Use of natural switching in the boundary control of DC/DC buck and boost converters
DA/DA buck ve boost dönüştürücülerin sınır kontrolünde doğal anahtarlamanın kullanılması
- Tez No: 688223
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER MORGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
DA-DA dönüştürücüler, fotovoltaik sistemler, rüzgar enerjisi sistemleri, DA motor sürücüleri, mobil cihazlar, elektrikli araçlar gibi birçok güç elektroniği uygulamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamalardaki temel performans kriterleri arasında düşük hat ve yük regülasyonu, düşük voltaj dalgalanması, yüksek verim ve yük belirsizliklerinde hızlı tepki yer almaktadır. Yüksek performans ve malzeme boyutları arasındaki ödünleşim de dikkate alınmalıdır. Bu gereksinimleri karşılamak amacıyla direnç yüklü buck ve boost tipi DA-DA dönüştürücüler için bir sınır kontrol yöntemi geliştirilmiştir. İlk olarak, her iki dönüştürücü için normalize edilmiş sistem modeli elde edilir. Normalleştirme, kontrolcü tasarımını devre parametrelerinden bağımsız hale getirerek genelleştirir. Sonra sistemlerin normalize edilmiş faz düzlemindeki doğal yörüngeleri türetilir. Dönüştürücülerin doğal yörüngelerinin anahtarlama yüzeyleri olarak kullanıldığı özel sınır kontrol yasaları tanımlanır. Sistemlerdeki anahtarlar, kontrol yasalarına göre üretilen kontrol sinyalleri ile sürülür. Bu sınır kontrol yöntemi ile en fazla yer kaplayan pasif bileşenler, yani bobin ve kapasitör teorik limitlerinde kullanılarak hızlı dinamik tepki sağlanır. Böylece toplam devre boyutunun küçük tutulmasına olanak sağlanır. Son olarak, kontrol yasalarında küçük bir değişiklik yapılarak kararlı durumda sonlu ve kontrollü bir anahtarlama frekansı ile sistem durumlarında belirli dalgalanma değerleri elde edilir. Bu sayede sınır kontrol uygulamalarında sık rastlanan“chattering”problemi ortadan kaldırılmış olur. Önerilen kontrolcülerin her iki dönüştürücü için tek bir anahtarlama ile yük ve başlatma geçici durumlarını atlatabildiği benzetim yöntemi ile gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
DC-DC converters are extensively used in many power electronics applications such as photovoltaic systems, wind energy systems, DC motor drives, mobile devices, electric vehicles, etc. Fundamental performance criteria in these applications include tight line and load regulation, low output voltage ripple, high efficiency and fast response to load uncertainties. Also, the trade-off between high performance and component sizes must be considered. In order to meet these requirements, a boundary control method is developed for the resistive loaded buck and boost DC-DC converters. First, normalized plant models are obtained for both converters. The normalization generalizes the controller design by making it independent of the circuit parameters. Then, natural phase plane trajectories of the systems are derived in the normalized domain. Using the natural trajectories of the converters as switching surfaces, special boundary control laws are defined. Switches in the systems are driven by control inputs generated according to the control laws. Via this boundary control method, the fast dynamic response is provided by utilizing passive components that take up the most space, namely inductor and capacitor, at their theoretical limits. This allows the overall circuit size to be kept small. Finally, the control laws are altered by a small factor so that in steady state, finite and controlled frequency operation and known ripple magnitudes of system states are obtained. In this way, a common problem in boundary control applications called chattering is eliminated. It is shown via simulations that the proposed controllers manage to recover from load and start-up transients by single switching action for both converters.
Benzer Tezler
- İki dönüştürücülü ultrasonik temizleme sistemi tasarımı
Desing and analysis of an ultrasonic cleaning system with two transducers
MEHMET EMİN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN HÜNER
- LiDAR based ground plane estimation, hybrid visual-LiDAR odometry and navigation of autonomous trucks
Otonom maden sahası kamyonları için zemin düzlemi tahmini, hibrit görsel-LiDAR odometri ve navigasyon sistemi
EREN AYDEMİR
Doktora
İngilizce
2024
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Hibrit bağlaşmalı şebekeler için performans modelleri
Başlık çevirisi yok
HAKKI ASIM TERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Piridin-2-karboksilik asit türevlerini içeren yeni metal komplekslerinin sentezi, yapısal spektroskopik ve doğrusal olmayan optik özelliklerinin araştırılması
Synthesis, structural spectroscopic and nonlinear optical properties of new metallic complexes containing pyridine-2-carboxylic acid derivatives
MERVE ŞİMŞEK
Doktora
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER TAMER
- Use of DCR-optimized natural switching surfaces in the second-order sliding mode control of DC/DC buck and boost converters and current limiting methods
DA/DA buck ve boost dönüştürücülerin ikinci derece kayan kipli kontrolünde DAD-optimize doğal anahtarlama yüzeylerinin kullanılması ve akım limitleme metotları
MERT ALTUNSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER MORGÜL