Geri Dön

Flyback dönüştürücüler için tutarlı ve kapsayıcı güç kaybı kestirimlerine dayalı tasarım yaklaşımı ve doğrulaması

A flyback design approach with comprehensive and consistent power loss estimations

  1. Tez No: 522099
  2. Yazar: HALİL ALPER ONAY
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. METİN AYDIN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 153

Özet

Flyback dönüştürücü, geniş giriş gerilim aralığında çalışabilme, çok çıkışlı olabilme, yalıtımlı olma, düşük eleman sayısı, düşük maliyet ve nispeten yüksek verim gibi özellikleriyle en çok tercih edilen dönüştürücü türüdür. Bilinirliği yüksek olan bu topoloji üzerine yapılan çok sayıda çalışma ve sunulan çeşitli tasarım algoritmaları mevcuttur. Ancak, bir dönüştürücünün performansını, güvenilirliğini ve ömrünü etkileyen en önemli unsur olan ısıl performans kriteri, bu algoritmaların tasarım aşamasında yer almamaktadır. Genel kanı, bu performansın tasarım sonunda ölçülmesi yönündedir. Önceden öngörülmeyen sıcaklık artışları, pratik dünyada geri dönüşü zor ve zaman kaybettiren problemlere yol açabilmektedir. Tez çalışmaları kapsamında, genel bir flyback dönüştürücüde belirlenen sekiz kritik eleman için, henüz tasarım aşamasındayken, güç kayıplarının ve sıcaklık artışlarının öngörülebildiği bir tasarım yaklaşımı sunulmaktadır. Savunulan yaklaşıma uygun bir şekilde, evrensel girişli, 40 W gücünde bir flyback dönüştürücü için detaylı kayıp hesapları yapılmakta ve sıcaklık artışları öngörülmektedir. Dahası, önceden öngörülen bu güç kayıpları, laboratuvar ortamındaki pratik bir devre üzerinde doğrulanmakta ve kayıp dağılımları gözlenmektedir. Bu çalışmalar sırasında detaylı matematiksel hesaplamalar yapılmakta ve sayısal analiz programı kullanılmaktadır. Bu hesaplamalardan bazıları, analitik simülasyonlar ve sonlu elemanlar analizi ile de desteklenmektedir. Çıkan sonuçlar ise ısıl ve elektriksel ölçüm yöntemleri ile doğrulanmaktadır. Bu tez ile flyback topolojisi ve bu topoloji üzerine yapılan verim iyileştirme çalışmaları, pasif malzemeler, yarı-iletkenlerin ısıl yönetimi ve elektromanyetik girişim konularında genel bilgiler verilmekte, kritik malzemelerin güç kayıplarının öngörülmesi ve doğrulanması ile ilgili yöntemler sunularak, detaylı çalışmalar yapılmaktadır. Çalışmaların çıktıları değerlendirilerek, okuyucuya flyback dönüştürücülerdeki güç kaybı dağılımları hakkında bakış açısı kazandırılmaktadır.

Özet (Çeviri)

Flyback topology is the most preffered converter topology with its wide input range, isolation, multi-output, low part counts, low cost and relatively high efficiency features. There are several studies and helpful design algorithms on this well-konwn topology. However, there are lack of information about thermal issues, which are the key factors for converters' performance, reliability and life-span, in those algorithms. In common view, thermal performance of a converter is concerned in post-design. Yet, uncalculated temperature rises can cause challenging or irremediable problems. In this thesis, a design approach based on estimating the main power losses and temperature rises in a flyback converter just in design process is submitted. With this approach, detailed power loss calculations for eight critical components are made and temperature rises are estimated. Moreover, those estimated power losses are verified on a practical prototype under laboratory contidions. During the studies in this thesis, while detailed calculations are made, analytical simulations and field analysis tools are used in order to support some of those calculations. In additions, results of those estimations are verified with submitted thermal and electrical measurement methods. With this thesis, flyback converter, efficiency improvement studies, passive components, thermal management for semiconductors and electromagnetic interference regulations are represented fundamentally. Methods for estimation and verification of critical flyback components' power losses are submitted. Finally, a point of view is gained to the reader by evaluating the power loss portions of a flyback converter.

Benzer Tezler

  1. Taşınabilir elektronik cihazlar için USB güç dağıtımı dönüştürücüsü tasarımı ve meta-sezgisel yöntemlerle optimizasyonu

    Design and meta-heuristics based optimisation of USB power delivery converter for portable electronic devices

    ÖMER SAİD AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ONUR GÜLBAHÇE

  2. Design and application of planar type flyback transformer

    Düzlemsel tip flyback transformatör tasarımı ve uygulaması

    BESTOON AHMED MUSTAFA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALI MAMIZADEH

  3. Fotovoltaik sistemlerde iki yönlü DC/DC dönüştürücülü bir diferansiyel güç işleyicisi tasarımı ve gerçekleştirilmesi

    Design and realization of a differential power processor with bidirectional DC/DC converter in photovoltaic systems

    ERKAN KARAKAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF ÖNER

  4. Sokak aydınlatması için PV beslemeli yüksek verimli led sürücü devresi tasarımı ve gerçekleştirilmesi

    Design and construction high efficiency pv sourced led driver circuit for street illuminance

    ÜNAL YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ KIRÇAY

  5. Kısmi rezonanslı geri dönüşlü çevirici tasarımı ve uygulaması

    Design and application of quasi-resonant flyback converter

    SEVİM SELİN HAZNEDAROĞLU ÖZEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM AKBOY