مبدل های سوئیچینگ از ساده ترین مدارات الکترونیکی می باشند که ولتاژ مستقیم را ، با قطع و وصل کردن المان سوئیچینگ از سطحی به سطح دیگر تبدیل می کند . این مبدل ها بخاطر کاربرد زیاد در سال های اخیر مورد توجه بسیاری قرار گرفته است ، از دیگر موارد کاربرد این مبدل ها را می توان در منبع های تغذیه کامپیوترها ، تجهیزات اداری و مخابراتی ، راه اندازی موتورهای DC و سلول های خورشیدی و …

 اشاره نمود .

تحلیل ، کنترل و پایداری مبدل های سوئیچینگ عوامل اصلی و مهمی می باشند که باید مورد بررسی قرار بگیرد . روش های کنترلی بسیاری جهت کنترل مبدل های سوئیچنگ مورد استفاده قرار می گیرد که اغلب ساده ترین و کم هزینه ترین روش مورد توجه قرار می گیرد . هر روش کنترلی شامل مزایا و معایبی است ، با توجه به این که کدام روش کنترلی در شرایط خاص مورد توجه است می توان با بقیه روش ها مقایسه گردد . همچنین روش کنترلی ، مطلوب است که در هر شرایطی دارای بهترین نتیجه باشد[1] .
کنترل کننده های مرسوم مثلP  ، PI و PID به دلیل اینکه پارامترهای زیادی و تغییرات بار را نمی توان به صورت مناسب و راضی کننده بر آورده کنند .
جهت کنترل این مبدل ها از روش های کنترلی مانند ، استفاده از تحلیل فرکانسی در تئوری کنترل کلاسیک و تحلیل زمانی ، در تئوری کنترل مدرن ، استفاده از هردو تحلیل فرکانسی و زمانی در تئوری کنترل جدید و محاسبات نرم ( نظیر منطق فازی و شبکه های عصبی و الگوریتم ژنتیک) می شود استفاده کرد . مدل سازی این نوع از مبدل ها بر اساس پنج تکنیک کلی می باشد : 1-روش نمونه گیری از داده 2-روش میانگین 3-روش تحلیل دقیق سیگنال کوچک 4-روش نمونه گیری از داده 5-روش میانگین می باشند .
در مدل سازی سیستم ها بعضی اوقات ، احتیاج به تعیین یک سری پارامترها را داریم که آنها را می شود از منطق فازی و روابط خروجی آن  بدست آورد که از آنها برای مدل سازی روابط پیچیده بین ورودی و خروجی برای الگوهای مشخصی مورد استفاده قرار داد .

