Batarya şarj sistemleri için güç dönüştürücüsü analizi, tasarımı ve simülasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ŞEYMA KÜÇÜK
Danışman: Erdem Akboy
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tam köprü türü izoleli DA-DA dönüştürücüler, anahtarlamalı güç kaynakları, kaynak makinaları ve batarya şarj sistemleri gibi endüstriyel uygulamalarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra, batarya şarj sistemlerinde, şebeke ile batarya arasında galvanik izolasyon sağlamakta olup sıkça tercih edilmektedir. Tam köprü (TK, FB) türü dönüştürücülerde, güç anahtarlarının anahtarlanması sırasında meydana gelen enerji kayıpları, trafonun kaçak endüktansı ve güç anahtarlarının kaçak kapasitansları gibi faktörler parazitik salınımların yüksek seviyelere ulaşmasına neden olur. Bu tür uygulamalarda, Yumuşak Anahtarlama (YA, SS) teknikleri kullanılarak anahtarlama kayıplarının azaltılması, güç elemanlarının akım ve gerilim streslerinin düşürülmesi, böylece devre verimi için veya güç yoğunluğunun artırılması ve Elektro Manyetik Girişimin (EMG, EMI) azaltılması sağlanmaktadır. Tam köprü türü DA-DA dönüştürücülerde, faz kaydırmalı Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM, PWM) kontrol yöntemi kullanılarak YA, ilave devre gerektirmeden sağlanmaktadır. Faz kaydırma PWM yöntemi ile güç anahtarlarının iletime girmede Sıfır Gerilim Geçişi (SGG, ZVT) sağlanarak yüksek frekansta çalışılır ve güç yoğunluğu artar. Böylece Tam köprü türü izoleli DA-DA dönüştürücü, Elektrikli araç (EA, EV) teknolojisinde kullanılan batarya şarj üniteleri için yaygın ve uygun seçenektir. Bu tez çalışmasında, yumuşak anahtarlama kavramının temel prensipleri açıklanmış, tam köprü türü faz kaydırmalı PWM DA-DA dönüştürücünün çalışma prensibi anlatılmış ve örnek bir dönüştürücünün analiz ve tasarımı yapılmıştır. Kararlı hal analiz ve tasarımı yapılan devrenin, giriş gerilimi 390 Vda, 50 kHz anahtarlama frekansı ve çıkış gücü 500 W (48 V / 10A) çıkış için PSIM programında simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon sonuçlarının, kararlı hal analiz ve tasarım sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür.