجر به بهبود کلی چگالی توان شود. با این حال، برای دستیابی به چگالی توانهای بسیار بالا، باید رویکرد ما نیز به نحو مناسبی باشد. برای این منظور بهترین رویکرد این است که به هر عاملی که چگالی توان را محدود میکند، به طور موازی پرداخته شود: کاهش تلفات کلید. بهبود عملکرد حرارتی بسته بندی؛ بکارگیری توپولوژی ها و مدارهای نوآورانه؛ و آخرین اما نه کم اهمیت ترین، یکپارچه سازی. در این پست به عامل اول میپردازیم.
دستاوردهای نو در زمینه تلفات کلیدزنی ادوات نیمههادی
دستیابی به عملکرد عالی ادوات نیمه هادی، این نیاز را مشخص میسازد که سرمایه گذاری در فناوری نیمه هادی یک امر ضروری است. این کار می تواند منجر به نوآوری هایی برای بهبود فناوری های موجود یا توسعه مواد جدید با عملکرد اساساً بهتر باشد، مانند فناوری نیترید گالیوم (GaN) برای کاربردهای سوئیچینگ ولتاژ بالاتر.
شکل موجود در پست، یک مبدل باک 3.3 ولت به 1.8 ولت را با استفاده از فناوری های پردازش توان مختلف شرکت TI مقایسه می کند. آیسی سوئیچینگ TPS54319 از تکنولوژی نسل قبل شرکت TI استفاده می کند، در حالی که آیسی سوئیچینگ TPS62088 از آخرین فناوری این شرکت استفاده می کند. همانطور که منحنی بازدهی نشان می دهد، آیسی TPS62088 می تواند در فرکانس کاری 4 مگاهرتز در مقایسه با آیسی سوئیچینگ TPS54319 که در فرکانس 2 مگاهرتز کار میکند، کار کند و تقریباً همان بازده را حفظ کند. این ویژگی می تواند اندازه سلف خارجی را به نصف کاهش دهد. علاوه بر این، اندازه کلی بسته از 4 میلی متر مربع به 0.96 میلی متر مربع کاهش می یابد. اگرچه این کاهش اندازه از منظر چگالی توان بسیار جذاب است، اما چالش‌هایی را نیز در رابطه با افزایش دما معرفی میکند که در پستهای آینده به آنها خواهیم پرداخت.
ترکیب منحصربه‌فرد کلیدهای GaN به واسط تلفات بازیابی معکوس صفر، شارژ کم گیت و سرعت بالای کلیدزنی، منجر به یک تلفات بسیار ناچیز کلیدزنی میشود. استفاده از این کلیدها در توپولوژی ها منجر به راندمان و چگالی توان بالاتری در مقایسه با کلیدهای ماسفت سیلیکونی میشود. شکل 8 مقایسه مستقیم تلفات انرژی کلیدزنی فناوری GaN شرکت TI را در 600 ولت در مقایسه با برخی از بهترین کلیدهای سیلیکون کاربید (SiC) و سیلیکونی در صنعت نشان میدهد.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
❇️ چگونه از موانع چگالی توان عبور کنیم؟
تمرکز روی تنها یکی از عناصر کلیدی محدودکننده چگالی توان که در پستهای قبلی برجسته شده‌اند، میتواند منجر به بهبود کلی چگالی توان شود. با این حال، برای دستیابی به چگالی توانهای بسیار بالا، باید رویکرد ما نیز به نحو مناسبی باشد. برای این منظور بهترین رویکرد این است که به هر عاملی که چگالی توان را محدود میکند، به طور موازی پرداخته شود: کاهش تلفات کلید. بهبود عملکرد حرارتی بسته بندی؛ بکارگیری توپولوژی ها و مدارهای نوآورانه؛ و آخرین اما نه کم اهمیت ترین، یکپارچه سازی. در این پست به عامل اول میپردازیم.
دستاوردهای نو در زمینه تلفات کلیدزنی ادوات نیمههادی
دستیابی به عملکرد عالی ادوات نیمه هادی، این نیاز را مشخص میسازد که سرمایه گذاری در فناوری نیمه هادی یک امر ضروری است. این کار می تواند منجر به نوآوری هایی برای بهبود فناوری های موجود یا توسعه مواد جدید با عملکرد اساساً بهتر باشد، مانند فناوری نیترید گالیوم (GaN) برای کاربردهای سوئیچینگ ولتاژ بالاتر.