کارایی ادوات نیمه هادی در مصارف مختلف، به چگونگی ساختار آن ها و پارامترهای مختلف الکتریکی وابسته است. در میان افزاره های مختلف نیمه هادی، ترانزیستورهای اثر میدان توجه صنعت الکترونیک را به خود جلب کرده است. کارایی بالای این افزاره ها، موارد استفاده ی آن ها را از نانوتکنولوژی تا ترانزیستورهای قدرت گسترش داده است ]3-1[. در افزاره های قدرت، پارامترهایی از قبیل ولتاژ شکست، مقاومت حالت روشن ، سرعت کلیدزنی و فرکانس کاری، از ویژگی های الکتریکی مهم تر می باشند. بنابراین، برای بهبود کارایی این دسته از افزاره ها می بایست ضمن بررسی عملکرد دقیق هر ساختار، روش های نوینی را ارائه و مورد ارزیابی قرار داد.
در این فصل به بررسی مشخصه ی ترانزیستور اثر میدان پرداخته می شود، تا با درک مفهوم کلی و نحوه ی سازوکار این ترانزیستور ها، بتوان ترانزیستورهای قدرت را مورد ارزیابی قرار داد. در ادامه ی این فصل نیز به کاربردهای افزاره های قدرت و انواع آن ها اشاره شده است.
1-1) مشخصات جریان-ولتاژ ترانزیستور اثر میدان MOSFET
مشخصه ی جریان- ولتاژ ترانزیستور MOS در شکل (1-1) نشان داده شده است. چنانچه ولتاژ مثبت VD بین درین و سورس و ولتاژ VG کمتر از ولتاژ آستانه به گیت اعمال شود، افزاره در حالت انسداد قرار می گیرد. این ولتاژ انسداد MOSFET با شکست بهمنی محدود می شود. با توجه به شکل (1-1)، در ولتاژهای VD پایین، مشخصه ی جریان-ولتاژ شبیه یک خط راست می باشد که به این قسمت، ناحیه ی اهمی ترانزیستور می گویند.
با توجه به شیب خط راست و برای یک ولتاژ گیت معیّن VG، مقاومت حالت روشن بدست می آید. همچنین در این مشخصه، گذر بین ناحیه اهمی و ناحیه سوراخ شدگی ، شبه اشباع نامیده می شود.
همان طور که در شکل مشاهده می شود، این ناحیه به صورت سهمی وار است.
شکل (1-1)- مشخصه جریان-ولتاژ ترانزیستور MOSFET ]4[.
1-1-1) مشخصات کانال ترانزیستور MOSFET
برای بررسی مشخصات ناحیه ی کانال، به گیت ترانزیستور ولتاژی بیشتر از ولتاژ آستانه اعمال می شود تا کانال در آستانه ی وارونگی قرار گیرد. این شرایط در شکل (1-2) نشان داده شده است. بار کانال در حالت وارونگی از رابطه ی زیر بدست می آید:
(1-1)
که در این رابطه، C ox خازن مربوط به اکسید گیت است و VT ولتاژ آستانه ترانزیستور می باشد. باید توجه شود که حامل ها در برقراری جریان در کانال وارونه، نقشی اساسی دارند. با بررسی مقاومت ناحیه ی کانال می توان رابطه ای را برای جریان بدست آورد. مقاومت ناحیه ی کانال در حالت وارونگی از رابطه زیر بدست می آید ]4[:
(1-2)
که در آن، L طول ناحیه کانال ترانزیستور می باشد و W، پهنای آن است. پارامترهایی که به هندسه افزاره مربوط می-شود را می توان به صورت:
(1-3)
نشان داد.
شکل (1-2)- کانال ترانزیستور MOSFET: الف) VD≤VG-VT ب) VD=VG-VT ج) VD≥VG-VT ]4[.
با افزایش جریان، افت ولتاژ V(y) در طول کانال توسعه می یابد. در این شرایط، کانال ترانزیستور نازک تر می شود. همچنین، در طول کانال (y)، بار Q(y) وجود دارد. با در نظر گرفتن بار Q(y)در کانال ترانزیستور می توان مقاومت کانال را در راستای yبدست آورد. چنانچه یک جزء دیفرانسیلی dR از مقاومت کانال ترانزیستور را در نظر بگیریم، با توجه به معادله (1-2) می توان نوشت:
(1-4)
که در این رابطه، Q(y) برابر است با:
(1-5)
در جزء دیفرانسیلی dR، افت ولتاژ از رابطه ی زیر بدست می-آید:
(1-6)
با جایگذاری معادلات (1-4) و (1-5) در معادله ی (1-6)، جریان به صورت رابطه ی زیر می شود:
(1-7)
که در آن، ولتاژ VD بین مرزهای 0=y و L=y از رابطه:
(1-8)
بدست می آید.
با انتگرال گیری از رابطه ی (1-8)، مشخصه ی جریان درین بر حسب ولتاژ گیت برای محدوده ی VD<VG-VT بدست می آید:
(1-9)
این مشخصه، مربوط به قسمت سهمی وار (شبه اشباع) شکل (1-1) است. برای ولتاژهای درین پایین، جریان درین را می-توان به صورت زیر تقریب زد:
(1-10)
این رابطه برای ناحیه ی اهمی معتبر است. گذر از ناحیه ی سوراخ شدگی، با مشتق گیری از رابطه ی (1-9) بدست می-آید ، بعد از آن کانال، برای ولتاژ:
(1-11)
در حالت سوراخ شدگی قرار می گیرد.
برای ولتاژهای درین بالا، با وارد کردن معادله ی (1-11) در معادله ی (1-9)، مشخصات ترانزیستور در ناحیه سوراخ شدگی بدست می آید. در این ناحیه، جریان حتی برای ولتاژهای درین بالا، تقریباً ثابت باقی می ماند:
(1-12)
با توجه به رابطه ی (1-12)، جریان IDsat مستقل از VD است. علّت فیزیکی این پدیده، نفوذ میدان الکتریکی به داخل ناحیه ی P می باشد. بنابراین، وقتی که ولتاژ درین به طور موثری افزایش یابد، طول کانال کوتاه تر می گردد . کوتاه شدن طول کانال موجب افزایش جریان در ولتاژهای بالا می شود.
چنانچه رابطه ی (1-9) با مشخصات افزاره های قدرت واقعی مقایسه شود، می توان دریافت که این رابطه نمی تواند رفتار واقعی افزاره های قدرت را توصیف کند ]5[. در این رابطه، ناحیه ی تخلیه ی ایجاد شده در زیر ناحیه کانال منظور نشده است. بنابراین چنانچه بار فضا در مشخصه ی جریان-ولتاژ لحاظ شود، رابطه ی زیر بدست می آید:
(1-13)
که در این رابطه، CD از رابطه ی زیر بدست می آید:
(1-14)
همچنین VTΔ ولتاژ مورد نیاز برای گسترش ناحیه ی بار فضا به سمت ناحیه ی P و با میزان تزریق NA می باشد که به صورت زیر بیان می گردد :
(1-15)
لازم به ذکر است که مقدار VTΔ تقریباً برابر با 81/0 ولت است. بنابراین می توان جریان درین را با در نظر گرفتن بارفضا بدست آورد تا روابط بدست آمده به مشخصات افزاره های قدرت واقعی نزدیک تر باشند.

بنابراین با محاسبه ی مشخصه ی جریان –ولتاژ، می توان رفتار ترانزیستور را مورد ارزیابی قرار داد. با توجه به این که این رساله به بررسی

 ترانزیستورهای قدرت اثر میدان می پردازد، می بایست با توجه به کاربردهای افزاره های قدرت، تغییراتی را در ساختار ترانزیستورهای اثر میدان ایجاد کرد تا بتوان مشخصه ی مطلوب را بدست آورد. در ادامه ی فصل به این موضوع پرداخته شده است.

