Led sürücü uygulamaları için yüksek verimli LLC rezonanslı dönüştürücü tasarımı
Design of a high-efficiency LLC resonant converter for led driver applications
- Tez No: 961764
- 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: 98
Özet
Bu tez çalışmasında, LED aydınlatma sistemleri için yüksek verimli, elektromanyetik uyumluluğu yüksek ve uluslararası standartlara uygun bir güç kaynağı tasarımı gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistem, iki aşamalı yapıda olup ilk aşamada aktif güç faktörü düzeltmeli (GFD, PFC) AC-DC dönüştürücü, ikinci aşamada ise LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücü topolojisi kullanılmıştır. Yüksek verim ve düşük harmonik bozulma hedeflenmiş; IEC 61000-3-2 standardına uygunluk sağlanarak toplam harmonik distorsiyon (THD) değerleri sınırlandırılmıştır. Tez kapsamında, LLC rezonanslı dönüştürücünün teorik temelleri incelenmiş, çalışma frekansının kazanç üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Rezonans tank parametrelerinin tasarımı, kalite faktörü, endüktans oranı, manyetik tasarım ve sıfır gerilimde anahtarlama (SGA, ZVS) koşullarının sağlanması detaylı şekilde ele alınmıştır. Rezonans tank kazancı, MATLAB ortamında modellenmiş, farklı yük koşullarındaki performansı değerlendirilmiştir. Yarım köprü yapısına sahip LLC rezonanslı dönüştürücü devresi, LTspice ortamında modellenerek benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiş ve fiziksel prototipi üretilerek deneysel doğrulamalar ile sistem performansı değerlendirilmiştir. Simülasyon ve uygulama sonuçları, LLC dönüştürücünün geniş yük aralığında sıfır gerilimde anahtarlama (ZVS) yeteneği ile yüksek verimlilik sunduğunu, ancak düşük yük koşullarında diyotların sıfır akımda anahtarlama (SAA, ZCS) özelliğini kaybettiğini göstermektedir. Çalışmanın sonucunda, LED aydınlatma sistemleri için uygun, kararlı ve yüksek verimli bir güç kaynağı yapısı sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a high-efficiency, electromagnetically compatible, and internationally compliant power supply design is developed for LED lighting systems. The proposed system is structured as a two-stage topology, comprising an active power factor correction (PFC) AC-DC converter in the first stage, followed by an isolated LLC resonant DC-DC converter in the second stage. High efficiency and low harmonic distortion were targeted, and compliance with the IEC 61000-3-2 standard was achieved by limiting the total harmonic distortion (THD) values. Within the scope of the study, the theoretical foundations of the LLC resonant converter were examined, and the effect of operating frequency on voltage gain was analyzed. The design of resonant tank parameters, including the quality factor (Q), inductance ratio (m), magnetic design, and fulfillment of zero-voltage switching (ZVS) conditions, was thoroughly addressed. The resonant tank gain was modeled in MATLAB and its performance under varying load conditions was evaluated. The half-bridge LLC resonant converter was simulated in LTspice, and a physical prototype was implemented to experimentally validate system performance. Simulation and experimental results demonstrated that the LLC converter offers high efficiency over a wide load range due to its zero-voltage switching (ZVS) capability. However, it was observed that under light-load conditions, the zero-current switching (ZCS) operation of the output diodes is compromised. As a result, the study presents a stable and high-efficiency power supply solution suitable for LED lighting systems.
Benzer Tezler
- Design and analysis of soft switched interleaved boost-flyback pfc converter for AC–DC led driver
AA-DA led sürücüleri için yumuşak anahtarlamalı sarmaşık yükselten-flyback gkd dönüştürücü devre tasarımı ve analizi
KAMIL ABDULWAHID HAMEED HAMEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ GENÇ
- A peak current controlled dimmable sepic led driver with low flicker
Düşük flickerli tepe akım kontrollü ayarlanabilir sepic led sürücü
KERİM ÖRÜKLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILDIRIM
- Güç LED'li aydınlatma uygulamaları için tek katlı güç faktörü düzeltmeli sürücülerin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
The design and application of single stage power factor correction LED drivers for power led lighting system
İBRAHİM ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKilis 7 Aralık ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER FARUK FARSAKOĞLU
- Düşürücü tip DA-DA konvertörün modellenmesi, tasarımı ve kontrolü
Modeling, design and control of DC-DC buck converter
HASAN SUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TANER GÖKTAŞ
- E-mobilite uygulamaları için lityum-iyon bataryaların fizik tabanlı modellerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of physics-based models for lithium-ion batteries in e-mobility applications
HAKKI YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE