A gan-based bi-directional non-inverting buck-boost converter
Gan-tabanlı çift yönlü evirmeyen buck-boost dönüştürücü
- Tez No: 904559
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KARAARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Bu çalışmada verimliliği artırmak, devre boyutunda önemli bir azalma sağlamak ve yüksek güç yoğunluğu oluşturmak için PI kontrol yöntemi kullanılarak GaN-FET tabanlı çift yönlü evirmeyen Buck-Boost dönüştürücü tasarlanmıştır. GaN-FET'ler, az yer kaplayan yüksek enerji aktarım kapasitelerinden dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Güç elektroniğinde, invertör modüllerinde güç yoğunluğu ve verimlilik en önemli teknoloji faktörleri arasında yer almaktadır. Anahtarlama teknolojisindeki gelişmeler sayesinde. GaN-FET tabanlı yarı iletken anahtarlama ekipmanları, bu teknolojideki gelişmelere bağlı olarak daha erişilebilir hale gelmektedir. Anahtarlama hem daha verimli hem de daha yüksek frekanslarda yapılabiliyor ve bunun sonucunda devreler daha küçük hacimde daha yüksek güçlerde çalışabiliyor. Bu tezde kullanılan evirmeyen buck-boost dönüştürücü topolojisi, sıradan yarı iletkenlerle elde edilmesi son derece zor olan 500 kHz'lik yüksek bir anahtarlama frekansında çalışması sağlandı. Devre topolojisi sayesinde en az pasif elemanla en geniş giriş voltaj aralığını düzenleyebilmektedir. Devrenin simetrik yapısı her iki yönde de (girişten çıkışa veya çıkıştan girişe) çalışmasına olanak tanır ve kontrolcü optimize edilerek çıkış voltajının artması durumunda enerji giriş tarafına aktarılır, böylece yüksek performans sağlanır. Hem enerji tüketen hem de enerji üreten yüklerde (rejeneratif frenleme vb.) verimli çalışma sağlanır. Yüksek akım ve yüksek voltaj koruması gibi özellikler kontrol topolojisine uyarlanarak dinamik kaynak, dinamik yük ve geniş giriş voltajı aralıklarında güvenli çalışma sağlanır.
Özet (Çeviri)
In this study, a GaN-FET-based bidirectional non-inverting Buck-Boost converter has been designed using a PI control method to enhance efficiency, achieve significant reductions in circuit size, and create high power density. GaN-FETs are widely used due to their compact size and high energy transfer capacities. In power electronics, power density and efficiency are among the most critical technological factors in inverter modules. Advancements in switching technology have made GaN-FET-based semiconductor switching equipment more accessible, allowing for more efficient switching at higher frequencies. As a result, circuits can operate at higher power levels within smaller volumes. The non-inverting Buck-Boost converter topology used in this thesis operates at a high switching frequency of 500 kHz, which is extremely challenging to achieve with conventional semiconductors. The circuit topology enables regulation over a wide input voltage range with minimal passive components. The symmetrical structure of the circuit allows it to operate in both directions (from input to output or from output to input), and by optimizing the controller, energy is transferred to the input side when the output voltage increases, thereby ensuring high performance. Efficient operation is achieved both in energy-consuming and energy-producing loads (such as regenerative braking). Features like high current and high voltage protection are adapted to the control topology to ensure safe operation across dynamic sources, dynamic loads, and wide input voltage ranges
Benzer Tezler
- Çamaşır makinası uygulamasında gan yarı iletkenanahtarlar ile yüksek güç yoğunluklu ve verimlievirici tasarımı
Design of high efficiency and high power densityinverter using gan semiconductors for washing machine
TANER YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- Characterization of GaN transistors and development of bi-directional DC/DC converter with half-bridge having short circuit protection for parallel switches
GaN transistörlerin karakterizasyonu ve paralel anahtarlar için kısa devre korumasına sahip yarım köprü ile çift yönlü DA/DA çevirici geliştirilmesi
FURKAN KARAKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KEYSAN
- Investigation of the effects of switching technique and GaN device on the performance of bidirectional buck-boost DC/DC converter
Anahtarlama tekniğinin ve GaN malzemelerin çift yönlü azaltan-artıran DA/DA çeviricilerin performansına etkilerinin araştırılması
İBRAHİM KOÇAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HULUSİ BÜLENT ERTAN
- Human activity recognition using deep learning
Derin öğrenme ile insan aktivitesi tanıma
MURAT YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN
- Bizmut ve nitrojen içeren III-V grubu yarıiletken alaşımların fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Examination of physical properties of III-V semiconductor alloys including bismuth and nitrogen
BATTAL GAZİ YALÇIN
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN ASLAN