Rezonanslı doğru akım kaynaklarının incelenmesi ve iki trafolu bir uygulamanın gerçekleştirilmesi
Investigation of resonant dc sources and implementation of a two transformers application
- Tez No: 504482
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİYE HÜLYA OBDAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: LLC rezonanslı dönüştürücü, yumuşak anahtarlama(ZVS), güç yoğunluğu, elektromanyetik girişim(EMI), LLC resonant converter, soft switching(ZVS), power density, electromagnetic interferance
- Yıl: 2017
- 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: 102
Özet
Güç elektroniğindeki teknolojik gelişmeler ile birlikte güç dönüşümlerindeki yüksek verim ve yüksek güç yoğunluğu talebi de her geçen gün artmaktadır. DC-DC güç dönüşümü bir çok güç kaynağı ve enerji ile ilgili olan uygulamalar için kaçınılmaz durumdadır. Özellikle solar panel inverter ve ön-uç güç kaynaklarının performasında, yüksek verim ve yüksek güç yoğunluğu önemli olduğu kadar geniş giriş gerilimi ve yük koşullarında da regülasyonu sağlaması önemlidir. Ayrıca dönüştürücülerin yüksek frekanslarda çalışması devredeki pasif elemanların ebatlarını önemli ölçüde düşürür ve güç yoğunluğu açısından önemlidir. Ancak yüksek frekans sebebi ile oluşan anahtarlama kayıpları bir engel olarak karşımıza çıkar. Rezonanslı DC-DC dönüştürücüleri bu zorlukların üstesinden gelmek için iyi bir seçimdir çünkü yumuşak anahtarlamayı mümkün kılarlar ve ayrıca elektromanyetik girişimleri düşüktür. Farklı rezonanslı dönüştürücü topolojileri arasında olan LLC rezonanslı dönüştürücü, tam yük ve yüksüz koşulları altında yumuşak anahtarlamayı sağlama ve geniş kazanç aralığından dolayı tercih edilirler. Özellikle TV endüstrisinde televizyonların ince ve küçük ebatlarda olması önemli bir trend olmuştur. OLED TV gibi LCD TV'lere göre yüksek güç ihtiyacı olan televizyonların güç kaynaklarının da küçük ebatlarda olması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, yüksek akım çıkışlı yüksek güçlü LLC rezonanslı dönüştürücüde kullanılan trafoların primerleri seri sekonderleri paralel bağlı olacak şekilde sunulmuştur. Seri rezonans karakteristiğine dayanarak, güç MOSFET'leri yumuşak anahtarlama ile sıfır gerilimde iletime girerler. Dolayısıyla güç elemanı olan MOSFET'lerin üzerindeki anahtarlama güç kaybı da azaltılmış olur. Önerilen dönüştürücüde, trafoların primer bağlantıları seri olduğundan ikisinden de aynı primer akımı geçer ve böylece dengeli yük akımı sağlanmış olur. Sekonder çıkş tarafında ise trafoların bağlantısı paralel olduğundan yük akımını eşit biçimde paylaşırlar böylece sekonder sargıların ve doğrultucu diyotların üzerindeki akım stresi azaltılmış olur. Bu çalışmada, önerilen dönüştürücünün çalışma prensibi, farklı çalışma modları ve dizayn değerlendirmeleri tartışılmış ve 24V/20A deneysel prototibi sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
The development in power conversion is in constant demand of high power efficiency and high power density. The DC-DC power conversion is an inevitable part of numerous power supplies and energy related applications. Especially, in PV micro-inverters and front-end converter of power supplies, great challanges affect the power performances of the DC-DC converter stage, which not only require high efficiency and density but also the capability to regulate a wide variation range of input voltage and load conditions. Moreover, with increasing operating frequency, passive components sizes are dramatically reduced which is essential in terms of power density. However, switching loss with higher frequency pose a problem. The resonant DC-DC converters are good candidates to meet these challenges with the advantages of achieving soft switching and low EMI. Among various resonant converter topologies, the LLC resonant converter is very attractive for its wide gain range and providing ZVS for switches from full load to zero load condition. Particularly, low profile TV's became a trend in television industry. The power supplies in OLED TV's which require more power than LCD TV's must be low size as well. This thesis presents high output current high power LLC resonant converter with two transformers which are connected in series-primary parallel-secondary. In terms of series resonant characteristic, power MOSFET's achieve soft switching which is zero voltage switching(ZVS) so that power loss of these semiconducters are reduced. In the proposed converter, the primary windings of two LLC converters are connected in series. Thus two converters have the same currents to ensure that two converters can supply the balance load current. In the output side of two LLC converters are connected in parallel to share the load current and to reduce the current stresses on the secondary windings and the rectifier diodes. In this thesis, the principle of operation, different operating modes and design consideration are provided and discussed and 24V/20A experimental prototype were provided.
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
- Geniş giriş gerilimi aralıklı bir rezonanslı dönüştürücünün tasarımı ve uygulaması
Design and application of a wide input voltage range resonant converter
HASAN SAĞLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI BODUR
- Optimized RF safety monitoring for cerebellar magnetic resonance imaging at 7T
7T'de serebellum manyetik rezonans görüntülemesi için optimize edilmiş RF güvenlik izleme
ELNAZ MAHMOUDI MAHMOUDALILOU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN ATALAR
- Finding field distribution when 4G and 5G mobile phone are used in a closed room
Kapalı bir oda içerisinde 4G ve 5G cep telefonu kullanılırken alan dağılımının bulunması
ÖMER FARUK ALPEREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VASIL TABATADZE
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Analysis and imlementation of a ZCS half-bridge resonant mode power converter
Rezonant tipi sıfır akım anahtarlamalı yarı köprü topolojisi güç çeviricisi analizi ve uygulaması
H.CEM ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜYAL ERGÜL