Rezonanslı dönüştürücülerin incelenmesi ve bir endüktans-endüktans-kapasitans dönüştürücünün tasarımı
Review of resonant converters and design of an inductance-inductance-capacitance converter
- Tez No: 1025037
- Danışmanlar: PROF. DR. HACI BODUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Anahtarlamalı güç kaynağı, Rezonans invertör, Yumuşak anahtarlamalı inverter, Switched mode power supply, Resonant inverter, Soft switching inverter
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte enerjiye olan ihtiyaç artmıştır. Buna bağlı olarak enerji kaynaklarının önemi giderek artmış ve enerjinin verimli kullanılması stratejik bir gereklilik hâline gelmiştir. Bu bağlamda, enerji dönüşüm süreçlerinde kayıpların azaltılması ve sistem verimliliğinin artırılması öncelikli hedefler arasında yer almaktadır. Elektrik enerjisinin üretim ve iletiminde alternatif akım (AC) sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna karşın, modern elektronik cihazların büyük bir kısmı doğru akım (DC) ile çalışmakta olup, şebekeden alınan AC enerjinin DC enerjiye dönüştürülmesi zorunlu hâle gelmektedir. Bu dönüşüm sürecinde güç elektroniği sistemlerinde kullanılan güç dönüştürücülerinin, elektrik enerjisini yüksek verim ve yüksek güç yoğunluğu ile dönüştürmesi temel bir hedef olarak öne çıkmaktadır. Yüksek verim ve güç yoğunluğu hedeflerinin sağlanabilmesi amacıyla, son yıllarda yumuşak anahtarlama imkânı sunan rezonanslı güç dönüştürücü topolojileri ön plana çıkmıştır. Rezonanslı dönüştürücüler, anahtarlama kayıplarının azaltılması ve yüksek frekanslı çalışmaya olanak sağlamaları nedeniyle özellikle orta ve yüksek güç uygulamalarında tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, rezonanslı güç dönüştürücü topolojileri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda endüktans–endüktans–kapasitans (LLC) rezonans tankının tasarımına yönelik analitik temelli bir yaklaşım geliştirilmiştir. Önerilen tasarım yöntemi, dönüştürücünün farklı rezonanslı çalışma bölgelerini dikkate almakta ve değişen yük ile çıkış gerilimi koşulları altında frekans kontrollü çalışma davranışını ayrıntılı olarak ele almaktadır. Bu doğrultuda, gerilim kazancı karakteristikleri, çalışma modları ve anahtarlama koşulları teorik olarak incelenmiş; tasarım parametrelerinin dönüştürücü performansı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Geliştirilen tasarım yaklaşımının doğrulanması amacıyla, 130 kHz rezonans anahtarlama frekansına sahip, 18–30 V çıkış gerilimi aralığında çalışan ve 180 W çıkış gücü sunan bir LLC tabanlı DC–DC dönüştürücü için simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçları; gerilim regülasyonu, yumuşak anahtarlama davranışı ve verim açısından analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen LLC dönüştürücü tasarım yönteminin orta güç seviyesindeki DC–DC dönüştürücü uygulamalarında etkin ve uygulanabilir bir çözüm sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, the demand for energy has increased due to the rapid development of technology. Accordingly, the importance of energy resources has grown, and the efficient utilization of energy has become a strategic necessity. In this context, reducing losses in energy conversion processes and improving overall system efficiency have emerged as primary objectives. Electrical energy is predominantly generated and transmitted using alternating current (AC) systems. However, the majority of modern electronic devices operate on direct current (DC), making the conversion of AC power from the grid into DC power a necessity. In this conversion process, power converters used in power electronic systems are required to achieve high efficiency and high power density in order to meet the increasing performance demands. In order to achieve these design objectives, resonant power converter topologies that enable soft-switching operation have gained significant attention in recent years. Resonant converters are particularly preferred in medium- and high-power applications due to their ability to reduce switching losses and enable high-frequency operation. In this thesis, resonant power converter topologies are investigated and compared. Within this scope, an analytical-based design approach for an inductor–inductor–capacitor (LLC) resonant tank is developed. The proposed design method considers different resonant operating regions of the converter and examines frequency-controlled operation under varying load and output voltage conditions. Accordingly, voltage gain characteristics, operating modes, and switching conditions are theoretically analyzed, and the effects of design parameters on converter performance are evaluated. To validate the proposed design approach, simulation studies are carried out for an LLC-based DC–DC converter operating at a resonant switching frequency of 130 kHz, providing an output voltage range of 18–30 V and an output power of 180 W. The simulation results are analyzed in terms of voltage regulation, soft-switching behavior, and efficiency. The obtained results demonstrate that the proposed LLC converter design method offers an effective and feasible solution for medium-power DC–DC converter applications.
Benzer Tezler
- Design and application of half-bridge LLC resonant converter using reinforcement learning control
Pekiştirmeli öğrenme kontrollü yarım köprü LLC rezonans dönüştürücü tasarımı ve uygulaması
MUHAMMET KILIÇTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH BARIŞ ÖZTÜRK
- Rezonanslı dönüştürücülerin incelenmesi ve bir uygulama devresinin gerçekleştirilmesi
Investigation of resonant converters and implementation of an application circuit
BURAK ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI BODUR
- Novel design of transducer for bone conduction use
Kemik iletiminde kullanılacak yeni bir dönüştürücü tasarımı
UTKU AYVAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA İNCİ ÇİLESİZ
DOÇ. DR. SABİNE REİNFELDT
- HgCl2'ün nükleer kuvadrupol rezonansla incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NESLİHAN DELİKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYNUR ERGİNSAV