LLC rezonant yarım köprü dönüştürücüsündeki manyetik elemanların güç kaybı kestirim yöntemleri ve doğrulanması
Power loss estimation methods and verification for magnetic components used in LLC resonant half bridge converter
- Tez No: 598915
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK KİZİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
LLC rezonant yarım köprü dönüştürücü, yüksek verim ve yüksek güç yoğunluğu sağlayabilme, geniş bir giriş-çıkış gerilim aralığında sıfır gerilimde anahtarlayabilme kabiliyetlerine ek olarak, düşük elektromanyetik gürültü oluşturma gibi sağladığı avantajlardan dolayı, günümüzde birçok farklı uygulamada yaygın olarak tercih edilmeye başlanan bir dönüştürücü türüdür. Öneminin son zamanlarda ortaya çıkmasıyla birlikte LLC rezonant yarım köprü dönüştürücü üzerine yapılan birçok çalışma mevcuttur. Ancak, dönüştürücünün başarı hedeflerini belirleyen ucuzluk, küçük boyut, uzun ömürlülük ve güvenilirlik parametreleri bu çalışmaların tasarım aşamasında göz ardı edilmektedir. Genel yaklaşım, başarı hedeflerinin deneysel örnek üzerinden alınan ölçümlerle değerlendirilmesidir. Bu tutum, önceden öngörülmeyen sorunlara yol açarak son ürün elde edilmesine yönelik süreçlerin oldukça uzamasına sebep olabilmektedir. Bu tez çalışmasında sokak aydınlatma uygulamaları için evrensel girişli, içerisinde güç katsayısı düzeltici devresi bulunan, 54 Vdc / 1,75 Adc çıkışlı, 100 W giriş gücüne kadar çalışabilen LLC rezonant yarım köprü dönüştürücü tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dönüştürücünün başarı hedeflerine ulaşmasını belirleyenen kritik eleman olan manyetik elemanların, tasarım aşamasında detaylıca analizi gerçekleştirilmiştir. Henüz tasarım aşamasında iken manyetik elemanlar üzerinde oluşacak güç kayıpları; matematiksel hesaplamalar ve sayısal analiz programı ile kestirilmiş, dahası manyetik elemanların sonlu elemanlar analizi ile bulunan güç kayıpları desteklenmiştir. Ayrıca güç kaybı kestirimleri, deneysel örnek üzerinden alınan ısıl ve elektriksel ölçüm yöntemleri ile doğrulanmıştır. Bu yaklaşımla, henüz prototip ve üretim aşamasına geçilmeden; pratik dünyadaki manyetik elemanın tasarımı, üretimi ve testleri gibi zaman alıcı aşamalara gereksinim duyulmadan, dönüştürücü performansının önceden detaylıca analiz edilebilmesi sağlanmıştır. Sonuç olarak, en küçük boyutlu, güç yoğunluğu yüksek, ekonomik, zaman tasarrufu sağlayan ve güvenilir tasarım çıktılarının gerçeklenmesine yönelik çözümler sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
The LLC resonant half bridge converter is a type of converter which has been widely preferred in many applications thanks to its advantages such as providing high efficiency and high power density, zero voltage switching capability for a wide input-output voltage range and producing very low EMI. With the recent emergence of its significance, many studies have been performed on LLC resonant half bridge converter. However, the parameters of low cost, low size, longevity and reliability that determine the achievement goals of the converters are ignored during design stage in these studies. General approach is to evaluate the achievement goals by taking measurements on experimental prototype. However, this approach leads to the unpredictable problems and gives rise to prolong the period of the final product. In this thesis, an LLC resonant half bridge converter for street lighting application is implemented with universal input, 54 Vdc / 1.75 Adc output and up to 100 W input power. Detailed analysis of magnetic components that strongly determines the achievement goals is carried out early in the design stage. Power losses on magnetic components are predicted via mathematical calculations and numerical simulation tools. These losses are also supported via finite element analysis of magnetic components. Additionally, power loss estimations are verified by taking electrical and thermal measurements on working prototype. In this way, it is ensured that the converter performance is analyzed in detail on pre-design stage without the need for many different magnetics designs, productions and prototype tests. As a result, solutions are provided for realizing the lowest volume, high power density, economical, time saving and reliable design outputs.
Benzer Tezler
- Slim design of power supply unit for OLED TV by using half bridge llc resonant converter topology
Yarım köprü llc rezonant çevirici topolojisi kullanarak OLED TV için ince güç kaynağı ünitesi tasarımı
SAMET KURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKTÜRK POYRAZOĞLU
- Optimal design methodology for LLC resonant converter
LLC rezonant dönüştürücüler için optimum tasarım metodolojisi
ZAHRA FARSIANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Okan ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ÖMER CİHAN KIVANÇ
- Yol aydınlatma M2 ve M3 sınıfı için yüksek verimlilikli LLC resonant sürücü
High efficiency LLC resonant driver for M2 and M3 class street lights
CENGİZ TARHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BULDU
- Design of digitally controlled llc resonant converter
Sayısal kontrollü llc rezonans dönüştürücü tasarımı
SERKAN DOĞANGÜNEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULKADİR BALIKÇI
- Askeri havacılık uygulamaları için yüksek güç yoğunluklu DA/DA yarım köprü tip çevirici tasarımı
Design of high power density half bridge DC/DCconverter for military aerospace applications
MEHMET HIDIR EL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUT SEZEN