DC-DC sepic converter design for energy harvesting applications
Enerji hasatlama uygulamaları için DA-DA sepic dönüştürücü tasarımı
- Tez No: 675736
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ REVNA ACAR VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Ultra düşük güçlü alıcı/vericilerin ve bataryasız çalışan uygulamaların yaygınlaşması ile birlikte, sürekli büyüyen ve gelişen Kablosuz Algılayıcı Ağları (WSN) ve Nesnelerin İnterneti (IOT) dünyasına yeni otonom ajanların katılımı da giderek artmaktadır. Verimli ve daha geniş giriş gerilimi aralığında çalışan enerji hasatlama uygulamaları ise bataryasız sistemlerin kapsayıcılığını ve uygulama alanlarını artırmaktadır. Bu nedenle daha verimli, daha az güç tüketen ve daha geniş giriş aralığında çalışabilen dönüştürücüler tasarlanmaktadır. Bu dönüştürücüler arasında çift yönlü dönüşüm sağlayan yapılar daha iyi avantajlar sağlayabilmektedir. Çünkü yükseltme yeteneklerinin yanı sıra çift yönlü dönüştürücüler fazladan devreye ihtiyaç olmadan verimli bir şekilde aşağı yönlü gerilim dönüşümü de yapabilmektedir. Bu dönüştürücüler arasında, yenilenebilir enerji başta olmak üzere birçok alanda kullanımı yaygınlaşan SEPIC dönüştürücüler; giriş akımında fazla dalgalanma yaratmaması, giriş gerilimi ile aynı polaritede çıkış gerilimi sağlaması, anahtarlama transistöründe aşırı strese neden olmaması vb. nedenlerle sıklıkla tercih edilmektedir. Ancak, literatürde Enerji hasatlama uygulamalarında kullanımı konusunda yeteri kadar çalışma bulunmamasına rağmen, SEPIC dönüştürücüler bu alanda daha uygun çözümler sunabilir. Bu çalışmada; çok düşük gerilimli enerji hasatlama uygulamaları için tümleşik aktif elemanlı DA-DA SEPIC dönüştürücülerin etkili şekilde kullanılmasına yönelik kullanımının araştırılması hedeflenmiştir. Harekete geçme (start-up) ve kontrol amacıyla 7-katlı bir ring osilatör ve iletim geçidi (transmission gate) ile evirici içeren bir iş oranı kontrol devresi kullanılmıştır. Bu kapsamda; UMC 130nm teknolojisi kullanılarak, 0.5V-1.6V giriş gerilimi aralığında sabit 1V çıkış verebilen ve azami %81 verimlilikte ortalama 2.7mW çıkış gücü sunabilen DC-DC SEPIC dönüştürücü tasarımı yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
With the design of ultra-low power wireless transceivers and the widespread use of battery-free applications, the participation of new autonomous agents in the constantly growing and developing world of Wireless Sensor Networks (WSN) and Internet of Things (IOT) is increasing exponentially. Energy harvesting applications, those efficient and operate in a wide input voltage range, increase the coverage and application areas of battery-free systems. For this reason, converters that are more efficient, consume less power and operate at larger input voltages are designed. Among these converters, structures providing bi-directional conversion, can provide further advantages in that bidirectional converters can also efficiently step down without excessive circuits, in addition to its boosting capability. Among them, SEPIC converters, which are becoming widespread in several areas, including renewable energy; are often preferred due to non-inverted output, non-excessive switch stress and considerably less input current ripple. Although, there are not enough studies in the literature in energy harvesting applications, SEPIC converters can offer more viable solutions. In this thesis; it is aimed to investigate the effective use of partially integrated DC-DC SEPIC converters for very low voltage energy harvesting applications. For the start-up and control circuitry, a 7-stage ring oscillator and duty cycle control circuit which consists of transmission gate and inverters are utilized. In this context; using UMC 130nm technology; a robust energy harvesting system, capable of providing a constant 1V output with an input voltage range of 0.5V-1.6V is designed for thermoelectric and photovoltaic applications. Designed system offers an average output power of 2.7mW and a peak efficiency of 81%.
Benzer Tezler
- Design and implementation of a sepic battery charger for automotive pv applications
Otomotiv fotovoltaik uygulamaları için sepıc batarya şarj cihazı tasarımı ve gerçekleştirilmesi
ELİF PINAR KESİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ECE OLCAY GÜNEŞ
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Sepıc dönüştürücünün ayrık zamanlı çıkış geri beslemeli dinamik kayan kipli kontrolcü ile kontrolü
Dynamic output feedback discrete time sliding mode control of sepic
ARTUN SEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Fotovoltaik panelden beslenen bir buzdolabı için elektronik kontrol sistemi tasarımı
Electronic control system design for a refrigerator that is supplied from photovoltaic panel
TAYYAR ÇAĞDAŞ ÇIRPAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Sepıc dönüştürücünün analizi ve farklı kontrol yöntemleri ile çıkış geriliminin denetlenmesi
Analysis of sepic converter and control of output voltage by different control methods
MUHAMMET EMİN KALÇIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED FATİH ÇORAPSIZ
- 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
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KIRÇAY