1-2) کاربردهای ادوات قدرت
ادوات قدرت با توجه به کاربردهایشان در طیف گسترده ای از سطوح مختلف قدرت مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به شکل (1-3)، کاربردهای ادوات قدرت در چند گروه تقسیم بندی می شوند. اولین گروه، کاربردهایی است که افزاره نیاز به جریان کم دارد (عموماً کمتر از یک آمپر). این کاربردها، مانند راه اندازهای نمایشگرها، معمولاً نیاز به تعداد بسیار زیادی ترانزیستور دارند که می بایست قابلیت ولتاژ شکست حدود 300 ولت را داشته باشند. ابعاد کوچک ترانزیستورهای با جریان پایین، این اجازه را می دهد تا آن ها را در یک تراشه مجتمع سازی کنیم.
دومین گروه، شامل کاربردهایی است که حوزه ی عملکرد ولتاژ آن ها در مدارهای قدرت، نسبتاً کم است (کمتر از 100 ولت). خودروهای الکترونیکی و منابع قدرت مورد استفاده در صفحه نمایش کامپیوترها و لپ تاپ ها، نمونه هایی از این گروه هستند. لازم به ذکر است، ساختارهای ترانزیستورهای اثر میدان قدرت سیلیسیمی به نحوی است که کارایی قابل توجه ای در این راستا دارند، زیرا مقاومت حالت روشن پایین و سرعت کلیدزنی بالایی را از خود نشان می دهند.
سومین گروه، کاربردهای افزاره ها در مدارات با ولتاژ بالا (بالای 200 ولت) می باشد. از نمونه های این بخش می توان به موتورهای لوازم خانگی و همچنین راه اندازهای وسایل الکتریکی اشاره کرد. از آنجا که مقاومت حالت روشن ترانزیستورهای اثرمیدان قدرت سیلیسیمی متداول بسیار بزرگ است، لذا نمی توان از آن ها در کاربردهایی که در بالا بیان شد استفاده کرد. در نتیجه می بایست از ترانزیستورهای دوقطبی با گیت جدا شده (IGBT) استفاده کرد ]6[. ترانزیستورهای IGBT ترکیبی از ساختار فیزیکی ترانزیستورهای اثرمیدان و ترانزیستورهای دوقطبی می باشند ]7[.
امروزه، بیشتر ترانزیستورهای قدرت در تکنولوژی سیلیسیم روی عایق (SOI) شکل می گیرند ]8-17[. چنانچه این ترانزیستورها در بستری از سیلیسیم شکل گیرند، اثرات نامطلوبی را از خود بر جای می گذارند، که می توان ایجاد ترانزیستور دو قطبی پارازیتی و افزایش خازن بین کانال و زیر لایه و غیره را نام برد ]18-20[. بنابراین برای کنترل این معایب، تکنولوژی SOI معرفی شده که در آن، لایه ای از اکسید مدفون در زیر ناحیه ی فعال ترانزیستور قرار گرفته -است ]21-29[. ساختارهای متعددی در تکنولوژی SOI ارائه شده که به بهبود مشخصات ترانزیستورها منجر گردیده است. در فصل های آینده به تعدادی از این ساختارها پرداخته می شود.
شکل (1-3)- محدوده ی کاربردهای ادوات قدرت.
1-3) انواع ترانزیستورهای قدرت
نمای کلی ترانزیستور MOSFET در شکل (1-4) نشان داده شده است. این ساختار، ولتاژ درین-سورس کوچکی را می تواند تحمّل کند. بنابراین، برای کاربردهای قدرت می بایست این ساختار را اصلاح نمود. در شکل (1-5)، ساختاری را با نام ترانزیستور اثر میدان نفوذی (DMOS) مشاهده می کنید که برای ولتاژهای 10 ولت و بالاتر کارایی دارد ]30-32[. در این ترانزیستور در مقابل درین ترانزیستور، ناحیه ای از نیمه هادی نوع n- ایجاد شده است که موجب انسداد ولتاژ می گردد. ترانزیستورهای DMOS افقی (LDMOS) در مدارات مجتمع قدرت مورد استفاده قرار می گیرند ]33[. امّا این افزاره ها دارای مشکلاتی از قبیل ظرفیت پایین جریان دهی می باشند، زیرا ناحیه n- قسمت بزرگی از مساحت نیمه هادی را در برگرفته است.
در سال 1985، ترانزیستور DMOS که به صورت عمودی شکل گرفته بود، ارائه شد ]34[. از میان تمامی ساختارهای موجود ترانزیستورهای قدرت، ساختار D-MOSFET اولین ترانزیستور قدرتی بود که به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفت. ساختار ترانزیستور D-MOS عمودی نوع n همان طور که در شکل (1-6) الف نشان داده شده است، با استفاده از اختلاف در گسترش افقی پیوندها در زیر الکترود گیت ایجاد می شود. این افزاره ها، ولتاژ مثبتی که به درین ترانزیستور اعمال می شود را متحمّل می شوند. همچنین، مقدار ولتاژ اعمال شده با میزان چگالی ناخالصی و ضخامت ناحیه ی رانشی نوع n، ارتباط دارد. لازم به ذکر است که ترانزیستورهای اثر میدانی که در کاربردهای قدرت با ولتاژ پایین به کار گرفته می شوند، مقاومت حالت روشن کوچکی دارند و مقاومت ناحیه ی رانشی سریعاً با افزایش ولتاژ انسداد زیاد می شود. این شرایط موجب کاهش کارایی ترانزیستور D-MOSFET به ولتاژهای کمتر از 200 ولت می شود.
ساختار دیگری که در کاربردهای قدرت استفاده می شود، ترانزیستور U-MOSFET است که به صورت تجاری در سال 1990 عرضه شد. همان طور که در شکل (1-6) ب مشاهده می شود، ساختار گیت این ترانزیستور به صورت جاسازی شده است ]35-37[. نحوه ی عملکرد این ساختار به طور گسترده در فصل های آتی بررسی شده است.
شکل (1-4)- نمایی از ترانزیستور MOSFET.
شکل (1-5)- ساختار ترانزیستور DMOS افقی.
(الف) (ب)
شکل (1-6)- الف) ترانزیستور D-MOS عمودی، ب) ترانزیستور U-MOS.
بنابراین با توجه به کاربردهای ترانزیستورهای قدرت و انواع آن ها، می بایست مشخصات این دسته از افزاره ها را بهبود بخشید.
در فصل دوم این رساله، به بررسی ولتاژ شکست و مقاومت حالت روشن پرداخته شده است. ضمن بیان دو روش کلی برای یکنواخت تر کردن توزیع میدان الکتریکی، به محاسبه ی ولتاژ شکست و مقاومت حالت روشن می پردازیم. همچنین در انتهای این فصل تعدادی از روش هایی که گذشته موجب بهبود مشخصات ترانزیستورهای LDMOS گردیده، بررسی شده است.
فصل سوم، به ارائه ی ساختارهای نوین ترانزیستور LDMOS که در تکنولوژی سیلیسیم روی عایق (SOI) شکل گرفته اند، می پردازد. در ساختار نوین اول، چاه اکسیدی در ناحیه ی رانشی ترانزیستور در نظر گرفته شده و یک ناحیه ی سیلیسیمی نوع P در این چاه، جاسازی شده است. این ساختار، ولتاژ شکست و مقاومت حالت روشن را بهبود می بخشد. در ساختار دوم، بارهای مثبت و منفی در فصل مشترک لایه ی اکسید مدفون و ناحیه ی رانشی در نظر گرفته شده است. بارهای ایجاد شده، افزایش میدان الکتریکی عمودی را در لایه ی اکسید مدفون در پی داشته و ولتاژ شکست را افزایش می دهند. در آخرین ساختار، سه عایق اکسید سیلیسیم در ترانزیستور LDMOS تعبیه شده اند، به گونه ای که ساختاری شبیه حرف U انگلیسی ایجاد کرده اند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی این ساختار نوین با نرم افزار ATLAS، بهبود مشخصات این ترانزیستور را نشان می دهد.
در فصل چهارم این رساله، مدلی جدید برای میدان سطحی و ولتاژ شکست ساختار RESURF ارائه شده است. اساس این مدلسازی بر حل معادله ی پواسون استوار است.
در فصل پنجم، اثر بدنه ی شناور که از مشکلات تکنولوژی SOI می باشد، بررسی شده است. برای حل این مشکل نیز ساختار جدیدی ارائه شده که هدف اصلی آن کنترل حفره هایی است که طی پدیده ی یونیزاسیون برخوردی در ناحیه ی کانال ترانزیستور، ایجاد شده اند. بنابراین، می توان با کاهش اثرات نامطلوب بدنه ی شناور، کارایی ترانزیستور LDMOS را بهبود بخشید.

صنعت حمل و نقل و ترابری جز صنایعی است كه همیشه مورد توجه متخصصین و صنعتگران می باشد. دانشمندان همیشه در این تلاش بوده اند تا خودروهایی تولید كنند كه نسبت به خودروهای معمولی، عملكرد بهتر، مصرف سوخت پایین تر  و آلودگی كمتری داشته باشند. در این راستا تلاش قابل توجهی در جهت ارتقای كیفیت سوخت های مصرفی در خودرو ها از بنزینی به صورت های دیگر انجام پذیرفته است. بعنوان مثال تحقیقات گسترده ای در مورد سوخت های هیدروژنی و پیل های سوختی انجام شده است. اما به دلیل هزینه تولید بالا و همچنین مشكلات ناشی از ماهیت این نوع سوخت ها (اشتعال پذیری بالا و شرایط ذخیره سازی دشوار) مصرف آن ها بصورت فراگیر امكانپذیر نشده است ]1[.
امروزه استفاده از خودروهای الكتریكی كه در آن ها موتور الكتریكی به تنهایی نیروی پیشران را تولید می كند مرسوم نشده است. اولین عامل هزینه بسیار بالای تولید این خودروها می باشد كه باعث افزایش قیمت آن ها می گردد. علاوه بر این این خودروها به ازای هر بار شارژ شدن مسافت كمی را طی می كنند. از طرف دیگر مدت زمان لازم برای شارژ باطری در این خودروها بسیار زیاد است كه استفاده از این خودرو ها را نسبت به خودروهای احتراقی محدود نموده است ]1[.
بر طبق آمار بدست آمده در سال 1980، حدود 30 در صد از كل آلودگی كربنی تولید شده در ایالات متحده در اثر استفاده از موتورهای احتراقی بوده كه این میزان در سال 2000 به 40 درصد افزایش پیدا كرده است. یك موتور احتراقی معمولا در بهترین شرایط، بازدهی در حدود 32 درصد دارد. در حالت عادی، بازده موتور احتراقی معمولی در شهر حدود 18 درصد و در بزرگراه ها حدود 26 درصد است ]2[. یكی از راهكارهایی كه برای بالا بردن بازده موتورهای احتراقی بكار میرود پایین آوردن مصرف سوخت آن ها می باشد. به این صورت آلودگی خودروها را نیز می توان كاهش داد.
از معایب خودروهای احتراقی می توان به موارد زیر اشاره كرد ]2[:

• اندازه موتور احتراقی بگونه ای است كه بتوانند قدرت لازم جهت شتاب گیری مطلوب را برای خودرو فراهم كنند. لذا این موتورها معمولا حجیم و سنگین هستند.

