بوستر برق

چرا از بوستر برق در مسیر مدارهای الکتریکی استفاده می‌کنیم؟    

607 بازدید آموزش در صنعت برق

بوستر برق می‌تواند انرژی جریان ورودی را در خازن‌های سلف ذخیره نماید تا در مواقع نیاز با رها کردن آن به بار در ولتاژ بالاتر دست پیدا کند. بنابراین هدف نهایی ما برای استفاده از بوستر برق، افزایش ولتاژ ورودی به سطح بالاتر است. اما این که در چه مواردی به این قابلیت در مدار الکتریکی نیاز داریم؛ موضوعی است که در ادامه بیشتر آن را بررسی خواهیم کرد.

استفاده از بوستر برق برای تأمین جریان خروجی ثابت

در برخی از مدار‌های الکتریکی نیاز است که همواره منبع تغذیه جریان خروجی ثابتی را برای استفاده تجهیزات الکتریکی موجود در مدار فراهم کند. حفظ ثبات در این فرایند سبب کار کردن بدون خطای شبکه برق خواهد شد. اما بنا به دلایل مختلف ممکن است منبع تغذیه دچار افت جریان شود و این نوسان ایجاد شده برای تجهیزات الکتریکی موجود در شبکه خطر آسیب دیدگی را در پی خواهد داشت. در چنین مواقعی برای جلوگیری از بروز این مشکل و همچنین اطمینان از عملکرد صحیح شبکه، از بوستر برق استفاده می‌کنیم تا همواره حداکثر جریان خروجی مورد نیاز را فراهم کند.

تصویر زیر نسخه ساده شده مدار بوستر برق را نشان می‌دهد. از آنجایی که هیچ جریان DC نمی‌تواند از طریق خازن خروجی عبور کند، کل جریان بار از طریق سلف جریان می‌یابد. طرف دیگر سلف به گره مشترک بین ماسفت و دیود متصل است. اگر امواج مثلثی کوچک را نادیده بگیریم، به راحتی می‌توان دریافت که حداکثر جریان ماسفت تقریباً با جریان بار برابر است. این امر باعث می‌شود که سازنده بوستر برق به راحتی حداکثر جریان باری که رگولاتور می‌تواند تامین کند را مشخص نماید.

نسخه ساده شده مدار بوستر برق

مقابله با افزایش ناگهانی ولتاژ خروجی

اگر افت جریان ثبت سبب اختلال در عملکرد تجهیزات الکتریکی می‌شود، افزایش ناگهانی ولتاژ می‌تواند آن‌ها را به طور کامل از کار بیاندازد. برای جلوگیری از این افزایش ناگهانی ولتاژ در شبکه، از بوستر برق استفاده می‌کنیم. این وسیله حد مشخصی را به نسبت وظیفه و در نتیجه ولتاژ خروجی تعیین می‌کند و آن را ثابت نگه می‌دارد. همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است، تمامی بوستر‌های برق دارای حداکثر چرخه کاری هستند که بیش از آن رگولاتور تقویت و بارگیری نخواهد شد. با استفاده از معادلات مشخص شده در زیر می‌توان این مقدار را تعیین کرد. اما نکته مهم این است که اگر افزایش ولتاژ بیش از ماکزیمم عملکرد بوستر برق اتفاق بیافتد، جریان به طور کامل قطع خواهد شد. در نتیجه شبکه توزیع برق و تجهیزات متصل به آن ثابت خواهند ماند.

نمودار چرخه کارکرد بوستر برق و فرمول محاسبه آن

کنترل ولتاژ خروجی در مدار‌های اتصال کوتاه

هنگامی که مصرف کننده و یا ترانسفورماتور بیش از اندازه به منبع تغذیه نزدیک باشد، کوچکترین تغییرات و نوسانات ولتاژ که در منبع تغذیه ایجاد می‌شود می‌تواند تجهیزات متصل به ژنراتور یا سایر منابع تغذیه را تحت تأثیر قرار دهد. بوستر برق مورد استفاده در چنین شرایطی به لحاظ ساختاری اندکی با نمونه‌های معمولی تفاوت دارد. در این بوستر‌های برق از نوعی کلید قطع و یا ساختار معماری پیشرفته‌تر استفاده می‌شود. هدف از این کار ایمن سازی است تا بوستر بتواند شبکه را در برابر اضافه بارهایی که بالاتر از حد معین شده برای ولتاژ ورودی است و می‌تواند ولتاژ خروجی را نیز از حالت تنظیم خارج کند، محافظت نماید.

