Mitigation of surge current, voltage and parasitic oscillations in power electronic circuits
Güç elektroniği devrelerinde aşırı akım, aşırı gerilim ve parazitik osilasyonların azaltılması
- Tez No: 410506
- Danışmanlar: PROF. DR. HALDUN KARACA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Parazitik osilasyonlar, akım ve gerilimin ani yükselmesi güç elektroniği devrelerinin yanmasına veya bozulmasına yol açabilmektedir. Anahtarlama anında çok daha belirgin bir şekilde oluşmakta ve muhtemelen ciddi hatalara sebep olmaktadır. Bu durumların ortaya çıkmasına neden olan faktörler tasarım aşamasındayken dikkatlice gözlenip analiz edilmelidir. Ancak bu sayede devrede tahribata yol açmadan olası önlemler alınabilir. Bu tezde, ayrıca özellikle geçiş anında kullanılan MOSFET, diyot gibi yarı iletken elemanların davranışları, bazı çevirici devrelerinde anahtarlama anında oluşan sorunlar ile sıfır voltaj anahtarlama ve snubber devreleri kullanma gibi literatürde önerilen çözümler hem benzetim hem de uygulama yapılarak incelenmiştir. Özellikle anahtarlama zamanında güç anahtarlama devrelerinde oluşan problemlerin tasarım aşamasında saptanabilmesi için iki yeni metot önerilmiştir. Üç boyutlu elektromanyetik benzetim modelinin kullanıldığı birinci metot, devredeki yolların uygulamada kullanılan ölçüde ve malzemede tasarlanarak devrenin parazitik etkilerini içeren S-parametreleri yardımı ile direk modelde yer alması sağlanmıştır. Böylelikle uygulamanın birebir aynı durumu tasarım aşamasında yaratılmaktadır. Önerilen diğer yöntem, çok düşük anahtarlama zamanı için avantajlarından dolayı çok yaygın olarak kullanılan bir MOSFET sürüce devresine uygulanmıştır. Bu önerilen model MOSFET üretici firma veri sayfasındaki parametreler kullanılarak MOSFET'in iletime geçmesi aşamasındaki tüm (kesim, aktif ve doyum) bölgelerinin özelliklerinin ve parazitik endüktif etkilerin devrenin çalışmasına etkilerini içermektedir. Bu önerilen basit teknik lineer olmayan MOSFET kapasitelerine lineer olarak var sayar. Aslında bu varsayım, benzetim sonuçlarında hataya neden olur çünkü MOSFET kapasite değerleri çalışma noktasına bağlıdır. Fakat bu modelleme tekniği kullanılarak, yaklaşım hataları neredeyse her zaman yok olur. Böylelikle, önerilen modelleme ve benzetim teknikleri daha gelişmiş benzetim yazılımı sonuçların doğrulamak veya en azından yaklaşık benzetim sonuçları elde etmek için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Parasitic oscillations and sudden increase in voltage and current may cause power electronic active devices to break down or to be destroyed. This occurs more obviously during switching and possibly causes serious failures. The factors causing these cases should be carefully observed and analyzed in design stage of power electronic circuit. Possible precautions can be taken by this way before the damage occurs. In this thesis, behaviors of MOSFETs and diodes used especially at transitions and problems occurred in inverter circuits during switching, solutions offered in the literature like zero voltage switching and using Snubber circuits have been also studied both with simulation and practical work. Two new methods have been offered in design stage of power switching circuits to detect the problems especially occurred at switching intervals. The first method, in which 3D electromagnetic simulation model is used, S-parameters of circuit including parasitic effects have been involved in direct model with the actual size and the same material. Thus, the same case as in application was created in design phase. To detect the problems in design stage of power switching circuits especially occurred at switching intervals, two new methods have been offered. This proposed model consists the effects of the properties of MOSFET's all conduction stage regions (cut off, active and saturation) and parasitic inductive effects on circuit's operation by using the parameters of MOSFET's manufacturer's datasheet. This proposed technique assumes non-linear MOSFET capacitors as linear. In fact, this assumption causes some errors in simulation results since MOSFET capacitor values are operating point dependent. However, convergence errors nearly always disappear by using this modeling technique. Hereby, proposed modeling and simulation techniques could be used to verify the results of more advanced simulation software or at least to obtain approximated simulation results.
Benzer Tezler
- Elektrik enerji sistemlerinde güç kalitesi
Power quality in electrical energy systems
ALİ GEMİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. NESRİN TARKAN
- Mitigation fluctuating power of hybrid renewable energy- based systems
Azaltma dalgalanma gücü hibrit yenilenebilir enerji tabanlı sistemler
ELMI FOUAD AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MURTAZA FARSADI
- Elektrik şebekelerinde Fliker sorumluluk oranlarının belirlenmesi
Flicker contribution evaluation in electric power systems
MURAT SİLSÜPÜR
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Condition monitoring and fault detection for electrical power systems using signal processing and machine learning techniques
Sı̇nyal ı̇şleme ve makı̇ne öğrenme teknı̇klerı̇ kullanılarak elektrı̇k güç sı̇stemleri ı̇çı̇n durum ı̇zleme ve arıza belirleme
YASMIN NASSER MOHAMED
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Preliminary design of an electric propulsion system for lunar nanosatellite mission
Nano uydulu ay görevinde kullanılacak bir elektrik itki sisteminin ön tasarımı
EMİNE ÇALIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN