کنترل ولتاژ منبع تغذیه مگنترون با استفاده از مبدل فلای بک کلمپ فعال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 دانشجوی دکتری برق، فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

3 دانشیار، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران ایران

4 دانشیار دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

در این مقاله، یک روش جدید با استفاده از مبدل فلای­بک کلمپ فعال برای راه­اندازی لامپ مگنترون ارائه شده است. مبدل از نوع افزاینده، ایزوله و با بهره بالا می­باشد. ساختار کلمپ فعال برای کاهش تنش ولتاژ ترانزیستور اصلی به­کار رفته است. با کنترل زمان فعال بودن ترانزیستور کلمپ، ولتاژ مورد نیاز مگنترون تنظیم می­گردد. مهم­ترین مزیت روش ارائه شده، سادگی مدار کنترل منبع تغذیه راه­انداز لامپ مگنترون می­باشد. به­علاوه روش ارائه­شده موجب کاهش حجم، وزن و قیمت هسته ترانسفورماتور قدرت می­گردد. همچنین با استفاده از اندوکتانس نشتی ترانسفورمر قدرت، مدار تشدید ایجاد شده است که ضمن کاهش تلفات مبدل، شرایط کلیدزنی نرم فراهم می­گردد. مبدل، بیشینه توان kW 6/1 با متوسط توان W 400 را با تنظیم زمان فعال بودن مدار راه­انداز تحویل می­دهد. نتایج طراحی توسط نرم­افزار PSCAD، شبیه­سازی و تایید شده است.

کلیدواژه‌ها


   [1]      J. Sung-Roc, R. Hong-Je, A. Suk-Ho, K. Jongsoo, and R. Geun Hie, “Development and optimization of high-voltage power supply system for industrial magnetron,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 59, no. 3, pp. 1453–1461, Mar. 2012.

   [2]      A. Nasiri and M. B. Aletman, “Design and Simulation High Voltage Power Supply Switching for driving a 2MW Magnetron,” International Conference Electrical Engineering, 2016. (In Persian)

   [3]      T. Matsushige, E. Miyata, M. Ishitobi, M. Nakaoka, D. Bessyo, K. Yasui, I. Hirota, and H. Omori,                   “Voltage-clamped soft switching PWM invertertype         DC-DC converter for microwave oven and its utility AC side harmonics evaluations,” In Proc. Power Electron Motion Control Conf, pp. 147–152, Aug. 2000.

   [4]      D. Martin, A. Jianu, and D. Ighigeanu, “A method for the 2.45-GHz magnetron output power control,” IEEE Trans Microw Theory Tech, vol. 49, no. 3, pp. 542–545, Mar. 2001.

   [5]      Y. Jin Woo, Min-Chul Lee, Kwang-Chan Lee, and            Gyu-Hyeong Cho, “One-Chip Class-E Inverter Controller for Driving a Magnetron,” IEEE Transaction on Industry Electronics, vol. 56, no. 2, Feb. 2009.

   [6]      Yueh-Ru Yang, “Design of a Voltage-Fed Quasi-E Resonant Inverter for Cooker Magnetrons,” IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems, Bengaluru, India, Dec. 2012.

   [7]      S. R. Jang, H. J. Ryoo, J. S. Kim, and S. H. Ahn, “Design and analysis of series resonant converter for 30 kW industrial magnetron,” In Proc. 36th Annu. Conf. IEEE Ind. Electron. Soc., pp. 415–420, Dec. 2010.

   [8]      J. A. Martin-Ramos, Alberto M. Pernía, Juan Díaz, Fernando Nuño, and Juan A. Martínez, “Power Supply for a High-Voltage Application,” IEEE Trans on Power Electronics, vol. 23, no. 4, July 2008.

   [9]      M. Jae Kim, W. Shik Choi, I. Woo Jeong, H. Chul Park, and K. Hyeon Park, “A New Driving Method of the Magnetron Power Supply for a Sulfur Plasma Lamp,” IEEE Trans on Industry Applications, vol. 63, no. 9, Sep. 2016.

[10]      R. Haghmaram and M. Ghaseminejad, “The Optimized Design of Multistage Induction Coilgun with a Novel Asymmetric Structure,” jurnal of Applied electromagnetics, vol. 3, no. 4, pp. 1–8, 2017. (In Persian)

[11]      S. H. Lee, C. Y. Park, J. M. Kwon, and B. H. Kwon, “Hybrid-type full bridge DC/DC converter with high efficiency,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 8, pp. 4156–4164, Aug. 2015.

[12]      A. Nasiri and A. S. S. Abadi, “A New Driving Method for a Magnetron Using a Soft Switching Active Clamp Fly-back Converter,” In Proc. IEEE Int. 10th Power Electronics, Drive Systems and Technologies, Conf., pp. 735-740, Shiraz, Iran, Feb. 2019.

[13]      J. Lu and K. K. Afridi, “High-Efficiency Impedance Control Network Resonant DC-DC Converter with Optimized Startup Control,” IEEE Trans on Industry Applications, vol. 53, no. 4, July/August 2017.

[14]      Y. Hu, G. Chen, Y. Liu, L. Jiang, P. Li, S. J. Finney, W. Cao, and H. Chen, “Fault-Tolerant Converter with a Modular Structure for HVDC Power Transmitting Applications,” IEEE Trans on Industry Applications, vol. 53, no. 3, May/June 2017.

[15]      A. Nasin, M. R. Banaei, and S. Rahirni, “Phase-Shifted  Half-Bridge Resonant Inverter for Driving Magnetron,” IEEE Int. 10th Power Electronics, Drive Systems and Technologies. Conf, pp. 735-740, Shiraz, Iran, Feb. 2019.

[16]      A. Nasiri, M. R. Banaei, and A. S. S. Abadi, “Phase-Shifted Active Clamp Flyback Converter For Driving a Magnetron,” IEEE Int. 27th Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), pp. 2106-2110, Yazd, Iran, April 2019.