Yüksek gerilim uygulamaları için katı hal yarıiletken anahtar tasarımı ve gerçeklemesi
Design and implementation of solid state semiconductor switch for high voltage application
- Tez No: 941367
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ POLAT UZUNOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Yüksek gerilim uygulamalarında çeşitli gerilim ve güç seviyelerinde tekrarlanan veya sabit anahtarlamalar için çeşitli anahtarlar veya anahtarlama sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler, yüksek güç uygulamalarında uzun süredir kullanılan kıvılcım aralığı, trigatron, thyratron, ignitron, klystron ve diğer gazlı ya da vakumlu anahtarlar gibi geleneksel yöntemlerden yarıiletken teknolojisinin gelişmesiyle birlikte katı hal anahtarlarına doğru kaymıştır. Katı hal anahtarları, radar vericileri, X-ışını üreteçleri, yüksek gerilim DC sistemleri, invertörler ve darbe üreteçleri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Geleneksel anahtarlarla karşılaştırıldığında, katı hal anahtarları çeşitli avantajlar sunmaktadır. Bunlar arasında tekrarlama oranı, kullanım ömrü, kararlılık, kompaktlık ve düşük gerilim seviyeleriyle zamansal açıdan esnek olarak kontrol edilebilme gibi önemli özellikler bulunmaktadır. Bununla birlikte katı hal anahtarların seri bağlantı ve senkronizasyon gereksinimleri gibi üstesinden gelinmesi gereken bazı zorlukları da vardır. Yarıiletken teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, tristörler, MOSFET'ler ve IGBT'ler gibi farklı yarıiletken anahtarları kullanılabilir hale gelmiştir. Uygulamada bu anahtarlar arasında seçim yapılırken çalışma gerilimi, akım kapasitesi ve anahtarlama hızı gibi faktörler dikkate alınmalıdır. Son yıllarda popülerliği artan Silikon karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) gibi son teknoloji geniş bant aralıklı (WBG) yarıiletken anahtarların kullanımı uygulamaya bağlı olarak daha yüksek performans ve verimlilik sağlamaktadır. Bu çalışmada birbirine seri bağlı SiC-MOSFET'ler ile pasif ve dinamik dengeleme teknikleri kullanılarak bir katı hal yarıiletken yüksek gerilim anahtarı tasarlanıp gerçeklenmiş ve yüksek gerilim performans testleri yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In high voltage applications, various switches or switching systems are used for repeated or fixed switching at various voltage and power levels. These systems have shifted from traditional methods such as spark gap, trigatron, thyratron, ignitron, klystron and other gas or vacuum switches, which have been used for a long time in high power applications, to solid state switches with the development of semiconductor technology. Solid state switches are used in many areas such as radar transmitters, X-ray generators, high voltage DC systems, inverters and pulse generators. Compared to traditional switches, solid state switches offer several advantages. These include important features such as repetition rate, lifetime, stability, compactness and flexible temporal control with low voltage levels. However, solid state switches also have some difficulties to overcome, such as serial connection and synchronization requirements. With the development of semiconductor technology, different semiconductor switches such as thyristors, MOSFETs and IGBTs have become available. In practice, when choosing between these switches, factors such as operating voltage, current capacity and switching speed should be taken into consideration. The use of state-of-the-art wide band gap (WBG) semiconductor switches such as Silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN), which have become increasingly popular in recent years, provides higher performance and efficiency depending on the application. In this study, a solid-state semiconductor high voltage switch was designed and implemented using series-connected SiC-MOSFETs and passive and active voltage balancing techniques, and then high voltage performance tests were performed.
Benzer Tezler
- Katı hal transformatörü için yeni bir doğrusal tabanlı kapalı çevrim kontrol yöntemi ve uygulaması
A novel linear based closed loop control method and implementation for solid state transformers
METİN ÇAVDAR
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİN ÖZÇIRA ÖZKILIÇ
- Fırçasız doğru akım makinelerinde konum algılayıcısız hız denetimi
Sensorless speed control of brushless DC machines
NAMIK YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- CeO2 katkılı Ca3Co4O9 termoelektrik malzemelerde faz dengeleri
Phase equilibria for CeO2 doped Ca3Co4O9 thermoelectric materials
BEYZA BAKKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Biyomedikal uygulamaları için düşük güçlü/gerilimli akım modlu elın süzgeç tasarımlarının gerçekleştirilmesi
Implementation of low power/voltage current-mode elin filter designs for biomedical applications
FATMA ZUHAL ADALAR
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHarran ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KIRÇAY
- Design and implementation of 2.4-2.5 GHz 250 W power amplifier with 14dB gain for RF cooking applications
Rf pişirme uygulamaları için 2.4-2.5 GHz 250W 14dB kazançlı güç kuvvetlendiricisi tasarımı ve gerçeklenmesi
GÖRKEM USLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
DOÇ. DR. OĞUZHAN KIZILBEY