LLC resonant converter desıgn wıth adaptıve boost prestage
Adaptif yükseltici dönüştürücü önaşamalı LLC rezonans dönüştürücü tasarımı
- Tez No: 1008874
- Danışmanlar: PROF. DR. İRES İSKENDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güç elektroniği, Güç elektroniği devreleri, Power electronics, Power electronic circuits
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankaya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek verimli güç dönüşümü, özellikle elektrikli araç şarjı ve sunucu güç kaynakları gibi uygulamalarda modern güç kaynağı üniteleri için kritik bir gereksinimdir. LLC rezonans dönüştürücü, yumuşak anahtarlama yetenekleri ve yüksek verimliliği nedeniyle yaygın olarak tercih edilse de geniş giriş gerilimi aralıklarında çalışırken önemli zorluklarla karşılaşmakta ve bu durum genellikle performansı düşüren değişken anahtarlama frekanslarına yol açmaktadır. Bu tez, yarım köprü LLC rezonans dönüştürücü ile entegre edilmiş uyarlanabilir bir yükseltici (boost) ön katından oluşan iki aşamalı bir güç dönüşüm mimarisi önermektedir. Geleneksel sabit gerilimli yükseltici katlarının aksine, önerilen uyarlanabilir kontrol stratejisi, ara DC-bara gerilimini giriş dalgalanmalarına ve yük koşullarına göre dinamik olarak ayarlar. Bu regülasyon, sonraki aşama LLC dönüştürücünün rezonans frekansına yakın çalışmasını sağlayarak mıknatıslama endüktansının verimliliğini maksimize eder ve sirkülasyon akımlarını en aza indirir. Tasarım metodolojisi, kademeli sistemin kararlılığını sağlamak için ayrıntılı bir küçük sinyal analizini ve bir transfer fonksiyonunun türetilmesini içerir. Tüm yük aralığında, birincil anahtarlar için Sıfır Gerilimde Anahtarlama (SGA) ve ikincil doğrultucular için Sıfır Akımda Anahtarlama (SAA) elde edilmiştir. Önerilen topolojiyi doğrulamak için PLECS kullanılarak 280 W'lık bir devre tasarlanıp simüle edilmiştir. Sonuçlar, uyarlanabilir yükseltici ön katının giriş gerilimi değişimlerini LLC katından etkili bir şekilde ayırdığını ve geleneksel çift aşamalı topolojilere kıyasla gerekli frekans modülasyon aralığını önemli ölçüde azalttığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
High efficiency power conversion is a critical requirement for modern power supply units, particularly in applications such as electric vehicle charging and server power supplies. While the LLC resonant converter is widely favored for its soft-switching capabilities and high efficiency, it faces significant challenges when operating under wide input voltage range, often resulting in varying switching frequencies that degrade performance. This thesis proposes a two-stage power conversion architecture comprising an adaptive boost pre-stage integrated with a half-bridge LLC resonant converter. Unlike conventional fixed output voltage boost stages, the proposed adaptive control strategy dynamically adjusts the intermediate DC-link voltage based on input fluctuations and load conditions. This regulation ensures that the LLC converter operates close to its resonant frequency, thereby maximizing the efficiency of the magnetizing inductance and minimizing circulating currents. The design methodology includes a detailed calculation of components and the derivation of a simulation to ensure the stability of the cascade system. Zero Voltage Switching (ZVS) for the primary switches and Zero Current Switching (ZCS) for the secondary rectifiers are achieved over the entire load range. To validate the proposed topology, a 280 W converter circuit is designed and simulated using PLECS, followed by detailed results for entire input and output voltage range. The results demonstrate that the adaptive boost converter pre-stage effectively handles the input voltage variations from the LLC resonant converter stage and significantly reduces the required frequency modulation range compared to traditional two stage topologies.
Benzer Tezler
- Batarya şarj uygulamalarında kullanılan LLC rezonans çeviricilerde optimum verim eldesi için yeni bir yöntem
A novel method on obtaining optimal operation efficiency of LLC resonant converters in battery charging applications
ESER ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- E-mobilite uygulamaları için geniş çıkış gerilimi aralığında çalışabilen LLC rezonans dönüştürücü tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of an LLC resonant converter with wide output voltage range for e-mobility applications
YUSUF BEHAUDDİN GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Yeni nesil anahtarlama elemanları kullanarak yüksek verimli ve geniş çalışma aralıklı LLC rezonans çevirici tasarımı
LLC resonance converter design with high efficiency and wide operating range using new generation switching elements
İBRAHİM ŞARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Design and implementation of LLC resonant converter and high frequency transformer
LLC rezonans çeviricisi ile yüksek frekans transformatörünün tasarımı ve gerçeklenmesi
NUR ELİF TOPUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ
- Design and implementation of an unregulated DC-DC transformer module using LLC resonant converter
LLC rezonant çevirici kullanarak regüle olmayan DA-DA trafo tasarımı ve gerçeklenmesi
ÖZTÜRK ŞAHİN ALEMDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OZAN KEYSAN