معادلات زیر بیانگر یافتن L_critical برای یک مبدل DCبهDC کاهنده که در حالت زیر عمل می­ کند می­باشد:

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

یک محدوده ولتاژ ورودی معین (V_in(min) تا V_in(max))،
یک محدوده توان خروجی معین (P_0(min) تا P_{0 (max)})،
یک ولتاژ خروجی معین (V₀)، و
یک فرکانس سوئیچینگ نامی (f_s(nominal)).
در پایان این قسمت، جدول ۲-۱مراجعه­ای مقدار L_critical را برای سه مبدل ایزوله­نشده DCبه DC (کاهنده، افزاینده وکاهنده-افزاینده) نشان می­دهد. برای مبدل کاهنده DCبهDC نشان داده­ شده، در شکل (۲.۸)، با فرض مقاومت صفر برای القاگر، ولتاژ القاگر مطابق شکل زیر تعریف می­ شود:
(۲-۶)
که در آن  مقدار انحراف پیک تا پیک جریان القاگر و  دوره تناوب است که در آن سوئیچ هدایت می­ کند (روشن یا خاموش). برای حالتی که سوئیچ روشن است:
(۲-۷)
که درD سیکل کاری میانگین^[۲۱] هنگام روشن بودن سوئیچ می­باشد وT_S بیانگر دوره تناوب سوئیچینگ نامی بوده و برابر با  می­باشد.
شکل ۲-۸-: توپولوژی مبدل DCبهDC کاهنده استفاده شده در مبدل کاهنده. شکل به منظور استخراج معادله برای یافتن مقدار بحرانی القاگر (L_critical) استفاده می شود.]۱۱[
تحت شرایط خاصی هنگامی که  است، موج مثلثی آشنایی با مقدار مینیمم صفر و ماکزیمم  تولید خواهد شد. معادله (۲-۷) می ­تواند به صورت زیر نوشته شود:

که در آن  جریان بار و برابر با  در این مورد است. برای مبدل باک DC/DC سیکل میانگین برابر است با:

و

که در آن  توان خروجی میانگین است. با جایگزینی معادلات (۲-۸) و (۲-۹) در (۲-۱۰) و برای حالتی که L=L_critical است می­توان نوشت:

با عوض کردن ترتیب عبارات، معادله فوق منجر به معادله کلی برای مبدل کاهنده DCبهDC می­ شود که در آن L_critical به صورت زیر تعریف می­گردد:

اگر طراحی به گونه ­ای باشد که نیاز باشد مبدل در حالت CCM تحت همه شرایط عمل کند، بایستی شرط L>L_critical برقرار گردد. همچنین بدترین حالت در یک توان خروجی مینیمم و ولتاژ ورودی ماکزیمم اتفاق می­افتد]۲۵[
از طرف دیگر، اگر طراحی به گونه ­ای باشد که نیاز باشد مبدل در حالت DCM تحت همه شرایط عمل کند، بایستی شرط L<L_critical برقرار گردد. همچنین بدترین حالت در یک توان خروجی ماکزیمم و ولتاژ ورودی مینیمم اتفاق می­افتد]۲۵[
جدول ۲-۱ مقادیر بحرانی القاگر را برای ۳ حالت مبدل­های DCبه DC ایزوله­نشده (کاهنده،افزاینده و کاهنده-افزاینده) ارائه کرده است که هم در حالت CCM و هم در حالت DCM عمل می­ کنند. برای مبدل بوست به (پیوست الف-۲)و برای مبدل کاهنده-افزاینده به (پیوست الف-۳) مراجعه کنید.
جدول ۲-۱: مقادیر بحرانی القاگر برای مبدل­های DCبه DC ایزوله­نشده (کاهنده، افزاینده وکاهنده-افزاینده).
جدول نشان می­دهد چگونه یک مقدار مناسب برای القاگر را برای مبدل DCبهDC در CCM و DCM انتخاب کنیم. با فرض این که مبدل در این شرایط عمل می­ کند: یک محدوده ولتاژ ورودی معین، یک محدوده توان خروجی معین، یک مقدار ولتاژ خروجی معین و یک فرکانس نامی دانسته­شده. ]۱۱[
جدول به طراح در انتخاب مقدار القاگر که مبدل را قادر به عملکرد مطلوب در حالت CCMو DCM می­ کند، (حتی وقتی که بدترین حالت در معیار طراحی داده شده است)، کمک می­ کند.
۲-۷ طبقه ­بندی و کاربردهای توپولوژی سوئیچینگ
در بخش قطعات الکترونیکی، هم­­اکنون منبع تغذیه سوئیچینگ در میان تعداد زیادی از سازندگان با عرضه مجموعه گسترده­ای ازسیستمها جایگاه خود را برای اهداف اقتصادی و نظامی باز کرده است.
سیستم­های طرف مصرف ­کننده های اصلی برای منابع سوئیچینگ شامل سیستم­های کامپیوتری بزرگ و کوچک، پردازنده­های اصلی سیستم­های مخابراتی هستند.
توپولوژی­ها و روش­های کنترلی استفاده­شده برای بدست آوردن ولتاژهای خروجی مطلوب در سطوح مختلف توانی از یک سازنده به سازنده دیگر متفاوت است. به طور کلی رگولاتورهای سوئیچینگ معمولا به عنوان رگولاتورهای ثانویه در واحدهای با خروجی چندگانه مورد استفاده قرار می­گیرند، ساختارهای تک­سر ایزوله شده در مبدل­های DCبه DC با خروجی­های چندگانه و یا تک­گانه با توان کم مورد استفاده قرار می­گیرند.
ترکیب رگولاتورهای خطی و سوئیچینگ یک تکنیک رایج برای تولید ولتاژهای چندگانه می­باشد.
رگولاتور خطی شکل ۲-۹ ولتاژ باتری را به یک تغذیه منطقی تبدیل می­ کند و یک یا تعداد بیشتر رگولاتورهای سوئیچ ولتاژهای مورد نیاز دیگر برای مدارت آنالوگ و بایاس نمایش LCD را تامین می­ کنند.
شکل ۲-۹: رگولاتور خطی ترکیبی و رگولاتورهای سوئیچ برای کاربردهای مختلف.]۳۲[
شکل ۲-۱۰ یک روش متفاوت که نویز و ریپل در آن راه ندارد و با ترکیبی از رگولاتورهای خطی و سوئیچ­شده ساخته می­ شود را نشان می­دهد. بخاطر اینکه توان کشیده­شده به خاطر این رگولاتورها بخش اصلی از کل بار در یک سیستم قابل حمل نیست، تاثیر آن­ها بر روی عمر باتری بسیار کم است.

شکل ۲-۱۰- رگولاتور خطی ترکیبی و رگولاتور سوئیچ­شده برای حذف نویز و ریپل.]۲۸[
توپولوژی­های مبدل­های مختلف می ­تواند در یک درخت همان­گونه که در شکل ۲-۱۱ نشان­داده شده است، سازماندهی شود.
شکل ۲-۱۱: خانواده ی مبدل های منبع DCبهDC. خانواده مبدل DCبهDC به سه شاخه تقسیم می­ شود که شامل رگولاتور خطی، توپولوژی سوئیچ­شده (سوئیچینگ سخت) و مبدل رزونانسی (سوئیچینگ نرم) می­باشد. همان­گونه که در شکل نشان داده شده است این شاخه­ها خود به زیرشاخه­هایی نیز تقسیم می­شوند]۲۴[
خلاصه:
توپولوژی منبع تغذیه تنظیم­شده به دو دسته تقسیم شد: منابع تغذیه خطی و منابع تغذیه سوئیچ­شده. در هر گروه تحلیلی راجع به ساختار مبدل صورت گرفت. مزایا و نقاط ضعف هر گروه نشان داده شد. جدول ۲-۲ این تفاوت­ها را خلاصه می­ کند:
جدول ۲-۲: مقایسه­ ای بین مزایا و نقاط ضعف رگولاتوهای خطی و سوئیچ­شده]۱[