LLC Rezonans Dönüştürücü Tasarımı
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YUNUS EMRE BULUT
Danışman: Burak Akın
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Teknolojinin hızlı ilerleyişi neticesinde elektronik cihaz kullanımlarının artış göstermesi ve bu cihazların yaygınlaşmalarından dolayı gereken güç tüketiminin artması güç dönüştürücülerinin önemini arttırmaktadır. Bu güç dönüştürücüleri, güç elektroniğindeki teknolojik gelişmeler ile birlikte gittikçe boyutları küçülmekte ve daha yüksek verimlere ulaşabilmektedir. Sınırlı olan dünya kaynakları ve tüketilen enerjinin gittikçe artması ile güç dönüştürücülerindeki verimsizlik ve enerji kaybının etkisinin arttığı görülmektedir. Bundan dolayı bu güç dönüştürücülerine yönelik çalışmalar, daha küçük boyut ve daha yüksek verimlerde olmaya yönelik olmaktadır. Yarı iletken teknolojisinin ilerleyişi güç elektroniğinde çeşitli yapıların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Anahtarlama modlu güç dönüştürücü yapıları düşük değerde endüktans ve kapasitans yapıları ile birlikte kullanılarak, daha küçük boyut ve daha yüksek verimde çalışabilen güç dönüştürücüleri ortaya çıkmaya başlanmıştır. Daha yüksek güçlerde, anahtarlama modlu güç dönüştürücüleri veriminin yeterli olmadığı ve yüksek elektromanyetik girişimlerin görülmesinden dolayı rezonans güç dönüştürücüleri geliştirilmiştir. Rezonans güç dönüştürücüleri sayesinde daha yüksek güçler için daha yüksek verimler elde edilebilmektedir. Bundan dolayı tüketici elektroniği ve endüstriyel uygulamalarda bu dönüştürücüler yaygınca yer almaktadır. Rezonans güç dönüştürücüleri sıfır gerilimde anahtarlama ve sıfır akımda anahtarlama yapabilme imkanları sayesinde anahtarlama modlu dönüştürücülere oranla daha yüksek verimlere ulaşabilmektedirler. Bu tez çalışmasında rezonans güç dönüştürücüleri anlatılarak LLC rezonans güç dönüştürücüsü analizi yapılmıştır. Temel harmonik yaklaşımı ile devre parametrelerinin kazanç üstündeki etkisi incelenilmiş ve dönüştürücü parametrelerinin belirlenme yöntemleri anlatılmıştır. Yapılan analizlerden sonra belirlenmiş olan çalışma değerleri için LLC güç dönüştürücüsü tasarımı yapılarak bilgisayar programı üzerinde simülasyonu yapılmıştır. Rezonans tankında yer alan rezonans endüktansının yerine devredeki transformatörün kaçak endüktansı kullanılmış ve belirlenmiş olan parametrelere uygun bir şekilde devrenin prototipi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kontrolör olarak Texas Insruments firmasının 2000 Launchpad mikrokontrolörü kullanılmış ve C kodu ile programlanarak devrenin kontrolü dijital olarak sağlanmıştır. Sabit çıkış gerilimi için PI algoritması kullanılmıştır. Devrenin çalışma şartları altında farklı giriş gerilim ve farklı yük koşulları için testleri yapılmış ve analiz bölümünde elde edilen kazanç karakteristiği ile karşılaştırılması yapılmıştır. Rezonans tankındaki akımların dalga formlarının farklı çalışma frekanslarındaki değişimleri verilmiştir. LLC rezonans güç dönüştürücüsünün sıfır gerlimde anahtarlama yaptığı görülmüş ve LLC rezonans dönüştürücünün verim grafiği çıkartılarak çalışma neticelendirilmiştir.