• راندمان حرارتی این موتورها بستگی زیادی به نقطه كار آن ها دارد و دائما در طول حركت اتومبیل بسته به شرایط تغییر می كند. بعلاوه چون این موتورها باید بگونه ای طراحی شوند كه پاسخگوی نیاز خودرو در هنگام شتاب گیری باشند، در مواقع عادی راندمان بسیار پایینی دارند.

• كل انرژی جنبشی خودرو در هنگام ترمز گیری به گرما تبدیل شده و به هدر می رود.

با بررسی انجام شده توسط پژوهشگران متوجه این مساله شده اند كه استفاده از خودرو های هیبرید الكتریكی می تواند پاسخگوی مطالب بیان شده باشد. خودروی هیبرید به خودرویی گفته می شود كه برای تولید قدرت از دو یا چند منبع تولید كننده انرژی و مبدل انرژی بهره می برد. امروزه استفاده از منابع انرژی نو در خودروهای هیبرید با استقبال چشمگیری روبرو شده است. معمول ترین منبع انرژی نو كه در این خودروها بكار میرود، پیل سوختی می باشد. همچنین از باطری نیز در این خودروها استفاده می شود. با بكارگیری خودروهای هیبرید امكان استفاده از قابلیت های هر دو نوع خودروی احتراقی و الكتریكی فراهم می گردد. بنابراین با استفاده از خودروهای هیبرید آلودگی زیست محیطی كاهش می یابد همچنین قدرت شتاب گیری ماشین تقویت می شود ]3[. با توجه به استفاده از دو منبع اصلی پیل سوختی و كمكی باطری، كنترل این دو منبع مساله ای پیچیده می باشد. با كنترل این دو منبع می توان میزان مصرف سوخت خودرو، سطح آلودگی تولید شده و همجنین میزان شارژ باطری ها را تعیین نمود.
با توجه به مطالب مطرح شده، هدف استفاده از خودروهای هیبرید این است كه از مزایای هر دو موتور احتراقی و الكتریكی استفاده شده و معایب آن ها نیز مرتفع گردد. برخی از نقاط ضعف موتورهای احتراقی در زیر ارائه شده است ]2[.

• با بكارگیری سیستم رانش الكتریكی در كنار سیستم رانش احتراقی، بخش عمده ای از توان خودرو در مواقع شتاب گیری و شیب پیمایی توسط سیستم الكتریكی تامین می شود. بنابراین اندازه موتور احتراقی كاهش می یابد.

• شرایط كاری موتور احتراقی بطور كامل یا جزیی از شرایط كاری خودرو نظیر سرعت، شتاب، گشتاور و توان می باشد و در نتیجه موتور احتراقی در اكثر موارد در محدوده راندمان حداكثر خودش كار می كند.

• 

•  

• در هنگام ترمز گیری، موتور الكتریكی بصورت ژنراتور عمل كرده و انرژی جنبشی خودرو را تا اندازه زیاد بازیافت می كند. این انرژی در هنگام شتاب گیری مجددا به خودرو برگردانده می شود.

با توجه به خودروهای هیبریدی در سال های اخیر مطالعات بسیاری درباره طراحی و ساخت این نوع از خودروها انجام شده است.
1-2 ساختارهای نوین در خودرو
یكی از مسائل مهم در استفاده از خودروهای با موتور احتراقی، آلودگی محیط زیست می باشد. استفاده از خودروهای احتراقی باعث آسیب های جدی محیط زیست و در نتیجه آن برای بشر شده است. ارتباط تنگاتنگی بین آلودگی محیط زیست بویژه در مناطق شهری با نحوه عملكرد خودروها وجود دارد. با بررسی انواع آلودگی های ناشی از خودروها و اثرات هر یك از آنها در آسیب رساندن به محیط زیست، استانداردها و حدود مشخصی برای هر یك از آلاینده ها تعیین كرده اند. هیدروكربن ها، اكسیدهای نیتروژن، منوكسید كربن و ذرات معلق مهمترین پارامترهایی هستند كه در تمامی استانداردهای مطرح شده مورد توجه قرار گرفته اند. دی اكسید كربن و دی اكسید گوگرد از محصولات ناشی از احتراق سوخت های فسیلی در موتورهای احتراق داخلی می باشند ]4[.
با توجه به روند رو به كاهش سوخت های فسیلی و نوسان های شدید بازار نفت، تحول در فن آوریهای معمول مورد استفاده در صنعت خودرو امری ضروری بنظر می رسد. همچنین مصرف انرژی هر روز در حال افزایش است كه این افزایش را می توان در كاهش مقدار ذخایر نفت در انبار های كشورهای صنعتی و قیمت جهانی نفت ملاحظه كرد. از طرفی تعداد خودروهای در حال استفاده روز به روز در حال افزایش است. بنابراین با توجه به مباحث مطرح شده منابع موجود قادر به تامین نیازهای انرژی جامعه بشری نمی باشد.
تا به اینجا برخی از مشكلات استفاده از خودروهای احتراقی مطرح گردید. بنابراین بایستی برای غلبه بر مشكلات ذكر شده خودرو های با مصرف سوخت  و آلودگی كمتر  را بكار گرفت.
1-3 تاریخچه خودروهای هیبریدی
در سال 1898 دكتر پورشه مهندس آلمانی اولین خودروی الكتریكی را ساخت. این خودرو فقط با باطری قابلیت طی مسافت 40 مایل را داشت. در سال 1903 میلادی یك خودروی بنزینی-الكتریكی بوسیله شركت انگلیسی كریگر طراحی و ساخته شد. در سال 1905 یك خودروی هیبرید توسط یك مهندس آمریكایی به نام پایپر ساخته شد. در این خودرو، از موتور الكتریكی به عنوان یك موتور كمكی استفاده شد زیرا موتورهای بنزینی آن زمان دارای قدرت بالایی نبودند. خودروی ساخته شده در مدت زمان 10 ثانیه قادر بود سرعت خود را از صفر به 40 كیلو متر در ساعت برساند. پس از آن در سال 1964 میلادی شركت گالت موتور كانادایی، یك خودرو هیبرید جدید كم مصرف را وارد بازار كرد. این خودرو دارای یك موتور احتراقی دو زمانه كوچكی بود كه با دو پیستون، توانی برابر 10 اسب بخار تولید می كرد. محور خروجی موتور احتراقی در این خودرو به یك ژنراتور وصل شده بود كه دارای دو خروجی بود. یكی از خروجی ها به موتور الكتریكی و دیگری به باطری متصل بود و موتور الكتریكی نیز مستقیما به دیفرانسیل وصل می شد. این خودرو فقط با مصرف 4 لیتر بنزین قادر بود مسافت 110 كیلومتر را با سرعت 50 كیلو متر در ساعت طی كند. به تدریج با افزایش قدرت موتورهای احتراقی و عدم نیاز به موتور الكتریكی بعنوان كمكی، ایده خودروهای هیبرید به فراموشی سپرده شد تا اینكه در سال 1968 میلادی شركت جنرال موتورز خودروی هیبریدی را وارد بازار كرد. این خودرو دارای موتور استرلینگ با توان 80 اسب بخار بود كه به یك ژنراتور متصل می شد. در این خودرو برای جبران كمبود توان موتور از 14 عدد باطری استفاده شده بود. این خودرو دارای دو موتور القایی سه فاز 20 اسب بخاری بود ]5[.
در اواخر دهه 1990 دو خودروی هیبریدی جدید برای شركت های تویوتا و هوندا وارد بازار شدند ]6[. خودروی تویوتا یك خودرو با ظرفیت 4 نفر بود. موتور بكار رفته در آن خودرو 4 سیلندر بنزینی بود. این خودر دارای طراحی بسیار دقیقی بود. راندمان این خودرو بالا و آلودگی آن بسیار كم بود. این موتور به یك گیربكس متغیر كوپل شده است كه بصورت الكتریكی كنترل می شود. در این خودرو از 38 عدد باطری استفاده شده است. خودروی تویوتا از یك موتور الكتریكی 40 اسب بخار و یك ژنراتور مستقل برای بازیابی انرژی ناشی از ترمز استفاده می كند. این خودرو برای پیمودن 100 كیلومترمسافت حدود 4 لیتر بنزین مصرف می كند. در مقابل خودروی هوندا یك خودروی نیمه هیبرید است كه توسط یك موتور بنزینی 3 سیلندر 50 كیلوواتی تغذیه می شود. همچنین یك موتور الكتریكی 10 كیلوواتی بعنوان منبع دوم تولید توان در كنار موتور بنزینی بكار گرفته شده است. این خودرو برای پیمودن 100 كیلومترمسافت حدود 4/3 لیتر بنزین مصرف می كند.
1-4 ساختار خودروهای هیبرید
خودروی هیبرید از دو یا چند منبع انرژی و مبدل انرژی برای تولید قدرت استفاده می كند. اگر یكی از منابع بكار رفته منبع الكتریكی باشد، به خودرو هیبرید الكتریكی گفته می شود. در شكل زیر ساختار خودروهای هیبرید الكتریكی نشان داده شده است.

فن‌آوری و مدرنیزه شدن زندگی و همچنین گسترش زندگی شهری و فرهنگ آپارتمانی، اگر چه از بسیاری جهات، رفاه و آسایش را برای بشر امروزی به ارمغان آورده است، اما از طرف دیگر با كاهش تحرك و فعالیت بدنی همراه بوده و سلامت جسمانی و آمادگی قلبی عروقی انسان را تحت تأثیر قرار داده است. زندگی شهری تا حدود زیادی چرخه‌ی طبیعی زندگی و خصوصاً فعالیت‌های حركتی را محدود كرده و انسان امروزی را به واسطه‌ی فقر حركتی، در معرض ابتلاء به بیماری‌هایی همچون افزایش فشار خون، افزایش چربی و عوارضی چون چاقی، تغییر شكل وضعیتی استخوان‌ها، ضعف عضلانی و ضعف عمومی در مقابله با انواع بیماری‌ها قرار داده است (پیروی، 1383).

