تحلیل و مقایسه دو ساختار متداول مبدل ولتاژ تسلای مبتنی بر اسپارکگپ

Abstract

چکیده مبدل ولتاژ تسلا، یکی از ابزارهای متداول برای تولید ولتاژهای بسیار بالا میباشد. در این مقاله به بررسی دو ساختار متفاوت از مبدل ولتاژ تسلای مبتنی بر اسپارکگپ پرداخته شده است. تفاوت دو ساختار مبدل ولتاژ تسلا در نوع مبدل ولتاژ افزاینده مورد استفاده، محل قرار گرفتن اسپارکگپ و خازن سمت اولیه میباشد. در این مقاله سعی بر این بوده است که معادلات دیفرانسیل بیانکننده رفتار هر کدام از دو ساختار مبدل ولتاژ تسلا به روش تحلیلی در حالتهای شارژ و دشارژ حل شده و دو ساختار با هم مقایسه شود. در حالتیکه حل معادلات دیفرانسیل به صورت تحلیلی امکانپذیر نبوده از روش انتگرالگیری عددی اویلر استفاده شده است. همچنین تاثیر برخی پارامترهای سیستم مانند لحظه ایجاد جرقه و اندوکتانس نشتی مبدل ولتاژ افزاینده نیز در هر دو ساختار بر ولتاژ خروجی مبدل ولتاژ تسلا مطالعه، و از مدل عناصر فشرده برای اجزای مبدل ولتاژ تسلا استفاده شده، و از تلفات مقاومتی صرفنظر شده است. برای بررسی صحت و دقت روابط محاسبه شده، نتایج حاصله از معادلات تحلیلی و حل عددی با نتایج شبیهسازی بهد ست آمده از نرمافزار MATLAB/Simulink مقایسه شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج تحلیلی و حل عددی نشان میدهد که روابط محاسبه شده از اعتبار خوبی برخوردار هستند و در شرایط یکسان، یکی از دو ساختار بررسی شده، از توانایی بیشتری برای تولید ولتاژهای بالاتر برخوردار است، و با کاهش اندوکتانس نشتی مبدل ولتاژ افزاینده، ولتاژ خروجی مبدل ولتاژ تسلا در هر دو ساختار افزایش مییابد.