Sınır iletim modunda çalışan sıfır akım geçişli bir yükseltici dönüştürücünün tasarımı ve analizi
Design and analysis of a zero current transition boost converter operating in boundary conduction mode
- Tez No: 935592
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET FARUK BAKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bu tez çalışmasında, darbe genişlik modülasyonlu (PWM) dönüştürücülerde verimliliği arttırmak, elektromanyetik girişim (EMI) gürültüsünü ve anahtarlama kayıplarını azaltmak için sınır iletim modunda (BCM) çalışan bir ZCT PWM DC-DC yükseltici dönüştürücü geliştirilmiştir. Önerilen dönüştürücüye eklenen yardımcı devre, ana anahtarın sıfır akımda geçiş (ZCT) işlemiyle kesime girmesini gerçekleştirir. Ayrıca, sınır iletim modunda çalışma nedeniyle, doğal olarak sıfır akımda anahtarlama (ZCS) altında ana anahtar iletime ve ana diyot kesime girmektedir. Ana diyodun ters toparlanma kaybı ortadan kaldırılmıştır. Ana ve yardımcı elemanlar üzerinde ek akım ve gerilim stresleri yoktur. Sunulan dönüştürücü, örnek dönüştürücülere göre çalışma modu sayısı en az olan dönüştürücüdür ve ana akım yolu üzerinde ilave bir endüktans yoktur. Ayrıca, dönüştürücü hafif yük koşullarında da yumuşak anahtarlamayla çalışmaktadır. Önerilen yükseltici dönüştürücünün çalışma prensibi ve sürekli hal analizi detaylı olarak gösterilmiştir. Bu dönüştürücü, 462W nominal çıkış gücü için analiz edilmiş, tasarlanmış, simüle edilmiş ve çalıştırılmıştır. Dönüştürücüyü doğru bir şekilde tasarlamak için, tasarım kriterleri çıkarılmış ve rezonans elemanları seçim analizi yapılmıştır. Dönüştürücünün teorik dalga şekilleri ve çalışma modları, simülasyon ve deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır. Nominal çıkış gücünde sert anahtarlamalı dönüştürücüye göre, sunulan dönüştürücünün toplam kayıpları %53,77 oranında azaltılmış ve verimliliği %3,2 oranında arttırılmıştır. Dönüştürücü, BCM modu nedeniyle değişken frekans değerlerinde çalışmaktadır. Sunulan dönüştürücü, öncelikle fotovoltaik alanda kullanım için düşünülmüş ve tasarlanmıştır. Dönüştürücünün girişinde bulunan fotovoltaik panel geriliminin yükseltilerek, daha sonra bu gerilimin dönüştürücü çıkışında bulunan tek fazlı bir inverterin besleme gerilimi olarak sağlanması amaçlanmıştır. Deneysel sonuçlar laboratuvar ortamında DC güç kaynağı kullanılarak yapılmıştır. Önerilen dönüştürücü minimum sayıda elemana ve kolay bir yapıya sahiptir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a ZCT PWM DC-DC boost converter operating in boundary conduction mode (BCM) was developed to increase the efficiency in pulse width modulation (PWM) converters and to decrease the electromagnetic interference (EMI) noise and switching losses. The added auxiliary circuit to proposed converter realizes turning off the main switch with zero current transition (ZCT) process. Moreover, because of the operation in boundary conduction mode, the main switch turns on and the main diode turns off under naturally zero current switching (ZCS). The reverse recovery loss of the main diode was eliminated. There are no additional current and voltage stresses on the main and auxiliary elements. The presented converter has the least operating mode count compared to the reference converters, and there is no additional inductor on the main current path. Also, the converter operates with soft switching under light load conditions. The operation principle and steady-state analysis of the proposed boost converter were shown in detail. This converter was analyzed, designed, simulated and operated for 462W nominal output power. To design the converter accurately, design criteria are derived, and resonant element selection analysis is performed. Theoretical waveforms and operating modes of the converter are verified by simulation and experimental results. The total losses of the presented converter are decreased by 53.77%, and its efficiency is increased by 3.2% compared to hard switching (HS) converter at nominal output power. The converter operates at variable frequency values due to the BCM mode. The presented converter was considered and designed primarily for use in the photovoltaic field. It is aimed to increase the voltage of the photovoltaic panel at the input of the converter and then provide this voltage as the supply voltage of a single-phase inverter at the converter output. Experimental results were obtained using a DC power supply in a laboratory environment. The proposed converter has a minimum number of elements, and easy structure.
Benzer Tezler
- Steady-state model of a single-phase full-wave rectifier with a constant voltage load operating in discontinuous mode
Sabit yük gerilimine sahip süreksiz modda çalışan tek fazlı tam dalga doğrultucunun kararlı hal modeli
ABDULLAH WALEED JALIL AL-SALIHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞUAYB ÇAĞRI YENER
- İki yönlü üç seviyeli T-tipi LLC rezonans izole DA-DA dönüştürücünün tasarımı ve analizi
Design and analysis of bidirectional three level T-type LLC resonant isolated DC-DC converter
KEMAL KALAYCI
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ARİFOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR DEMİREL
- Pspice ile D.A./D.A rezonans çeviricilerinin analizi
Başlık çevirisi yok
KÜRŞAT TANRIÖVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. R. NEJAT TUNÇAY
- A novel artificial intelligence based energy management system for microgrids
Mikro şebekeler için yapay zeka temelli yeni bir enerji yönetim sistemi
NECATİ AKSOY
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Adaptive routing algorithm for vehicular networks in city environment
Şehir ortamı icin tasarsız araç ağlarında uyarlanır yol saptama algoritması
BAŞAR LORAN ÖZSAHAKYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ALAGÖZ