Gan anahtarlama elemanları kullanılarak SMPS tasarımı ve silikon bazlı tasarımla karşılaştırma
SMPS design using gan switching elements and comparison with silicon-based design
- Tez No: 941092
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYRİYE KORKMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Günümüzde güç elektroniği alanında kullanılan dönüştürücülerde yüksek verimlilik ve kompakt tasarım ön planda tutulmaktadır. Özellikle, GaN (Galyum Nitrür) tabanlı anahtarlama elemanları, silikon tabanlı elemanlara göre daha yüksek verimlilik, daha düşük ısıl kayıp ve daha küçük boyutlar sunarak önemli bir avantaj sağlamaktadır. GaN teknolojisinin, güç dönüştürücü tasarımlarında sağladığı bu üstünlük, güç elektroniği sistemlerinin performansını artırmakta ve daha verimli enerji dönüşümünü mümkün kılmaktadır. Bu tez, GaN tabanlı anahtarlama elemanları ile tasarlanan bir flyback dönüştürücüsünün silikon tabanlı tasarım ile karşılaştırılmasını ele almaktadır. Çalışmanın amacı, GaN teknolojisinin flyback dönüştürücü tasarımlarında sağladığı verimlilik artışı ve kompaktlık avantajlarını incelemektir. Çalışma kapsamında, ilk olarak bir güç kaynağı devresi, GaN tabanlı flyback kontrol entegresiyle tasarlanmış ve benzetimi gerçekleştirilmiştir. Ardından, gerçekleştirilen bu tasarım fiziksel olarak oluşturulmuştur ve test edilmiştir. Sonrasında oluşturulan tasarımdaki flyback kontrolcüsü, silikon bazlı bir kontrolcüyle değiştirilmiş ve bu tasarım da aynı analizlere ve testlere tabii tutulmuştur. Tasarımlar karşılaştırıldığında, GaN tabanlı devrenin silikon tabanlı devreye kıyasla daha daha düşük ısıl kayıplar ile daha yüksek verimlilik sunduğu ve daha küçük boyutlarda tasarlanabileceği gözlemlenmiştir. Ayrıca, her iki tasarımda da enerji verimliliği, güvenlik önlemleri ve izolasyon gibi parametreler incelenmiş ve GaN tabanlı tasarımın bu alanlarda daha avantajlı olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçların ışığında bu çalışma, GaN teknolojisinin güç elektroniği uygulamalarında, özellikle flyback dönüştürücü gibi yüksek verimlilik gerektiren tasarımlarda nasıl bir fark yaratabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In today's power electronics, high efficiency and compact design are prioritized in converters. Particularly, GaN (Gallium Nitride) based switching elements offer significant advantages over silicon-based elements, providing higher efficiency, lower thermal losses, and smaller sizes. The superiority of GaN technology, especially in power converter designs, enhances the performance of power electronics systems and enables more efficient energy conversion. This thesis focuses on comparing a GaN-based flyback converter design with silicon-based designs. The aim of the study is to examine the efficiency increase and compactness advantages provided by GaN technology in flyback converter designs. Initially, a power supply circuit was designed using a GaN-based flyback control IC and simulated. Then, this circuit design was physically implemented and tested. Subsequently, the flyback controller in the circuit was replaced with a silicon-based controller and this design was subjected to the same analyses and tests. When the two designs are compared, it is observed that the GaN-based circuit offers higher efficiency with lower thermal losses compared to the silicon-based circuit and can be designed in smaller sizes. Additionally, parameters such as energy efficiency, safety measures, and isolation were examined in both designs, GaN-based design has been shown to be more advantageous in these areas. According to the findings, this study reveals how GaN technology can make a difference in power electronics applications, especially in designs requiring high efficiency such as flyback converters.
Benzer Tezler
- Contributions to design of dsp controlled pulse width modulated ac-ac converters with new generation semiconductor switches
Yeni nesil anahtarlama elemanları ile sayısal işaret kontrollü, darbe genişlik modülasyonlu alternatif akım kıyıcı tasarımına katkılar
ENİS BARIŞ BULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- 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
- Batarya şarj uygulamalarında kullanılan LLC rezonans çeviricilerde optimum verim eldesi için yeni bir yöntem
A novel method on obtaining optimal operation efficiency of LLC resonant converters in battery charging applications
ESER ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Güç elektroniği ve motor sürücü devrelerinde verim artırma yöntemleri
Methods for increasing the efficiency of power electronics and motor drive circuits
AHMET BERKANT ECEVİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ
- X-band low phase noise mmic vco & high power mmic spdt design
X-bant düşük faz gürültülü vco & yüksek güçlü spdt tasarımı
SİNAN OSMANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
DR. TARIK REYHAN