Batarya şarj sistemleri için faz kaydırmalı tam köprü dc-dc dönüştürücü analizi, tasarımı ve uygulaması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BUSE KARAKUŞ
Danışman: Erdem AKBOY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tez çalışmasında, elektrikli araçlarda yüksek gerilimli bataryadan düşük gerilimli bataryaya enerji aktarımı sağlayan Faz Kaydırmalı Tam Köprü DC-DC dönüştürücü tasarımı, analizi ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı, batarya şarj süreçlerinde anahtarlama kayıplarını minimize eden yumuşak anahtarlama koşullarını sağlamak ve farklı şarj stratejilerinin sistemin termal performansı üzerindeki etkilerini incelemektir. Çalışmanın ilk aşamasında, elektrikli araç teknolojileri ve batarya şarj teknikleri detaylı olarak ele alınmış; literatürde yer alan farklı şarj yöntemleri karşılaştırmalı biçimde değerlendirilmiştir. Ayrıca, izoleli DC-DC dönüştürücü topolojileri incelenmiş ve batarya şarj uygulamalarına uygunlukları analiz edilmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, sabit frekansta çalışma imkânı, kontrol kolaylığı ve yumuşak anahtarlama koşullarını sağlayabilmesi gibi avantajları nedeniyle Faz Kaydırmalı Tam Köprü dönüştürücü topolojisinin tercih edilmesine karar verilmiştir. Tez kapsamında tasarlanan Faz Kaydırmalı Tam Köprü DC-DC dönüştürücü için gerekli olan temel tasarım parametreleri belirlenmiş ve sistemin simülasyon ortamında modeli oluşturulmuştur. Ayrıca, lityum-iyon bataryaların dinamik davranışını temsil edebilmek amacıyla uygun bir batarya modeli geliştirilerek sistem ile simülasyon ortamında entegrasyonu yapılmıştır. Dönüştürücü kontrolü, faz kaydırmalı PWM yöntemi ile gerçekleştirilmiş ve sistemin güvenli çalışmasını sağlamak amacıyla gerekli koruma mekanizmaları simülasyona dahil edilmiştir. Çalışmanın önemli bir bölümünü farklı şarj tekniklerinin dönüştürücü üzerindeki termal etkilerinin incelenmesi oluşturmaktadır. Bu kapsamda, Sabit Akım ve Darbeli Akım şarj yöntemleri altında yarı iletken güç elemanlarının termal davranışları karşılaştırılmıştır. Özellikle Darbeli Akım şarj yönteminde frekans değişiminin anahtarlama elemanları üzerindeki termal salınımları detaylı olarak analiz edilmiştir. Bu analizler sonucunda, şarj frekansının hem akım dalga şekli hem de termal performans üzerinde belirleyici bir rol oynadığı ortaya konmuştur. Tezin son aşamasında, tasarlanan sistemin doğrulanması amacıyla deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, Faz Kaydırmalı Tam Köprü DC-DC dönüştürücünün simülasyona uygun şekilde çalıştığını göstermiştir.