GaNFET based two switch flyback converter design for commercial satellite applications
Ticari uydu uygulamaları için GaNFET tabanlı iki anahtarlı flyback dönüştürücü tasarımı
- Tez No: 920218
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT DAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bu makale, ticari uydu uygulamaları için sürekli iletim modunda çalışan, iki anahtarlı, darbe genişlik modülasyonlu bir DC/DC flyback dönüştürücünün geliştirilmesi ve uygulanmasını ele almaktadır. Tasarım, yüksek frekans performansı ve geleneksel MOSFET'lere göre verimlilik avantajları nedeniyle seçilen Galyum Nitrür alan etkili transistörleri kullanmaktadır. Ticari hazır bileşenler kullanılarak maliyetler optimize edilmekte ve teslim süresi kısaltılmakta, bu da özellikle ticari uydu sistemleri için uygun hale getirmektedir. Çalışma, iki anahtarlı flyback dönüştürücüler için kararlı durum analizi ve tasarım prensiplerini ayrıntılı bir şekilde açıklamakta ve GaNFET'lerin yüksek frekanslı uygulamalardaki avantajlarına vurgu yapmaktadır. Ayrıca, uzay tabanlı uygulamalarda COTS malzemelerin stratejik kullanımı ve maliyet açısından etkili bir çözüm sağlama gerekçesi açıklanmaktadır. Yüksek çıkış akımı altında verimliliği artırmak için senkron doğrultma uygulanmıştır. Dönüştürücü, %50'nin üzerindeki yük seviyelerinde %87'nin üzerinde verimlilik göstererek, 20 V ile 40 V arasında değişen giriş gerilimlerini ve 300 kHz anahtarlama frekansını başarıyla yönetmektedir. Deneysel sonuçlar, dönüştürücünün belirlenen gereksinimlere uygun şekilde tasarlandığını doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
This article explores the development and implementation of a pulse-width modulated, two-switch DC/DC flyback converter operating in continuous conduction mode, tailored for commercial satellite applications. The design utilizes Gallium Nitride Field Effect Transistors, chosen for their high-frequency performance and efficiency advantages over traditional MOSFETs. By employing Commercial Off-The-Shelf components, the approach optimizes costs and shortens lead times, making it particularly suitable for commercial satellite systems. The study details the steady-state analysis and design principles for two-switch flyback converters, emphasizing GaNFETs' advantages in high-frequency applications. It also explains the strategic use of COTS materials in space-based applications, providing a cost-effective solution. To enhance efficiency, especially under high-output currents, synchronous rectification is applied. The converter demonstrates an efficiency exceeding 87% at load levels above 50%, handling input voltages from 20 V to 40 V with a switching frequency of 300 kHz. Experimental results confirm that the converter has been designed to meet the specified requirements.
Benzer Tezler
- GaN-Fet tabanlı yüksek hızlı motor sürücü tasarımı
Design of GaN-Fet based high speed motor drive
CENK KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN MEŞE
- 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
- Proton irradiation and gamma-ray irradiation testing studies on the commercial grade ganfets to investigate their characteristics under the space radiation environment
Uzay radyasyon ortamındaki karakterlerini gözlemlemek üzere ticari sınıf ganfetler üzerinde proton ışınlaması ve gama ışınlaması test çalışmaları
LÜTFİ BOYACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KEYSAN
- GaN FET ve silisyum tabanlı MOSFET kullanılarak tek uçlu birincil-indüktör (SEPIC) türü pil şarj düzenleyici devresinin gerçekleştirilmesi
Design, implementation and comparison of Si semiconductor MOSFET and GaN FET based SEPIC battery charge regulator
OZAN CAN İYİER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR BAYSAL
- Design and optimization of a high-power density multi-level totem pole power factor correction converter
Yüksek güç yoğunluklu çok seviyeli totem pole güç faktörü düzeltme dönüştürücüsünün tasarımı ve optimizasyonu
ENİS BARIŞ BULUT
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
DR. SERKAN DÜŞMEZ