شکل موجود در پست، یک مبدل باک 3.3 ولت به 1.8 ولت را با استفاده از فناوری های پردازش توان مختلف شرکت TI مقایسه می کند. آیسی سوئیچینگ TPS54319 از تکنولوژی نسل قبل شرکت TI استفاده می کند، در حالی که آیسی سوئیچینگ TPS62088 از آخرین فناوری این شرکت استفاده می کند. همانطور که منحنی بازدهی نشان می دهد، آیسی TPS62088 می تواند در فرکانس کاری 4 مگاهرتز در مقایسه با آیسی سوئیچینگ TPS54319 که در فرکانس 2 مگاهرتز کار میکند، کار کند و تقریباً همان بازده را حفظ کند. این ویژگی می تواند اندازه سلف خارجی را به نصف کاهش دهد. علاوه بر این، اندازه کلی بسته از 4 میلی متر مربع به 0.96 میلی متر مربع کاهش می یابد. اگرچه این کاهش اندازه از منظر چگالی توان بسیار جذاب است، اما چالش‌هایی را نیز در رابطه با افزایش دما معرفی میکند که در پستهای آینده به آنها خواهیم پرداخت.
ترکیب منحصربه‌فرد کلیدهای GaN به واسط تلفات بازیابی معکوس صفر، شارژ کم گیت و سرعت بالای کلیدزنی، منجر به یک تلفات بسیار ناچیز کلیدزنی میشود. استفاده از این کلیدها در توپولوژی ها منجر به راندمان و چگالی توان بالاتری در مقایسه با کلیدهای ماسفت سیلیکونی میشود. شکل 8 مقایسه مستقیم تلفات انرژی کلیدزنی فناوری GaN شرکت TI را در 600 ولت در مقایسه با برخی از بهترین کلیدهای سیلیکون کاربید (SiC) و سیلیکونی در صنعت نشان میدهد.
#نکات_کاربردي_الکترونيک_قدرت
⚡️ @UTPowerElec
UTPowerElec
✅ سنسورهای جریان اثر هال #نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت #سنسور_اثر_هال ⚡️ @UTPowerElec
✅ سنسورهای جریان اثر هال
ویژگی ها:
• اندازه گیری: شکل موجهای DC، AC و پالسی شکل
• عایق بندی گالوانیک
• پاسخ سریع
• تلفات نزدیک صفر
• مقرون به صرفه
اصول کاری حلقه باز :
با استفاده از سنسور جریان اثر هال به صورت حلقه باز ، شار مغناطیسی، که متناسب با جریان اولیه است، در فاصله هوایی هسته مغناطیسی که دارای یک دستگاه اثر هال است , متمرکز شده است (شکل 1). جریان اولیه بدون اتصال الکتریکی و با مدار اولیه که ایزولیشن گالوانیک را فراهم میکند , اندازه گیری میشود. مطابق شکل 1، شار مغناطیسی، جمع شده در فاصله هوایی هسته مغناطیسی، باعث القای ولتاژ Vh ( ولتاژ هال) میشود که با رابطه روبرو بدست می آید: Vh=k*Ic*B
سپس سیگنال خروجی دستگاه هال، یعنی Vh، توسط مدار تشخیص سیگنال داخلی یک ولتاژ خروجی متناسب با جریان اولیه حاصل میشود.
اصول کاری حلقه بسته :
در سنسور جریان اثر هال حلقه بسته نیز همان اصول حلقه باز برقرار است ولی یک سیم پیچ ثانویه و یک مدار فیدبک هم وجود دارد. سنسور اثر هال حلقه بسته یک جریان مخالف را در سیم پیچ ثانویه ی روی هسته مغناطیسی فیدبک میکند تا شار تولید شده در هسته مغناطیسی توسط جریان اولیه را صفر کند. جریان خروجی سنسور جریان حلقه بسته , دقیقا برابر جریان اولیه است که میتواند با توجه به تعداد دور اولیه و ثانویه این اندازه متناسب با جریان اولیه تغییر کند. خروجی سنسور جریان حلقه بسته را می توان با توسط یک مقاومت کوچک به ولتاژ متناسب با جریان تبدیل کرد (شکل 2).
#نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت
#سنسور_اثر_هال
⚡️ @UTPowerElec
ویژگی ها:
• اندازه گیری: شکل موجهای DC، AC و پالسی شکل
• عایق بندی گالوانیک
• پاسخ سریع
• تلفات نزدیک صفر
• مقرون به صرفه
اصول کاری حلقه باز :
با استفاده از سنسور جریان اثر هال به صورت حلقه باز ، شار مغناطیسی، که متناسب با جریان اولیه است، در فاصله هوایی هسته مغناطیسی که دارای یک دستگاه اثر هال است , متمرکز شده است (شکل 1). جریان اولیه بدون اتصال الکتریکی و با مدار اولیه که ایزولیشن گالوانیک را فراهم میکند , اندازه گیری میشود. مطابق شکل 1، شار مغناطیسی، جمع شده در فاصله هوایی هسته مغناطیسی، باعث القای ولتاژ Vh ( ولتاژ هال) میشود که با رابطه روبرو بدست می آید: Vh=k*Ic*B
سپس سیگنال خروجی دستگاه هال، یعنی Vh، توسط مدار تشخیص سیگنال داخلی یک ولتاژ خروجی متناسب با جریان اولیه حاصل میشود.
اصول کاری حلقه بسته :
در سنسور جریان اثر هال حلقه بسته نیز همان اصول حلقه باز برقرار است ولی یک سیم پیچ ثانویه و یک مدار فیدبک هم وجود دارد. سنسور اثر هال حلقه بسته یک جریان مخالف را در سیم پیچ ثانویه ی روی هسته مغناطیسی فیدبک میکند تا شار تولید شده در هسته مغناطیسی توسط جریان اولیه را صفر کند. جریان خروجی سنسور جریان حلقه بسته , دقیقا برابر جریان اولیه است که میتواند با توجه به تعداد دور اولیه و ثانویه این اندازه متناسب با جریان اولیه تغییر کند. خروجی سنسور جریان حلقه بسته را می توان با توسط یک مقاومت کوچک به ولتاژ متناسب با جریان تبدیل کرد (شکل 2).
#نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت
#سنسور_اثر_هال
⚡️ @UTPowerElec
❇️ انتقال سیگنالهای فرامین کلیدزنی گیت درایوهای IGBT با فیبر نوری در کاربردهای ولتاژ بالا
در سیستم های ولتاژ بالا معمولاً از فیبر نوری برای انتقال سیگنال های کنترلی و سیگنال های وضعیت و خطا استفاده می شود. مزیت واضح این روش در مقایسه با سایر فناوری‌های ایزولاسیون، قابلیت ایزولاسیون بسیار بالا در فواصل طولانی بدون مشکل افت در سیگنال است. از نظر فنی، با استفاده از فیبر نوری طول موج های 850 نانومتر یا 1310 نانومتر را میتوان بدون هیچ مشکلی تا چند کیلومتر انتقال داد.، در حالیکه برای کاربردهای ولتاژ بالای الکترونیک قدرت در حد چند متر تا چند ده متر نیاز است. از این تکنیک در کاربردهای مختلف مانند کاربردهای توان پالسی ولتاژ بالا، درایوهای ولتاژ متوسط، مبدلهای متصل به شبکه HVDC و ... برای انتقال سیگنالهای حساس بین برد قدرت و برد کنترل در فواصل چند متری استفاده میشود.
#نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت
#فیبر_نوری
⚡️ @UTPowerElec
در سیستم های ولتاژ بالا معمولاً از فیبر نوری برای انتقال سیگنال های کنترلی و سیگنال های وضعیت و خطا استفاده می شود. مزیت واضح این روش در مقایسه با سایر فناوری‌های ایزولاسیون، قابلیت ایزولاسیون بسیار بالا در فواصل طولانی بدون مشکل افت در سیگنال است. از نظر فنی، با استفاده از فیبر نوری طول موج های 850 نانومتر یا 1310 نانومتر را میتوان بدون هیچ مشکلی تا چند کیلومتر انتقال داد.، در حالیکه برای کاربردهای ولتاژ بالای الکترونیک قدرت در حد چند متر تا چند ده متر نیاز است. از این تکنیک در کاربردهای مختلف مانند کاربردهای توان پالسی ولتاژ بالا، درایوهای ولتاژ متوسط، مبدلهای متصل به شبکه HVDC و ... برای انتقال سیگنالهای حساس بین برد قدرت و برد کنترل در فواصل چند متری استفاده میشود.
#نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت
#فیبر_نوری
⚡️ @UTPowerElec
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
✅ پیشران مغناطیسی هیدرودینامیکی (Magnetohydrodynamic drive یا MHD)
یکی از معضلات در شناورهای زیرسطحی مانند زیردریایی ها در صورت استفاده از موتورهای الکتریکی بعنوان پیشران، ایجاد نویز صوتی و شنود شدن آن از دوردست است. با توجه به سرعت 4.3 برابری انتشار امواج صوتی در آب نسبت به هوا، بایستی جهت عدم شناسایی از روش های با حداقل نویز صوتی استفاده شود. یکی از این روش های نوین استفاده از پیشران مغناطیسی هیدرودینامیکی است که با استفاده از قانون لورنتس (F=BIL) با ایجاد یک میدان مغناطیسی و عبور جریان از آب دریا (هادی) منجر به ایجاد یک نیروی پیشران جهت حرکت رو به جلوی شناور با حداقل نویز صوتی میشود. در این ویدیو نحوه عملکرد پیشرانهای MHD که مبتنی بر یک قانون ساده موجود در طبیعت هستند را مشاهده میکنید.
#نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت
#پیشران
⚡️ @UTPowerElec
یکی از معضلات در شناورهای زیرسطحی مانند زیردریایی ها در صورت استفاده از موتورهای الکتریکی بعنوان پیشران، ایجاد نویز صوتی و شنود شدن آن از دوردست است. با توجه به سرعت 4.3 برابری انتشار امواج صوتی در آب نسبت به هوا، بایستی جهت عدم شناسایی از روش های با حداقل نویز صوتی استفاده شود. یکی از این روش های نوین استفاده از پیشران مغناطیسی هیدرودینامیکی است که با استفاده از قانون لورنتس (F=BIL) با ایجاد یک میدان مغناطیسی و عبور جریان از آب دریا (هادی) منجر به ایجاد یک نیروی پیشران جهت حرکت رو به جلوی شناور با حداقل نویز صوتی میشود. در این ویدیو نحوه عملکرد پیشرانهای MHD که مبتنی بر یک قانون ساده موجود در طبیعت هستند را مشاهده میکنید.
#نکات_کاربردی_الکترونیک_قدرت
#پیشران
⚡️ @UTPowerElec
#دعوت_به_همکاری
✅ برق و صنعت تسلا
فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی
از یک مهندس الکترونیک (ترجیحا خانم) برای تعمیرات اینورتر AC دعوت به همکاری می نماید.
شرایط همکاری:
1️⃣ آشنایی با اینورتر AC و تعمیرات اینورتر
2️⃣ محل سکونت جنوب تهران
3️⃣ محل کار محدوده شهرک صنعتی شمس آباد
لطفاً رزومه کاری و سوابق تحصیلی خود را به آی دی تلگرام زیر ارسال نمایید.
➡️ @Mesbah_khavari
📶 www.tesla.co.ir
⚡️ @UTPowerElec
✅ برق و صنعت تسلا
فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی
از یک مهندس الکترونیک (ترجیحا خانم) برای تعمیرات اینورتر AC دعوت به همکاری می نماید.
شرایط همکاری:
1️⃣ آشنایی با اینورتر AC و تعمیرات اینورتر
2️⃣ محل سکونت جنوب تهران
3️⃣ محل کار محدوده شهرک صنعتی شمس آباد
لطفاً رزومه کاری و سوابق تحصیلی خود را به آی دی تلگرام زیر ارسال نمایید.
➡️ @Mesbah_khavari
📶 www.tesla.co.ir
⚡️ @UTPowerElec