كودكان و نوجوانان باید هر روز به فعالیت‌های منظم و سخت ورزشی بر اساس قدرت بدنی‌شان وادار شوند تا قدم‌های صحیح، به سوی آمادگی و كارآیی بدن برداشته شود. توجه به كارآیی بدن موجب می‌شود استخوان‌ها، پِی‌ها و عضله‌های بدن برای اجرای حركات و فعالیت‌ها نیرومند شود. دستگاه‌های تنفس و جریان خون نیز تا حد بسیاری از اجرای برنامه‌ها و حركت‌های صحیح ورزشی سود می‌برند. هر چه برنامه‌های متناسب ورزشی، زودتر و در سنین كمتری اجرا شود، ابتلای به امراض قلبی و دیگر نارسایی‌ها كمتر خواهد بود. ارتباط بین آمادگی بدن و سرعت انتقال، یادگیری، انضباط، سازگاری با محیط، ایجاد صفات اجتماعی و تعاون با دیگران غیر قابل تردید است و باید مربیان به آن توجه نمایند، مهارت‌های بدنی زاییده‌ی قدرت، استقامت و چابكی بدن است و با اجرای برنامه‌های صحیح ورزشی به دست می‌آید (پیروی، 1383).

1-3. ضرورت و اهمیت

تأثیر ورزش بر سلامتی جسم و روح و روان دانش‌آموزان حیاتی بوده و فعالیت‌های ورزشی سبب توسعه‌ی مهارت‌های روانی ـ حركتی و افزایش آمادگی جسمانی دانش‌آموزان می‌شود و گامی مؤثر در ارتقای بهداشت روانی دانش‌آموزان است. دانش‌آموزی كه قدرت و كارآیی لازم بدنی را دارد قادر است وظایف و كارهای روزانه‌ی خود را بدون احساس خستگی انجام دهد و توانایی لازم را برای گذراندن اوقات فراغت یا مقابله با پیش‌آمدهای ناگهانی به دست آورد. چنین فردی از بیماری‌ها و نارسایی‌ها و نواقص جسمانی به دور خواهد ماند و استقامت، چابكی، انعطاف‌پذیری و سرعت از ویژگی‌های اوست (شیرزادی، 1392).

طی بررسی‌های انجام شده، متأسفانه كودكان و نوجوانان به طور كامل فعال و با تحرك نیستند، پس ضروری است بچه‌ها به ورزش‌هایی بپردازند كه برای بهبود سلامتی و ارتقای سطح سلامت آنها مفید باشد. در همین راستا نكته‌ی مهم این است كه اولیای مدارس با هماهنگی والدین با توجه به عوامل مختلفی مانند سن، توانایی فیزیكی، سابقه‌ی بیماری‌های خانوادگی و وضعیت سلامتی كودك، ورزش مناسب دانش‌آموز را انتخاب نمایند و یكی از اهداف اصلی متخصصان این است كه بتوانند 30 دقیقه ورزش سبك و آرام را در اكثر روزهای هفته دانش‌آموزان بگنجانند و به ایجاد فرهنگ سلامت در روحیه‌ی دانش‌آموزان كمك نمایند. لازم به ذكر است تحقیقات متعدد در مورد تأثیر ورزش بر روی رشد و آمادگی جسمانی و همچنین نشاط دختران نشان دادند كه دخترانی كه ورزش می‌كنند دارای بدنی انعطاف‌پذیر و فعال هستند (شیرزادی، 1392).

طلاق

طلاق در لغت به معنی گشودن گره و رها كردن است. در فقه اسلامی در تعریف طلاق گفته اند: طلاق عبارتست از زائل كردن قید ازدواج با لفظ مخصوص. (صفائی، امامی، 1372، ص 259).

در حقوق امروز ایران طلاق ممكن است به حكم دادگاه یا بدون آن واقع شود و در تعریف آن می توان گفت: طلاق عبارتست از انحلال نكاح دائم با شرایط و تشریفات خاص از جانب مرد یا نماینده ی قانونی او. بنابراین طلاق ویژه ی نكاح دائم است و انحلال نكاح منقطع از طریق بذل یا انقضاءِ مدت صورت می گیرد. ماده ی 1139 قانون مدنی در این باره می گوید: «طلاق مخصوص عقد دائم است وزن منقطعه با انقضاء مدّت یا بذل آن از طرف شوهر از زوجیت خارج می شود. (همانجا، صص 259-260)

طلاق یكی از آسیب های اجتماعی است كه در چند دهه ی اخیر در اكثر كشورهای جهان رشد روزافزونی داشته است. در ایران نیز طبق آخرین آمار مربوط به سازمان ثبت احوال كشور، كل موارد ثبت شده ی طلاق در مناطق شهری و روستایی ایران در سال 1371 معادل 33983 مورد بوده است كه این شاخص با حدود 80% افزایش در سال 1380 به 61013 مورد رسیده است. عمق مسأله زمانی آشكار می شود كه نتایج پژوهش های متعدد داخلی و خارجی در زمینة تأثیرات عمیق روان شناختی، اجتماعی، اقتصادی و حتی قانونی طلاق بر روی همه ی كسانی كه به نحوی در آن درگیر هستند، در نظر گرفته شود.

