Günümüzde elektronik sektörünün geliþmesiyle birlikte güç dönüþtürücü devrelere olan gereksinim artmaktadýr. Yüksek gerilim dönüþümü yapýlýrken güç kayýplarýnýn en az seviyede olmasý ve çalýþma modlarýnda hata olmamasý tasarým açýsýndan önemlidir. Yüksek gerilim ihtiyacý bulunan sistemler için doðru akým ve gerilimi saðlayan kaynaklardan biri de DC-DC yükseltici güç dönüþtürücüleridir. DC-DC dönüþtürücülerin anahtarlama frekanslarý yüksek olduðundan güç çevirimi için daha az sayýda devre bileþenleri kullanýmlýdýr. DC-DC yükseltici dönüþtürücüler giriþ gerilimini anahtarlayarak yükselten ve giriþ gerilimi seviyesinden yüksek çýkýþ gerilimi saðlayan elektronik devre yapýlarýdýr. Çok sayýda DC-DC yükseltici dönüþtürücü tipi ve dönüþtürücüler için kullanýlan çok sayýda kontrolör tipi bulunmaktadýr. Bu nedenle birçok tasarým kombinasyonu yapýlabilmektedir. Bu çalýþmada 30V civarý giriþ geriliminden 500V seviyesinde çýkýþ gerilimi üreten kontrolör tabanlý DC-DC yükseltici dönüþtürücü tasarýmý yapýlmýþtýr. Verimliliði artýrmak için boost dönüþtürücü ve flyback dönüþtürücü topolojisinin birlikte kullanýldýðý boost- flyback dönüþtürücü devresi tasarlanmýþtýr. Çýkýþ geriliminin üretilme süresi, gerilim seviyesi ve kalýcý hal durumu PI kontrolcü ile kontrol edilmektedir. Tasarlanan kontrolör, farklý çýkýþ yüklerinde test edilerek doðrulanmýþtýr. Kontrolör tasarýmýnda durum uzayý ortalama metodu kullanýlarak boost-flyback dönüþtürücünün durum uzayý denklemleri hesaplanmýþtýr. Ýki dönüþtürücü sistemin seri baðlantýsý ile oluþturulan boost-flyback dönüþtürücünün analizini tek bir sistem olarak yapmak bazý zorluklara sahiptir. Matematiksel hesaplama sürecini basitleþtirmek için boost ve flyback dönüþtürücüleri ayrý ayrý analiz edilmiþtir ve bir dönüþtürücünün analizi yapýlýrken diðer dönüþtürücü eþdeðer akým kaynaðý olarak modellenmiþtir. Sistemin kontrolör tasarýmý için durum uzay denklemleri, küçük sinyal modeli ve transfer fonksiyonu hesaplanmýþtýr. Sistemin kontrolör ve devre tasarýmýna ait gerekli matematiksel hesaplamalarý yapýldýktan sonra Matlab ve Simulink programý üzerinde sistemin simülasyonu ve analizi yapýlmýþtýr.
Anahtar Kelimeler: PI Kontrolcü, Anahtarlamalý Güç Dönüþtürücü, Yüksek Gerilim
|
