اساس کار مبدلهای توان پالسی
از دیدگاه تبادل انرژی، میتوان منابع تغذیه الکتریکی را به دودسته کلی تقسیمبندی کرد. دسته اول، منابع تغذیهای هستند که انرژی موردنیاز بار خود را بهصورت پیوسته و بدون وقفه تأمین میکنند. بهعنوانمثال، منابع AC و DC در این دسته قرار میگیرند. این دسته از منابع تغذیه که بسیار شناختهشده میباشند، کاربردهای بسیار متنوعی دارند.
گروه دوم، منابعی هستند که انرژی الکتریکی را بهصورت ناپیوسته و در بازههای زمانی مشخص، به بار تحویل میدهند. این دسته از منابع تغذیه، بهعنوان منابع پالسی شناخته میشوند و عمدتاً برای کاربردهای خاص استفاده میشوند. این منابع بهصورت کلی دارای یک ذخیرهساز انرژی هستند که انرژی الکتریکی ذخیرهشده در آن، با فرکانس، دامنه ولتاژ یا جریان معین و در زمانهای مشخص در هر دوره به بار تحویل داده میشود.
منابع تغذیه پالسی دارای کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف میباشد. بهعنوانمثال، یکی از روشهای نوین میکروبزدایی آب، استفاده از منابع توان پالسی و اعمال پالس بر ماده موردنظر میباشد. از دیگر کاربردهای این منابع میتوان به فرآوری مواد غذایی، تولید میدانهای قوی الکترومغناطیسی، درمان تومورهای سرطانی، شکلدهی فلزات و… اشاره کرد.
در این فناوری، انرژی ذخیرهشده در ذخیرهکنندههای انرژی بهصورت انرژی الکتریکی در مدت کوتاه به بار تحویل داده میشود. زمان تخلیه نسبت به زمان ذخیرهسازی بسیار کوچکتر است و این مسئله موجب میشود تا حداکثر توان لحظهای تحویل دادهشده به بار بسیار بزرگ باشد.
در شکل بالا، تخلیه مقدار مساوی یک کیلوژول انرژی در دو بازه زمانی متفاوت را نشان میدهد. در حالت الف، این انرژی در مدت یک ثانیه تخلیه میشود و در حالت ب، همان مقدار انرژی، در مدتزمان یک میکروثانیه تخلیه میگردد. همانطور که مشاهده میشود، مقدار توان تحویلی به بار در حالت ب، یک میلیون برابر بزرگتر از توان تحویلی در حالت الف میباشد.
بنابراین به کمک این فناوری میتوانیم انرژی ذخیرهشده در منابع انرژی را در مدت کوتاهی آزاد کنیم و با استفاده از این روش، به توان بسیار بالایی دست پیدا خواهیم کرد. آزادسازی این توان بالا در زمان کوتاه بر روی اهداف از پیش تعیینشده باعث حاصل شدن کاربردهای مختلفی مثل ازکارافتادن به بردهای الکترونیکی در معرض این پالس، از بین رفتن سلولهای سرطانی، از بین رفتن عوامل باکتریایی آلودهکننده آب یا هوا میشود. البته مشخصات الکتریکی این پالس بر اساس نوع هدف متمایز و متفاوت است و با آزمایش و بررسیهای مختلف تحقیق میشود.
انشالله در مقاله بعدی به بررسی اجزای مختلف سیستمهای توانپالسی خواهیمپرداخت.
نویسنده: محمد سلطانی محمدی، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی برق گرایش سیستمهای قدرت دانشگاه تهران