با پيشرفت در قطعات نيمه هادي قدرت از 1950‏، الكترونيك قدرت، بطور گسترده اي در كاربردهاي صنعتي، نقل و انتقال، تجاري و هوا فضا رشد كرده است. الكترونيك قدرت در مورد تبديل بهينه انرژي، كنترل و حالت دادن به توان الكتريكي با استفاده از عناصر نيمه هادي جامد بحث مي كند. عمده ترين كار در الكترونيك قدرت تبديل انرژي از يك شكل به شكل ديگر مي باشد كه اين مي تواند توسط مبدلهاي قدرت مختلف صورت گيرد. اين مبدلها توسط قطعات الكترونيكي كنترل مي گردد. كه معمولاً اين گونه مبدلها در مد سوئيچينگ كار مي كنند. قطعات نيمه هادي قدرت مختلفي در مبدلها بكار مي روند كه با تحريك گيت آنها عمل روشن و خاموش شدن قطعات صورت مي گيرد. عناصر قدرتي كه معمولاً بكار مي روند شامل GTO (Gate-Turn-off Thyristor) ، MCT (Mos-Controlled-Thyristor) IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ، MOSFET مي باشند. امروزه با افزايش تواناييهاي قطعات قدرت و سهولت كنترل عناصر نيمه هادي مدرن توپولوژيهاي مختلفي در ساخت مبدلهاي قدرت ايجاد گرديده است كه با توجه به شكل ورودي و خروجي توان‏ ، آنها را به چند دسته تقسيم مي كنند:

• مبدل DC به AC (اينورتر)
• مبدل AC به DC (يكسو ساز)
• مبدل DC به DC (چاپر)
• مبدل AC به AC (كانورتر ماتريكس، سيكلو كانورتر)

امروزه با ساخت ميكروپروسسورهاي فركانس بالاي DSP مبدلهاي با كيفيت و بهره بالا طراحي و ساخته مي شود كه در اين پروژه طراحي و ساخت يك سيگنال ژنراتور مربعي و سينوسي كه فركانس آن توسط يك مدار ميكروپروسسوري كنترل مي گردد آورده شده است. كه در واقع اين مدار يك مبدل DC به AC مي باشد كه ولتاژ برق شهر توسط يك مدار يكسو ساز ساده به DC تبديل شده و سپس اين مقدار DC ثابت توسط يك مدار ميكروپروسسوري بعنوان بخش كنترل و يك مدار تمام پل با قطعات نيمه هادي IGBT و درايورهاي آن بعنوان بخش قدرت به يك سيگنال AC با فركانس مختلف تبديل مي گردد.

ولتاژی که از خروجی مدار حاصل می شود یک پالس مربعی است که فرکانس آن می تواند ، از 1 هرتز تا 2 کیلو هرتز متغیر باشد البته با تنظیم یک فیلتر پایین گذر برای یک فرکانس خاص می توان آن را به یک سیگنال سینوسی تبدیل نمود.

با بررسی جزئیات مدار مشاهده می گردد در این پروژه ، از دروس متفاوت گذرانده شده در رشته مهندسی برق استفاده شده است چرا که بخشی از مدار الکترونیک ، بخش دیگر الکترونیک صنعتی و بخشي دیگر نیز میکروکنترلر می باشد که با انجام این پروژه تجربه عملی نسبتاً کاملی از دروس تئوری گذرانده شده حاصل گردید. در این نوشتار نیز سعی شده است تا ضمن تشریح کامل مدار پروژه ، مطالب ضروری دیگر که می تواند مدار را بیشتر تحلیل نموده و دلایل استفاده از قطعات و المانهای بکار رفته را توضيح نماید عنوان شود بنابراین از آنجایی که بخش عمده ای از پروژه مربوط به سوئیچ المانی از الکترونیک قدرت و کاربرد آن در پروژه مذکور مي باشد، فصل اول را به مبحث الكترونيك قدرت اختصاص دادیم و از آنجایی که در این پروژه از میکروکنترلر 89C52 که از خانواده میکروکنترلر 8051 می باشد ، استفاده شده است فصل دوم را به طور کلی به مبحث میکروکنترلر 8051 و جزئیات مربوط به آن اختصاص دادیم علاوه بر این لازم بود که تحلیل کلی از پروژه را ارئه دهیم لذا لازم دیدیم در فصل سوم به تشریح کامل مدار پرداخته و ضرورت استفاده از تک تک قطعات را بیان نموده و به مدار کاربردی آن نیز بپردازیم.

60 صفحه فایل ورد قابل ویرایش همراه با نمودار شماتیک مدار پروژه

فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول:الکترونیک قدرت
مبدل DC به AC تک فاز
مدولاسیون پهنای پالس PWM
اشکال مختلف سوئچینگ PWM
مدولاسیون PWM دو قطبی
مدولاسیون PWM تک قطبی
شمای PWM تک قطبی بهبود یافته
بلوک دیاگرام کلی مدار پروژه
یک سوساز تمام موج
مبدل DC بهAC
IGBT
ساختارسیلیکون و مدار معادل
مشخصات هدایت
مشخصات سوئیچینگ
راه انداز یا درایور IGBT
شرح ای سی IR2113
ملاحظات طراحی بخش درایور IR2113
برد مدار چاپی مورد نیاز برای راه اندازی ماسفت
راهنمای کمک سریع
فصل دوم:میکروکنترلر8051
مقدمه
تفاوت بین میکرو پروسسور و میکرو کنترلر
میکرو کنترلر 8051
تخصیص فضای حافظه RAM در 8051
توصیف پایه های 8051
فصل سوم:تشریح تکمیلی مدار پروژه
پل دیود و خازن صافی کننده ورودی
راه انداز پل سوئیچ های قدرت
میکروکنترلر 89C52
اپتو کوپلر و نقش آن در مدار
عملکرد مدار
کاربردهای پروژه

مبدل DC به AC تک فاز:

منابع