با این وجود، در جریان زندگی یك زوج، گاه شرایطی پیش می آید كه طلاق، این «مكروه ترین حلال خداوند» اجتناب ناپذیر می گردد. در چنین شرایطی همچون هر موقعیت استرس آور دیگری در زندگی، لازم است به مقابله با آن پرداخت و در جهت به حداقل رساندن آسیبها و عوارض ناشی از آن تلاش كرد. در این میان كودكان و نوجوانانی كه ناخواسته در معرض این پدیده قرار گرفته و ناچار به سازگارشدن و انطباق با چالشها و تغییرات ناشی از آن می گردند، به لحاظ آسیب پذیری بیشتر، نیاز ویژه ای به توجّه و مراقبت و اقدامهای خاص دارند. (قدیری، 1382، ص1)

چنانچه عملی در زندگی از جانب مرد دیده شود كه ادامه ی زندگی زن با او صلاح نباشد یا موجبی در زن باشد كه برای مرد ادامه ی زندگی سخت و مشكل باشد، اگر رفع آن علّت ممكن نباشد و مورد و زمینه برای طلاق مهیا باشد، طلاق امری شرعی و بی مانع است. در این مورد زن و شوهر و خانواده ی طرفین از تشدید مسأله باید بپرهیزند و از هرگونه سخن ناروایی نسبت به مرد یا زن یا خانواده ی هر یك از آن دو نفر خودداری كنند.

اختلاف مرد با همسرش اگر علّتی شرعی داشته باشد موجب این نگردد كه دیگران یا خود آن دو نفر دچار گناهان زبان از قبیل: غیبت، تهمت و تحقیر و سرزنش و استهزاء گردند، كه این گونه گناهان باعث ازدیاد شعله ی كینه ی زن و مرد و خانواده های آنان نسبت به یكدیگر و باعث عذاب انسان در روز قیامت است.

متأسّفانه با پیش آمدن زمینه ی طلاق، درِ غیبت و تهمت و كینه توزی در خانواده ها باز می شود و تعداد زیادی از افراد خانواده دچار این

 گناهان سنگین و شقاوت بار می گردند.

زن یك وقت زن زندگی نیست و تحمّل او برای مرد بسیار مشكل، یا مرد مردی است كه در ضمن عقد شرایطی را با زن امضاء كرده كه در صورت عملی نشدن آن شرایط زن حق طلاق داشته باشد و یا بالعكس. در این وقت فقط باید با آرامی و آرامش و بدون آلوده شدن به معصیت، طلاق صورت بگیرد، نه اینكه منجر به جار و جنجال و دعوا و كشیده شدن پای دو خانواده به معركه و تحقّق همه گونه معصیت حق و آبروریزی برای دو خانوادة آبرودار شود. (انصاریان، 1375، صص 533-534).

طلاق می تواند چنان تجربه ی دردناكی باشد كه بسیاری از والدین پاسخگویی به نیازهای كودكان خود را درست در زمانی كه خودشان به حمایت هیجانی و توجّه بیشتری نیاز دارند، دشوار می یابند. برای كمك به بچّه هایتان در سازگاری با طلاق، باید یاد بگیرید كه احساسات خودتان و شرایط جدید را اداره كنید.

طلاق یك رویداد منحصر به فرد نیست، بلكه فرایندی است كه در جنبه های مختلف آن در طول زمان آشكار می گردد و این مستلزم یك رشته تغییرات و سازمان یابیهای مجدّد خانواده می باشد كه ممكن است چند سال طول بكشد. با رویدادها و هیجانهایی كه به همراه این تغییرات پدید می آیند، نمی توان یك شبه برخورد كرد. سازگاری یافتن برای هر یك از اعضاء خانواده مستلزم زمان است.

جدایی و طلاق می تواند طیف وسیعی از عواطف و هیجانهای مختلف را برانگیزد. شما ممكن است احساسات خشم، انزوا، اضطراب، سرخوشی، افسردگی، گناه، از دست دادن كنترل، ترس، بی كفایتی و ناامنی را تجربه كنید. ممكن است به توانایی خود در برخورد با نیازهای فرزندانتان تردید نمایید، زیرا همزمان با فشار نیازهای خودتان هم مواجه هستید، گاهی اوقات والدین ممكن است احساس كنند كه در مورد بچّه هایشان كوتاهی كرده و در ارزشمندی و كفایت خود شك كنند. باید دانست كه این هیجانها و دشواریها، بخش طبیعی عبور از جریان جدایی و طلاق محسوب می شوند. (قدیری، 1382، صص 17-18).

تمام و احتمالاً بسیاری از طلاق گرفتن ها راحت و آسان نیست. تعداد اندكی از طلاق ها به رشد متقابل تمام افراد درگیر می انجامد. طلاقی كه به طور دوجانبه انتخاب شود و همزمان با رشد زندگی دو طرف به وقوع بپیوندد و به دلایل یكسان به آزادی بیشتر جهت رشد تمام افراد بیانجامد «طلاق بر حق» است. كار بالینی ام نشان داده كه «طلاق برحق» بی نهایت نادر است. «طلاق به ناحق» زمانی كه یك یا هر دو طرف احساس درماندگی می كنند، یعنی وقتی كه به طور دوجانبه رشدی صورت نمی گیرد، هنگامی كه خشم و سرزنش، احساس بی عدالتی و كمبود احترام به خود گریبان گیر هر دو عضو شده است، به نظر می رسد طلاق «به ناحق» برای یكی از والدین یا هر دو رخ می دهد، در حالیكه «طلاق بر حق» به طور دوجانبه انتخاب می شود، تصمیمی كه طی زمان و به دلیل واضح و اظهار شده در چهارچوب كل نهاد خانواده تكامل یافته است. (گنجی زاده، 1379، صص 627-628).

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد

یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است