مدل سازی و تحلیل عددی مبدل‌های تایریستوری به روش رانگ-کوتای چند متغیره

Abstract

مدل‌سازی کلیدهای نیمه هادی در مبدل‌های سوئیچینگ از موضوع‌هایی می‌باشد که امروزه، بیشتر مورد توجه مهندسین طراح قرار گرفته است. زیرا به دیدگاه آن‌ها در انتخاب ساختار، مقایسه، تعیین مقادیر اجزای مبدل، حلقه کنترلی و پایداری اشراف بیشتری می‌بخشد. در این مقاله، روشی عددی برای تعیین منحنی ولتاژ و جریان تایریستور در مبدل‌های الکترونیک قدرت ارائه شده‌است. عناصر موجود در این مبدل‌ها را می‌توان از نظر منحنی مشخصه، به دو گروه خطی و غیرخطی تقسیم بندی کرد. در روش پیشنهادی ابتدا منحنی مشخصه دوران یافته سوئیچ را در نظر گرفته و سپس دیاگرامی که گویای ارتباط جریان-ولتاژی تریستور است استخراج می‌شود. در ادمه، بلوک دیاگرام منتجه در مدار مبدل جاگذاری می‌گردد. از سوی دیگر ماتریس‌های امپدانس و انتقال مربوط به عناصر خطی به روش نظریه مش و گره تعیین می‌شوند. سپس بلوک دیاگرام سیستمی مبدل که شامل عملگرهای تفاضلی است تعیین شده و با اعمال روش رانگ-کوتای چند متغیره بر بلوک نهایی، مقادیر لحظه‌ای پارامترهای مبدل محاسبه می‌گردد. در انتها نتایج شبیه‌سازی با روش تحلیلی جبری پیشنهادی، مقایسه می‌شود که گویای کارآمدی این روش در تخمین ولتاژ و جریان سوئیچ‌ها می‌باشد به طوری که بیشینه خطای ولتاژ و جریان به کمتر از 2 درصد محدود می‌شود.