بوستر برق سه فاز با پنج خروجی

تأثیر چیدمان صحیح بوستر برق بر عملکرد آن‌ها

در مدار‌هایی که از چند بوستر برق استفاده می‌شود، چیدمان صحیح و اصولی آن‌ها اهمیت بسیار زیادی دارد. نمی‌توان بدون قاعده دو یا سه بوستر برق را به صورت متوالی در کنار هم قرار داد. باید توجه داشت که تمام هدف ما از به کارگیری بوسترهای برق جلوگیری از اختلالات ناخواسته است؛ در حالی که استفاده نامناسب از آن‌ها خود می‌تواند منشاء بروز اختلال شود. به عبارت دیگر چیدمان بد می‌تواند تمامی نکات مثبت طراحی خوب یک مدار الکتریکی را زائل کند.

علت این پدیده این است که در مدار داخلی بوستر برق یک ولتاژ سیرکولاتور در مدار بین خازن خروجی، دیود و ارت در جریان است. وجود این جریان سیرکولاتور برای تنظیم عملکرد بوستر برق ضروری است. این حلقه جریان‌های گذرای سریعی را حمل می‌کند که می‌تواند در هنگام واکنش با اندوکتانس ردیابی باعث ایجاد ولتاژ‌های مقطعی بزرگ شود. این ولتاژهای گذرا ناخواسته باعث اختلال در عملکرد صحیح بوستر برق می‌گردد. به همین دلیل، فواصل بین این حلقه‌ها باید تا حد امکان رعایت شود و خود ناحیه سیرکولاتور نیز تا حد امکان کوچک باشد تا پارازیت اندوکتانس کاهش یابد.

لوپ جریان ایجاد شده در مدار داخلی بوستر برق

برای عملکرد صحیح بوستر برق و رعایت چیدمان درست آن در مدارهای الکتریکی، رعایت نکات زیر الزامی است:

  • حلقه بین خازن خروجی، COUT و رگولاتور (MOSFET) را تا حد امکان کوچک نگه دارید.
  • خازن خروجی، دیود و سلف را تا حد امکان نزدیک به هم قرار دهید. این باعث می‌شود که ناحیه حلقه کوچک بماند.
  • توجه داشته باشید که بازخورد از نزدیک خازن خروجی گرفته می‌شود. از اتصال بازخورد بین خازن خروجی و دیود خودداری کنید.
  • برخی از نمونه‌های بوستر برق به سیستم جبران خارجی مانند RC و CC نیاز دارند. این اجزا باید نزدیک به رگلاتور باشد.
  • اگر در مدار بوستر برق به یک تقسیم کننده بازخورد نیاز دارید، موقعیت آن از نظر فیزیکی باید نزدیک به رگولاتور قرار گیرد.

جمع بندی

وظیفه بوستر برق تأمین سطح ثابتی از ولتاژ خروجی برای استفاده در مدار‌های الکتریکی است. تجهیزات الکتریکی دامنه تحمل نوسان مشخصی دارند. افزایش و یا کاهش این مقدار می‌تواند عملکرد تجهیزات را مختل کند و یا آن‌ها را به طور کامل از کار بیاندازد. بروز این نقص علاوه بر قطع جریان در شبکه سبب صرف زمان و هزینه زیاد برای جبران خسارات وارد شده به مدار الکتریکی و لوازم متصل به آن می‌شود. برای جلوگیری از چنین مشکلاتی می‌توان از بوستر برق استفاده نمود؛ اما باید این نکته را نیز مدنظر قرار داد که استفاده از بوستر‌ها تابع قوانین مشخصی است. به عنوان مثال چیدمان بوستر‌ها در عملکرد صحیح و بدون پارازیت آن‌ها نقش بسیار مؤثری دارند. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده آگهی‌های مربوط به بوستر برق، کلیک کنید.

607 بازدید
نویسنده این مقاله
الهه زینالی
اشتراک گذاری

مطالب مرتبط