Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ενός τροφοδοτικού με πολλαπλές εξόδους. Η εργασία εκπονήθηκε στο εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η μελέτη και η κατασκευή ενός τροφοδοτικού, το οποίο θα τροφοδοτείται από το μονοφασικό δίκτυο εναλλασσόμενη τάσης και θα έχει την δυνατότητα να τροφοδοτεί πέντε φορτία χαμηλής ισχύος με διαφορετικές συνεχείς τάσεις. Βασικό χαρακτηριστικό της κατασκευής αποτελεί η χρησιμοποίηση ολοκληρωμένου κυκλώματος που ενσωματώνει τρανζίστορ ισχύος τύπου Mosfet μαζί με ελεγκτή (FPS) σε μια συσκευασία. Αρχικά γίνεται μια σύγκριση των βασικών τοπολογιών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τροφοδοσία πολλαπλών φορτίων και εν τέλει κρίνεται ως καταλληλότερη αυτή που υλοποιείται με τον μετατροπέα τύπου Flyback. Στην συνέχεια αναλύεται η λειτουργία του μετατροπέα στη μόνιμη κατάσταση ισορροπίας με ιδανικά στοιχεία στην CCM και DCM. Ακολουθεί η μελέτη του μετατροπέα με πραγματικά ημιαγωγικά και μαγνητικά στοιχεία με σκοπό να γίνει ορατό το πρόβλημα των υπερτάσεων που αναπτύσσονται στα άκρα του διακόπτη. Προτείνονται και αναλύονται δύο παθητικά κυκλώματα προστασίας του διακόπτη από τις υπερτάσεις, ένα με απώλειες και ένα χωρίς. Στη συνέχεια εξετάζεται ο μετατροπέας ως μαγνητικό κύκλωμα και αναλύεται η μέθοδος κατασκευής του μετασχηματιστή τύπου Flyback. Μετά το πέρας της θεωρητικής ανάλυσης του μετατροπέα παρουσιάζεται η κατασκευαστική μελέτη του τροφοδοτικού. Επιπλέον αναλύεται η μέθοδος ελέγχου και αντιστάθμισης του μετατροπέα καθώς και η λειτουργία του ολοκληρωμένου ελεγκτή. Για την μελέτη των όσων έχουν προαναφερθεί πραγματοποιούνται προσομοιώσεις με χρήση του λογισμικού pspice. Τέλος παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα της κατασκευής του μετατροπέα. / --

This thesis is to design a Positive/Negative pulse battery charger with a high positive pulse current to charge battery quickly , The negative impulsive discharge current is used to accelerate chemical reaction between pole plates be response. Finally, there is a rest time to let charging effect uniform and to reduce temperature so as to last battery life cycle. The thesis uses dsp to control the single-stage Flyback converter charging battery then combine flyback DCM model and voltage follower control to increase efficiency. The chemical reaction of the negative pulse discharging mode. CMOS switch series connection resistance would speed up . Finally we join two-stage positive/negative pulse battery deep discharging to strengthen the lithium battery chemical reaction and efficient reduce the charging time ,it causes the fixed current charge able to enter more electric quantities until achieving 4.2v lithium battery's definition voltage sufficiently then transforms into the fixed voltage charge. this circuit has reached the goal of high-power Factor and quickly charging to extend life cycle of battery In order to understand the influence of positive/negative pulse ,we measure voltage, temperature and time period of charging and discharging in the experiment.

A bidirectional charge equalization circuit based on a bidirectional flyback converter topology is proposed to achieve the balance charging and discharging in series-connected battery bank. The circuit comprises a multi-input transformer, in which the batteries bank are connected to the primary windings via associated active power switches. During discharging, the batteries transfer energy to the load by activating the primary power switches. On the contrary, the batteries are charged by activating the secondary power switch in which the load is replaced by a power source. In order to simplify the control circuit and provide a flexible modulation, a digital signal processor (DSP) with the associated sensors and interface circuits are used as the control kernel. It is used to monitor the variations of battery voltages, and to regulate the duty ratio of the converter to provide a balance charging or discharging among the batteries. A battery bank with four series connected lead-acid batteries is used for illustrating the operation of the bidirectional charge equalization circuit. The experimental results advocate the applicability of the proposed approach.

This thesis mainly presents a LED driver circuit based on single-stage Flyback converter with power factor correction. Power factor correction technique is applied for constant current driver. Accroding to different magnetize inductance current operating mode, two methods are used to improve the drawbacks of Flyback converter which is operated in open loop. Discontinuous conduction mode is controlled by single loop which is called voltage follower control. Continuous conduction mode is controlled by dual loop, that applied to nonlinear carrier control(NLC). Multiplier is usually used to traditional power factor correction, but it is expensive. To reduce the system cost, a multiplier is removed from NLC. The designed circuit is verified by SPICE software and experiments. From simulation and experimental results, it shows the proposed system achieves the goal with high power factor and constant output current.

In the thesis, an LED driver circuit with Power Factor Correction (PFC) and constant output current is presented. For open-loop LED driver, an insulated switching Flyback power converter is designed, and the Flyback converter will be operated in Continuous Conduction Mode(CCM). One develops equivalent mathematical model for the drivers system. The main part of this thesis is about the design and the study of a closed loop PFC control circuit using inductor voltage sensing technology. In addition, one introduces another traditional inductor current sensing control technique is included to compare with the designed control circuit. Then, one confirms the designed circuits by simulation and the experiment. From the results, the power factor can reach to 0.97, and the expected constant output current control has also been achieved.

The power supply designers choose flyback topology due to its promising features of design simplicity, cost effectiveness and multiple outputs handling capability. The designed product based on flyback topology should be smaller in size, cost effective and energy efficient. Similarly, designers focus on reducing the circuit losses while operating at high frequencies that affect the converter efficiency and performance. Based on the above circumstances, an energy efficient open loop high frequency flyback converter is designed and operated in MHz frequency region using step down multilayer PCB planar transformer. The maximum efficiency of 84.75% is observed and maximum output power level reached is 22.8W. To overcome the switching losses, quasi-resonant soft switching technique is adopted and a high voltage CoolMOS power transistor is used.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, την ανάλυση καθώς και την κατασκευή ενός μετατροπέα συνεχούς τάσεως σε συνεχή, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα. Κατόπιν, η σύνδεση ενός αντιστροφέα στην έξοδο του μετατροπέα dc-dc επιτρέπει τη διασύνδεση του φωτοβολταϊκού συστήματος με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Ο μετατροπέας dc-dc, που εξετάζεται στην παρούσα διπλωματική εργασία, είναι ένας νέος τύπος μετατροπέα που συνδυάζει ένα μετατροπέα Βoost με έναν Flyback με τη χρήση, όμως, ενός μόνο ημιαγωγικού στοιχείου. Με το μετατροπέα αυτό επιτυγχάνεται ανύψωση της τάσεως εισόδου, σε επίπεδα ικανά να οδηγηθεί η επόμενη βαθμίδα. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Έχοντας ως πρώτο στόχο τη θεωρητική ανάλυση του προαναφερθέντος μετατροπέα και την εξαγωγή των χαρακτηριστικών καμπυλών εξόδου του, αυτό που αρχικά έγινε ήταν μια θεώρηση πως ο νέος αυτός μετατροπέας ισοδυναμεί με δύο άλλους, έναν Βoost και έναν Flyback συνδεδεμένους σε σειρά, και επομένως έχει τη δυνατότητα να περιγραφεί από τις εξισώσεις τους. Με βάση τη θεώρηση αυτή χρησιμοποιήθηκαν οι εξισώσεις του κάθε μετατροπέα για να προκύψουν οι χαρακτηριστικές καμπύλες εξόδου. Στη συνέχεια, προσομοιώθηκε με τη βοήθεια του προγράμματος PSpice τόσο ο σύνθετος μετατροπέας, όσο και ο συνδυασμός των δύο μετατροπέων και συγκρίθηκαν τα θεωρητικά αποτελέσματα με αυτά της προσομοίωσης και για τις δύο περιπτώσεις με στόχο την επιβεβαίωση της προτεινόμενης θεωρητικής ανάλυσης. Τέλος πραγματοποιήθηκε η κατασκευή του μετατροπέα αυτού με απώτερο σκοπό τη σύγκριση πειραματικών και θεωρητικών αποτελεσμάτων. / This study presents a detailed analysis of the overall behavior of a dc-dc single-switch boost-flyback step-up converter. The behavioral investigation is carried out supposing it consists of a boost in series with a flyback. The interesting thing of this converter is its modes of operation (continuous, discontinuous and mixed), which are depicted analytically. Simulation and experimental results by the construction of this converter validate the theoretical analysis.

