عبد العزيز: بوت:أرابيكا:طلبات إزالة (بوابة، تصنيف، قالب) حذف بوابة:كهرباء

2023-10-24T12:12:26Z

بوت:أرابيكا:طلبات إزالة (بوابة، تصنيف، قالب) حذف بوابة:كهرباء

صفحة جديدة

'''محول الكوك''' (بالإنجليزية: Ćuk converter) هو نوع من أنواع محولات [[فرق جهد مستمر|فرق الجهد المستمر]] بحيث يحول قيمة [[جهد كهربائي|فرق جهد]] مستمر مدخلة إلى قيمه جهد مخرجة اصغر أو أكبر من قيمه الجهد الداخل. وهو في الاساس [[مبدل رافع للجهد|محول بووست]] (boost converter) متبوعا بمحول بك ([[مبدل خافض للجهد|مغير إضعاف الجهد]]) مع [[مكثف (كهرباء)|مكثف (مواسعة)]] لمضاعفه الطاقة.
ودائما ما يكون الخرج معاكس لقطبيه المدخل. ويستخدم مكثف كمخزن رئيس للطاقة على عكس
باقي المحولات التي تستخدم ملفات. وسمي على اسم Slobodan Ćuk من [[معهد كاليفورنيا للتقنية|معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا]]، وهو الذي قام بتصميمه.<ref>{{استشهاد بمنشورات مؤتمر | مؤلف1-الأخير = Ćuk | مؤلف1-الأول = Slobodan | مؤلف2-الأخير = Middlebrook | مؤلف2-الأول = R. D. | تاريخ = June 8, 1976 | عنوان = A General Unified Approach to Modelling Switching-Converter Power Stages | عنوان المؤتمر = Proceedings of the IEEE Power Electronics Specialists Conference | صفحات = 73–86 | مكان = Cleveland, OH. | مسار = http://www.ee.bgu.ac.il/~kushnero/temp/guamicuk.pdf | تنسيق = PDF | تاريخ الوصول = 2008-12-31| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180920234523/http://www.ee.bgu.ac.il/~kushnero/temp/guamicuk.pdf | تاريخ أرشيف = 20 سبتمبر 2018 }}</ref>

== محول الكوك غير المعزول ==
[[ملف:Cuk conventions.svg|تصغير|'''صورة 1: محول كوك غير معزول''']]
[[ملف:Cuk operating.svg|تصغير|'''صورة 2: حالات الدائرة 1''']]
[[ملف:Cuk operating2.svg|تصغير|'''صورة 3:حالات الدائرة 2''']]

هناك عدة طرق لبناء محول كوك الأساسي. على سبيل المثال يمكن [[محث|للمحثات]] المستخدمة أن تشترك في نفس القطب المعدني المغناطيسي حيث تعمل هذه على خفض قيمة فرق الجهد الخارج وتزيد من فعالية الدائرة الكهربائية. بسبب الاستمرارية في سريان الطاقة عبر المواسع، فإن هذا النوع من المحولات يقلل التداخل في [[موجة كهرومغناطيسية|الأمواج الكهرومغناطيسية]] (electro magnetic Interference EMI). محول الكوك يسمح للطاقة بالسريان في اتجاهين معاكسين عبر استخدام [[ثنائي المساري|الديود]] ومفتاح [[ترانزستور|ترانزيستور]].

== مبادئ التشغيل ==
يحتوي المحول على محثين (L1 و L2) وعلى مواسعتين (C1 و C2) وعلى مفتاح كهربائي (عادة ترانزيستور) وعلى ديود. يعتبر المحول عاكسا بحيث أن الجهد الخارج له إشارة عكسية مقارنة بالجهد الداخل. كما في صورة رقم 1.
 
المواسعة C تستخدم لتحويل الطاقة وترتبط بالتناوب مرة مع المدخل (يسار) ومرة مع المخرج (يمين) عبر الاتصال مرة عبر المفتاح ومرة عبر الديود كما في الصور 2 و 3.

المحثين L1 و L2 تستخدم لتحويل الجهد الداخل (Vi) والجهد المخرجي (Co) إلى مصادر [[تيار كهربائي|للتيار]]. بالنظرة إلى مقياس زمني قصير، المحث يمكن اعتباره كأنه مصدر للتيار حيث أنه يحافظ على قيمة ثابتة للتيار. هذا التحويل ضروري لأنه لو كان المواسع مرتبط مباشرة مع مصدر فرق الجهد فأن فقدان الطاقة عبر (parasitic resistance) سيكون كبيرا. شحن المواسع عبر مصدر للتيار الكهربائي (في هذه الحالة المصدر هو المحث L) يمنع مرور التيار عبر (parasitic resistance) ما يقلل من فقدان الطاقة بشكل حرارة وفقا للعلاقة (P= I^2*R) حيث P تعطي الطاقة الكهربائية التي تفقد على شكل حرارة و R الجزء الأومي (مقاومة أوم) وI التيار الكهربائي.

