Yedekli besleme güç hatlarının incelenmesi ve uygulaması
Investigation and implementation of backup supply power lines
- Tez No: 965664
- Danışmanlar: PROF. DR. HERMAN SEDEF
- 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: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Günümüzde yüksek güç gereksinimi duyan uygulamalarda, özellikle endüstriyel, askerî ve ticari sistemlerde, güç kaynaklarının verimli şekilde yönetilmesi ve sistemlerin yüksek güvenilirlikle çalışması hayati önem taşımaktadır. Askerî hava araçlarında (HA) ise görev sırasında kullanılan aviyonik birimlerin güvenilirliğinin artırılması, elektromanyetik girişimlerin (EMI) azaltılması ve olası mekanik ya da elektronik hasarların en aza indirilmesi kritik gereklilikler arasında yer almaktadır. Bu bağlamda, askeri hava araçlarında kullanılan aviyonik birimlerin giriş güç yedekliliğini sağlamak amacıyla, literatürde tanımlanmış dört farklı yöntem detaylı şekilde incelenmiştir: direnç ile güç yedekliliği, Schottky diyot ile güç yedekliliği, ORing diyot ile güç yedekliliği ve akım paylaşımı yöntemi. Söz konusu yöntemler temel alınarak, uçuş ve görev kritiklik düzeyi yüksek olan aviyonik sistemlerde kesintisiz güç sürekliliği sağlanması hedeflenmiştir. Giriş güç katmanında sağlanan yedeklilik sayesinde, birincil güç hattında meydana gelebilecek arızalara karşı sistemin genel performansı ve güvenilirliği artırılmıştır. Bu çalışma kapsamında, LTSpice ve Ansys programları kullanılarak beş farklı devre tasarımı için simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analiz ve simülasyon sonuçları doğrultusunda, performansı yüksek bulunan üç devre fiziksel olarak üretilmiş ve baskı devre tasarımları Altium Designer ortamında oluşturulmuştur. Fiziksel prototiplerin simülasyon ve deneysel test sonuçları değerlendirilerek, HA aviyonik birimlerinin uçuş ve görev kritiklik seviyelerine en uygun güç yedekliliği sistemi belirlenmiştir. Fiziksel olarak tasarlanan bu yedekli güç devreleri, geniş giriş gerilim aralığına ve ayarlanabilir çıkış gerilimine sahip olacak şekilde kurgulanmış; böylece sistemin farklı gerilim ve akım gereksinimlerine uyum sağlayabilmesi sağlanmıştır. Tasarımlarda yer alan yüksek ve düşük gerilim korumaları ile çıkış akımı sınırlayıcı devre blokları sayesinde, ani gerilim dalgalanmaları ve dengesiz yük koşulları altında dahi aviyonik birimlerin enerji beslemesinde kesinti oluşmamaktadır. Bu özellikler sayesinde sistemin güvenilirliği önemli ölçüde artırılmıştır. Son olarak, geliştirilen tasarımlar analiz ve test bulguları doğrultusunda optimize edilerek çevresel koşullar (MIL-STD-810), elektromanyetik girişim (MIL-STD-461) ve güç kalitesi (MIL-STD-704) standartlarına uygun hâle getirilmiş; böylece sistem güvenilirliği anlamlı düzeyde iyileştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In modern high-power applications, particularly within industrial, military, and commercial systems, the efficient management of power sources and the reliable operation of systems are of critical importance. In military aircraft, enhancing the reliability of avionic units during missions, minimizing electromagnetic interference (EMI), and mitigating potential mechanical or electronic failures are essential requirements. In this context, four different input power redundancy methods defined in the literature were thoroughly examined for their applicability in avionic units used in military aircraft: power redundancy using a resistor, Schottky diode, ORing diode, and current sharing method. Based on these methods, the primary goal of this study is to ensure uninterrupted power continuity for avionic systems with high flight and mission criticality. By providing redundancy at the input power stage, the system's overall reliability and performance are significantly improved in the event of a primary power path failure. As part of this study, five different power circuit topologies were simulated using LTSpice and Ansys software. Based on the simulation and analysis results, three high-performance topologies were selected for physical implementation, with PCB layouts developed in Altium Designer. The simulation and experimental test results of these physical prototypes were evaluated to determine the most suitable power redundancy architecture in terms of flight and mission criticality levels of avionic systems. The physically implemented redundant power circuits were designed with a wide input voltage range and adjustable output voltage to meet various system voltage and current demands. Integrated protections such as overvoltage, undervoltage, and output current limiting ensure uninterrupted power delivery even under sudden voltage transients or unbalanced load conditions. These protective features significantly contribute to enhanced system reliability. Finally, the designs were optimized based on the analytical and experimental findings and aligned with relevant military standards, including environmental conditions (MIL-STD-810), electromagnetic interference (MIL-STD-461), and power quality (MIL-STD-704), thereby achieving a substantial improvement in overall system reliability.
Benzer Tezler
- Alternative arithmetic structures using redundant numbers and multi-valued circuit techniques
Yedekli sayılar ve çok değerli devre teknikleri ile geliştirilen alternatif aritmetik yapılar
UĞUR ÇİNİ
Doktora
İngilizce
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AVNİ MORGÜL
- Örnek hastane projesi ile alçak gerilimde enerji otomasyonun uygulanması
Application of the low-voltage power automation in sample hospital project
ÖZGÜR MERCANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLMİ KUŞÇU
- Model-based design and implementation of schedulers in ARINC-664 end system as a system on chip
ARINC-664 uç sisteminde çizelgeleyicilerin model tabanlı tasarımı ve kırmık üstü sistem uygulaması
MUSTAFA UZUNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
DR. İBRAHİM HÖKELEK
- Yedekli iki üniteli sistemler için koruma stratejisinde karar teorisi
Decision theory for a 2-unit redundant standby system in protection strategy
BURAK UYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
MatematikYüzüncü Yıl ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HÜSNÜ BARUTOĞLU
- Yemekli diyet hizmeti alanlar ve diyet danışmanlığı alan bireylerin bazı antropometrik ve biyokimyasal ölçümlerinin araştırılması
Investigation of some anthroopometric and biochemical measurements of meal diet services and individuals taking diet consultancy
AYSUN ATILGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Halk SağlığıDicle ÜniversitesiHalk Sağlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY SAKA
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERAY ÇAĞIRAN YILMAZ