Ev tipi indüksiyon ocaklarda yeni nesil güç anahtarlarının kullanımının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET ERKEN
Danışman: Atiye Hülya Obdan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüz dünyasında enerji verimliği ve düşük karbon salınımı gibi konular her geçen gün önem kazanırken yüksek güç yoğunluğu ve düşük hacim gibi konular da gelişen ve gitgide karmaşıklaşan teknolojiyle birlikte ihtiyaç haline gelmiştir. Bilindiği üzere çok uzun yıllardır güç elektroniği dönüştürücüleri Silikon (Si) temelli güç yarıiletkenleri üzerine kurulmuştur. Oldukça iyi bilinen ve birçok farklı uygulama sahasında test edilme ve sınanma şansı yakalayan bu yarıiletken teknolojisi günümüz ihtiyaçlarına cevap verememektedir. Yüksek üretim teknikleriyle birlikte bu yarıiletken malzeme teorik limitlerine dayanmıştır. Bahsi geçen zorlayıcı isterleri gerçekleştirmek amacıyla farklı yarıiletken malzemeler üzerine çalışılmaya başlanmıştır. Birçok farklı malzeme üzerine çalışılmış olsa da güç elektroniği uygulamaları için GaN ve SiC ön plana çıkmaktadır. Bu malzemeler Si muadillerine göre çok daha üstün kimyasal ve fiziksel performans sergilemektedir. Bu üstün performans güç elektroniği dönüştürücülerine doğrudan etki etmektedir. Bilindiği üzere günümüz güç elektroniği dönüştürücülerinin ekseriyetle çoğunluğu yüksek frekans düşük- orta güç uygulamaları için MOSFET, düşük- orta frekans ve yüksek güçler için IGBT tercih edilmektedir. MOSFET'in yüksek frekanslarda tercih edilme nedeni hızlı anahtarlama karakteristiği iken IGBT'nin yüksek güçlerde tercih edilme nedeni düşük doyum gerilimidir. Günümüzde öne çıkan SiC MOSFET ve GaN HEMT anahtarlar hem çok yüksek anahtarlama hızlarına ve oldukça düşük iç dirence sahiptirler. SiC MOSFET özellikle yüksek güçlerde ve yüksek frekanslarda tercih edilirken GaN HEMT çok yüksek frekanslarda (MHz) ve düşük güçlerde kendilerine uygulama alanı bulmaktadır. Bu çalışmada bahsi geçen yeni nesil güç anahtarlarının indüksiyonla ısıtma sistemlerine uygulanması incelenecektir. Burada indüksiyon ocaklarda kullanılan topolojilerin özellikleri detaylıca incelenerek hangi çalışma koşullarında WBG anahtar kullanımının en uygun olacağı ele alınacaktır. Sadece güç elektroniği özelinde değil endüksiyon ocağın tamamını etkileyen faktörlerin tamamı detaylıca ele alınacaktır.