YÜKSEK VERİMLİ YENİ BİR DA/DA YÜKSELTEN DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI VE UYGULAMASI
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tez Danışmanı: Yaşar Birbir
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Elektrik enerjisi üreten yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmak için yüksek gerilim kazançlı, yüksek verimli, düşük maliyetli DA-DA dönüştürücüler bir ara yüz olarak çalıştırılmaktadır. Yenilebilir enerji kaynakları için yalıtımsız yüksek gerilim kazançlı DA-DA dönüştürücülerin performansı dikkate alındığında, geçmiş yıllarda çalışılan topolojilerin önemli bir miktarı izolesiz yüksek gerilim kazançlı DA-DA dönüştürücülerden oluşmaktadır. Bu tezde, tasarlanan ve genelleştirilen yapılara bağlı kalarak, yalıtımsız yüksek gerilim kazançlı DA-DA dönüştürücüler birkaç kategoride sınıflandırılmış ve değerlendirilmiştir. Böylece, farklılık gösteren orjinal çözümleri ortaya çıkarmak için, bu dönüştürücülerin temel özellikleri, yapısal çeşitlilikleri, avantaj ve dezavantajları tartışılmış ve karşılaştırılmıştır. Bu gözden geçirme ve değerlendirme çalışması bu dönüştürücüler hakkında iyi detaylandırılmış genel bir çerçeve sunmayı ve gelecekte yeni iyi topolojiler türetmek için olanaklar sunmayı amaçlamaktadır.
Bu tezde DA-DA yükselten dönüştürücü önerisi olarak indüktörsüz, pasif kayıpsız bastırma hücreli ardışık indüktör kuplajlı yükselten dönüştürücünün tasarımı ve uygulaması ele alınmıştır. Yükselten dönüştürücülere uygulanan gerilim kazanç tekniklerinden seçilen bazı tasarım kısıtlamaları dönüştürücünün iyileştirme çalışmalarına ait çözümlere katkı sunabilmektedir. Bu anlamda, tasarlanan dönüştürücüde gerilim katlayıcı/arttırıcı hücrelerden ziyade yüksek gerilim kazancı elde etmek için ikinci dereceden yükselten dönüştürücü ve kuplaj indüktörden faydalanılmıştır. Bu tasarlanan dönüştürücüde yüksek bir sistem verimliliği elde etmek için pasif kayıpsız bir bastırma hücresi kullanılmaktadır. Benzer çalışmalar ile karşılaştırıldığında, tasarlanan dönüştürücüde elde edilen yüksek gerilim kazancına dair çözümler ve pasif kayıpsız bastırma hücresi dönüştürücünün performansını, güvenilirliğini ve sağlamlığını arttırmasını sağlamaktadır. Tasarımdaki teorik çalışmalara dair beklentiler benzetim çalışmalarıyla desteklenmekte ve 300V, 120W’lık bir prototip uygulanarak elde edilen deneysel sonuçlar ile doğrulanmaktadır.