Düzlemsel transformatör içeren LLC tabanlı dönüştürücü tasarımı
Design of LLC converter integrated with planar transformer
- Tez No: 959780
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDEM AKBOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- 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: 114
Özet
Teknolojik gelişmeler ve artan enerji talebi, elektronik sistemlerde yüksek verimli güç kaynaklarına olan ihtiyacı her geçen gün artırmaktadır. Günümüz elektronik cihazlarının tasarımında enerji verimliliği, hem performans hem de sürdürülebilirlik açısından kritik bir parametre haline gelmiştir. Anahtarlamalı güç kaynakları arasında yer alan yumuşak anahtarlamalı dönüştürücüler; yüksek verimlilik, artan güç yoğunluğu ve düşük elektromanyetik girişim (EMG) gibi üstün özellikleri sayesinde öne çıkmaktadır. Bu avantajların elde edilebilmesi için, dönüştürücü tasarımında uygun topolojilerin seçilmesi, devre parametrelerinin doğru belirlenmesi ve elektromanyetik bileşenlerin dikkatli şekilde optimize edilmesi büyük önem taşımaktadır. Yüksek güç yoğunluğuna sahip sistemlerin tasarımı, dönüştürücülerin anahtarlama frekanslarının artırılmasını gerekli kılmaktadır. Ancak anahtarlama frekansının yükselmesiyle birlikte anahtarlama ve iletim kayıplarında da artış meydana gelmektedir. Bu kayıpları azaltmak ve verimliliği artırmak amacıyla yumuşak anahtarlama imkânı sunan LLC rezonans dönüştürücü topolojileri, endüstriyel uygulamalarda yaygın şekilde tercih edilmektedir. Günümüzde artan güç yoğunluğu gereksinimleri, elektromanyetik bileşenlerin daha kompakt, verimli ve termal olarak yönetilebilir tasarımlarını zorunlu hale getirmiştir. Bu bağlamda, özellikle galvanik izolasyonu sağlayan transformatörler, yüksek frekanslı ve yüksek verimli sistemlerin performansını doğrudan etkileyen kritik bileşenler arasında yer almaktadır. Bu nedenle, transformatör tasarımlarında yenilikçi yaklaşımlara duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Yüksek verimli güç dönüştürücü tasarımlarında, yumuşak anahtarlama imkânı sunan LLC rezonans dönüştürücü topolojisi ön plana çıkmaktadır. Bununla birlikte, artan güç yoğunluğu gereksinimlerini karşılamak amacıyla, özellikle yüksek frekanslı uygulamalarda düzlemsel transformatörlerin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Düzlemsel transformatörler, kompakt yapıları sayesinde anahtarlama frekanslarının megahertz seviyelerine çıkarılmasına olanak tanımakta ve böylece sistem boyutları ile manyetik bileşen hacmini önemli ölçüde azaltmaktadır. Ayrıca, bu yapılar parazitik elemanların daha öngörülebilir ve kontrol edilebilir bir biçimde modellenmesine olanak sağlamakta; bu sayede geleneksel transformatörlere kıyasla daha düşük parazitik etkilerle daha yüksek performans sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, düzlemsel transformatör kullanan yarım köprü LLC rezonans dönüştürücüsünün tasarımı, analizi ve simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında, düzlemsel transformatöre ait kaçak endüktans ayrıntılı olarak analiz edilmiş ve sonlu elemanlar yöntemi ile simülasyonu yapılmıştır. Tasarlanan yarım köprü LLC rezonans dönüştürücü, 375–410 V aralığında doğru akım giriş gerilimi ile çalışmakta olup, 12 V çıkış gerilimi ve 15 A çıkış akımı sağlayarak toplamda 180 W çıkış gücü elde etmektedir.
Özet (Çeviri)
Technological advances and increasing energy demand are increasing the need for highly efficient power supplies in electronic systems. Energy efficiency has become a critical parameter in the design of today's electronic devices in terms of both performance and sustainability. Among switching power supplies, soft-switching converters stand out thanks to their superior features such as high efficiency, increased power density and low electromagnetic interference. In order to achieve these advantages, it is of utmost importance to select appropriate topologies in converter design, accurately determine circuit parameters and carefully optimize electromagnetic components. The design of high power density systems requires increasing the switching frequency of the converters. However, with the increase in switching frequency, switching and transmission losses also increase. In order to reduce these losses and increase efficiency, LLC resonant converter topologies, which offer soft switching, are widely preferred in industrial applications. Today, increasing power density requirements have necessitated more compact, efficient and thermally manageable designs of electromagnetic components. In this context, transformers, which provide galvanic isolation, are among the critical components that directly affect the performance of high frequency and high efficiency systems. Therefore, the need for innovative approaches in transformer design is increasing day by day. In high-efficiency power converter designs, the LLC resonant converter topology, which offers soft switching, is gaining prominence. However, in order to meet the increasing power density requirements, the use of planar transformers is becoming widespread, especially in high frequency applications. Planar transformers, thanks to their compact structure, allow switching frequencies to be increased to megahertz levels, thus significantly reducing system dimensions and magnetic component volume. In addition, these structures allow parasitic elements to be modeled in a more predictable and controllable manner, thus offering higher performance with lower parasitic effects compared to conventional transformers. In this thesis, the design, analysis and simulation of a half-bridge LLC resonant converter using a planar transformer are carried out. The leakage inductance of the planar transformer is analyzed in detail and simulated using the finite element method. The designed half-bridge LLC resonant converter operates with a direct current input voltage in the range of 375-410 V and achieves a total output power of 180 W by providing 12 V output voltage and 15 A output current.
Benzer Tezler
- Semantic segmentation of historic dome systems considering part-whole relations
Tarihi kubbe sistemlerinin parça bütün ilişkileri gözetilerek anlamsal bölütlenmesi
MUSTAFA CEM GÜNEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Mechanisms of uneven and combined development: A critical realist approach to the socio-political transformation in Syria and Libya
Eşitsiz ve bileşik kalkınmanın mekanizmaları: Suriye ve Libya'daki sosyo-politik dönüşüme eleştirel gerçekçi bir yaklaşım
HİKMET MENGÜASLAN
Doktora
İngilizce
2020
Uluslararası İlişkilerOrta Doğu Teknik ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FARUK YALVAÇ
- Simetrik ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of symmetric phthalocyanines
ÖZLEM İPSİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ALTUNTAŞ BAYIR
- Finansal teknolojilerin müslüman toplumlara transferinin etkileri: Kurumsal dönüşümün Heideggerci çerçevesi ve değerlendirmesi
The effects of the transfer of financial technologies to muslim societies: A Heideggerian framework and assessment of institutional transformation
MERVE SOYLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Ekonomiİstanbul 29 Mayıs Üniversitesiİslam İktisadı ve Finansı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARUN ŞENCAL
- Robot kol dinamiğinin ve hareketinin bilgisayarda analizi ve simülasyonu
Analysis and simulation of dynamics and motion of robot arm on computer
HASAN SANCAKTAROĞLU