No description available.

Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, την προσομοίωση και την κατασκευή ενός αντιστροφέα για τη μετατροπή της συνεχούς τάσης της εξόδου ενός φωτοβολταϊκού σε εναλλασσόμενη τάση, ενεργού τιμής και συχνότητας ίδιας με αυτή του δικτύου χαμηλής τάσης. Ο συγκεκριμένος αντιστροφέας είναι ένας νέος τύπος μετατροπέα που συνδυάζει στοιχεία διάφορων ήδη υπάρχοντων μετατροπέων, όπως του μετατροπέα Boost-Flyback με ένα διακοπτικό στοιχείο και του αντιστροφέα Flyback. Η ιδέα είναι να ανυψώσουμε την τάση εξόδου του φωτοβολταϊκού μέσω του μετατροπέα Boost ανύψωσης τάσης και στη συνέχεια να πραγματοποιηθεί η αντιστροφή της και η περαιτέρω ανύψωσή της μέσω του Flyback. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Από την αναλυτική διερεύνηση της λειτουργίας των δύο μετατροπέων επιλέχθηκε η κατάσταση στην οποία θα λειτουργεί ο αντιστροφέας Boost-Flyback. Προσαρμόζοντας τις ήδη γνωστές εξισώσεις στην περίπτωσή μας εξήχθησαν οι εξισώσεις του αντιστροφέα Boost- Flyback. Με βάση τις εξισώσεις αυτές επιλέχθησαν οι τιμές των στοιχείων που χρησιμοποιήσαμε αρχικά στις προσομοιώσεις και στη συνέχεια στην κατασκευή της διάταξης. Οι προσομοιώσεις, που έγιναν με το πρόγραμμα PSpice αλλά και η συνολική λειτουργία του προτεινόμενου αντιστροφέα επιβεβαιώθηκαν στη συνέχεια από μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στην πειραματική διάταξη. / -

Idag finns det flera olika topologier inom området AC-DC-omvandlare. Framför allt har flyback-omvandlaren blivit en populär topologi inom lågeffektapplikationer p.g.a. dess få komponenter och relativt enkla styrning som gör den kostnadseffektiv.I detta arbete har det undersökts vilka fördelar och nackdelar som finns med flybackomvandlaren för laddning av en kondensatorbank. Detta har utförts genom att bygga en prototyp som baseras på flyback-topologin och sedan jämföra prototypen med ett befintligt system som är baserad på en annan topologi. Jämförelsen tyngdpunkt låg på storlek,prestanda och kostnad.Laddningsförloppet simulerades i MatLab genom att omsätta ekvationer från en grundlig teoristudie till kod. Valet av varvtalskonfiguration baserades på de komponenter som fanns tillgängligt inom projektets ramar. Rapporten behandlar bara driftlägena BCM (Boundaryconducting mode) och DCM (Discontinuous conducting mode) då transformatorstorleken i detta projekt var begränsad. Styrkretsen anpassades utifrån dessa driftlägen och blev ytterligare förenklad genom att anta en konstant switchtid för PFC-kontroll. Två olika transformatorer byggdes med två olika lindningskonfigurationer, en ”stackad” och en”interleave”. Utvärderingen gjordes på ”stack”-transformatorn i prototypen. Parasiteffekterna var påtagliga vid transistorns avslag vilket visar att transformatorns läckinduktans är viktig att hålla låg. Det visade sig också att ingen snubber-krets behövdes då den valda transistorn och dioderna klarade av spänningsfallen över dem. Verkningsgraden uppgick till 89-91% för både 120- och 230 V nät, uppmätt med DC-matning.Flyback-omvandlaren har potential att ersätta den jämförda omvandlaren då kostnaden bedöms kunna bli lägre och med en högre verkningsgrad. Men det krävs en grundligare utredning då ingångsfiltret troligtvis måste dimensioneras om och en noggrannare mätning av laddningstiden måste utföras.