مبدل تشوك

الوضع المتقطع

من جانب آخر، مثل كل محولات التيار المستمر، الكوك يعتمد على قدره الملفات في الدائرة على توفير التيار المستمر. إذا كان التيار صغير جدا أو اقل من القيمة الحرجة فإن التيار سيكون متقطع وتحسب هذه القيمة من المعادلة:

في هذا الإطار، حيث أن هو التردد الذي يتم عنده الربط أو الفصل (switching frequency).

محول الكوك غير المعزول

علاوةً على ذلك، هناك عدة طرق لبناء محول كوك الأساسي. مثلًا يمكن للمحثات المستعملة 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 الأمواج الكهرومغناطيسية (electro magnetic Interference EMI). محول الكوك يسمح للطاقة بالسريان في اتجاهين معاكسين عبر استخدام الديود ومفتاح ترانزيستور.

مبادئ التشغيل

وفي هذا السياق، 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.

وعلى صعيد آخر، 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 كذلك (فرق الجهد عبر المواسع ينخفص إلى صفر خلال كل عملية توصيل متناوب تتم).

من جانب آخر، المحثين L1 و L2 تستعمل لتحويل الجهد الداخل (Vi) والجهد المخرجي (Co) إلى مصادر 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 بحسب العلاقة (P= I^2*R) حيث P تعطي الطاقة الكهربائية التي تفقد على شكل حرارة و R الجزء الأومي (مقاومة أوم) وI التيار الكهربائي.

كذلك، المواسعة C تستعمل 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.

الوضع المستمر

إضافةً إلى ذلك، وهذا يعني ان التيار في الملفات عند بدايه الدورة يساوي التيار عند نهايتها. وبما ان التغير بالتيار (مشتقة التغير الزمنية) مرتبط بالجهد، فإن جهد الملف يحسب من المعادلة: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:

من جهة ثانية، وعند تشغيل المحول لفتره من زمن صفر حتى عدد معين من الدورة T (t=0 to t=D·T)

وغلقه لفتره (1-D(T تعطى باقي العلاقات كالآتي:

ومن ناحية أخرى، في الحالة المستقرة، الطاقة المخزنة في الملف يجب ان تبقي ثابته عند بدايه ونهايه الدورة، وتحسب من المعادلة:

محول الكوك المعزول

ومن ناحية أخرى، يمكن ان يكون محول الكوك معزول عن طريق إضافة محول تيار متردد ومكثف إضافي حيث يكون الربط عبر الحث المغناطيسي بين قسمي المحول. لأن عزل محول الكوك يسمح باختيار قطبي الخرج.

انظر كذلك

مبدل خافض للجهد