كما هو الحال في محولات أخرى (buck converter, boost converter, buck-boost converter) يمكن لمحول الكوك أن يعمل بنمط مستمر (continious mode) أو على شكل نبضي (pulsed mpode)للتيار الكهربائي. لكنه يختلف عنها بقدرتها على العمل في الحالتين المذكورتين للجهد الكهربائي أيضا (فرق الجهد عبر المواسع ينخفص إلى صفر خلال كل عملية توصيل متناوب تتم).

== الوضع المستمر ==
في الحالة المستقرة، الطاقة المخزنة في الملف يجب ان تبقي ثابته عند بدايه ونهايه الدورة، وتحسب من المعادلة: <math>E=\frac{1}{2}LI^2</math> 
وهذا يعني ان التيار في الملفات عند بدايه الدورة يساوي [[تيار مستمر|التيار]] عند نهايتها. وبما ان التغير بالتيار ([[تفاضل|مشتقة]] التغير الزمنية) مرتبط بالجهد، فإن جهد الملف يحسب من المعادلة: <math>V_L=L\frac{dI}{dt}</math> ويمكن ملاحظة أن متوسط قيمة الجهد في الملف في الدورة تساوي صفر لتلبية متطلبات الحالة المستقرة. ومع الأخذ في الاعتبار ان قيمه Co و C كبيره بما فيه الكفاية للتغلب على الاهتزاز فإن العلاقات تكون كالتالي:<math>V_{L1}=V_i-V_C</math>

<math>V_{L2}=V_o</math> 
<math>V_{L1}=V_i</math> 
<math>V_{L2}=V_o+V_C</math>

وعند تشغيل المحول لفتره من زمن صفر حتى عدد معين من الدورة T <nowiki>(t=0 to t=D·T)</nowiki>
وغلقه لفتره (1-D(T تعطى باقي العلاقات كالآتي:

<math>\bar V_{L1}=D \cdot V_i +\left(1-D\right)\cdot\left(V_i-V_C\right) =\left(V_i-(1-D)\cdot V_C\right)</math>

<math>\bar V_{L2}=D\left(V_o+V_C\right) + \left(1-D\right)\cdot V_o=\left(V_o + D\cdot V_C\right)</math>
<math>V_C=-\frac{V_o}{D}</math>

<math>\bar V_{L1}=\left(V_i+(1-D)\cdot \frac{V_o}{D}\right)=0</math>

<math>\frac{V_o}{V_i}=\frac{-D}{1-D}</math>

== الوضع المتقطع ==
مثل كل محولات التيار المستمر، الكوك يعتمد على قدره الملفات في الدائرة على توفير [[تيار مستمر|التيار المستمر]]. إذا كان التيار صغير جدا أو اقل من القيمة الحرجة فإن التيار سيكون متقطع وتحسب هذه القيمة من المعادلة:

<math>L_1min=\frac{(1-D)^2R}{2Df_s}</math> حيث أن <math>f_s</math> هو التردد الذي يتم عنده الربط أو الفصل (switching frequency).

== محول الكوك المعزول ==
[[ملف:Isolated-cuk-converter.png|300px|تصغير|'''محول الكوك المعزول''']]
يمكن ان يكون محول الكوك معزول عن طريق إضافة محول تيار متردد ومكثف إضافي حيث يكون الربط عبر [[حقل مغناطيسي|الحث المغناطيسي]] بين قسمي المحول.<ref>[https://www.boostbuck.com/IsolationoftheCukConverter.html Easy Design of the Optimum Topology Boostbuck (Cuk) Family of Power Converters]{{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160330035538/http://www.boostbuck.com/IsolationoftheCukConverter.html |date=30 مارس 2016}}</ref> لأن عزل محول الكوك يسمح باختيار قطبي الخرج.

== انظر أيضا ==
* [[مبدل خافض للجهد]]
== مراجع ==
{{مراجع}}

{{تصنيف كومنز}}
{{شريط سفلي عناصر إلكترونية}}
{{شريط بوابات|الولايات المتحدة|إلكترونيات}}

[[تصنيف:إلكترونيات]]
[[تصنيف:تنظيم الجهد]]

مبدل تشوك - تاريخ المراجعة

عبد العزيز: بوت:أرابيكا:طلبات إزالة (بوابة، تصنيف، قالب) حذف بوابة:كهرباء