Yüksek güçlü yumuşak anahtarlamalı tam köprü bir anahtarlamalı güç kaynağı uygulaması
An application of full bridge switched mode power supply with high power and soft switching
Yazar: HİDAYET İŞBİLİR
Danışman: Y.DOÇ.DR. FARUK BAKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Tam köprü faz kaydırmalı PWM kontrollü DC-DC dönüştürücü, yüksek güçlü ve yumuşakanahtarlamalı güç kaynakları için çok uygun bir devre topolojisidir. İlave bastırma hücrelerikullanılmaksızın, güç anahtarları için sıfır gerilim geçişinin (ZVT) sağlandığı bu devre yüksekfrekanslarda çalışarak, güç yoğunluğunun artmasına olanak sağlamaktadır. Yumuşakanahtarlamanın artılarını taşıyan bu devre, olumsuz yönlerini ortadan kaldıran optimizeedilmiş yeni devre modelleriyle cazibesini daha da arttırmaktadır.Bu çalışmada, ilk olarak, anahtarlamalı güç kaynakları, faz kaydırmalı PWM kontrolü veyumuşak anahtarlama teknikleri hakkında temel bilgi verilmiş, daha sonra tam köprü fazkaydırmalı PWM kontrollü DC-DC dönüştürücü ayrıntılı olarak incelenmiş ve önemli tasarımkriterleri değerlendirilmiştir. Son olarak giriş gerilimi 220 V AC, anahtarlama frekansı 220kHz, çıkış gücü 1400 W (20V / 70A) olan bir anahtarlamalı güç kaynağı prototipigerçekleştirilmiş ve laboratuvarda alınan deneysel sonuçlardan, topolojinin yüksek frekanslıve yüksek güçlü uygulamalar için iyi bir seçim olduğu ve ZVT ile anahtarlama kayıplarınınazaldığı doğrulanmıştır. Bununla beraber, sınırlı ZVT aralığı, kayıp bağıl iletim süresi ve çıkışdoğrultucu diyotlarının çok ciddi parazitik salınımlara maruz kalması gibi dezavantajlarındanötürü, klasik sistemin mutlaka optimize edilmesi gerekliliği de görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Yüksek güçlü DC-DC dönüştürücü, tam köprü, yumuşak anahtarlama,sıfır gerilimde geçiş, sıfır gerilimde anahtarlama, faz kaydırmalı PWM.JÜRİ:1. Y. Doç. Dr. A. Faruk BAKAN (Danışman) Kabul Tarihi : 20.09.20052. Prof. Dr. Hacı BODUR Sayfa Sayısı : 743. Y. Doç. Dr. Tuncay UZUN

Abstract:
Full bridge phase shifted PWM DC-DC converter is a very suitable topology for the highpower, soft switched, switched-mode power supplies. This circuit, its power switches operateunder zero voltage transition (ZVT) without being used any snubbers, enables high switchingfrequency for improved power density. Having merits of soft switching, this circuit, has beenhaving more attraction due to the optimized circuit models eliminating its disadvantages.In this study, firstly, a basic information about switched-mode power supplies, phase shiftedPWM control and soft switching tecniques is given. Then full bridge phase shifted PWM DC-DC converter is examined in detail including some important design criteria. Finally aswitched-mode power supply prototype is fabricated with 220 V AC input voltage, 220 kHzswitching frequency at 1400 W (20V / 70A) output power. Judging the results of thelaboratory experiments, it is verified that this topology is a good choice for high frequency,high power applications having less switching losses owing to ZVT. In addition to this, it isseen that conventional system has to be optimized because of drawbacks like narrow ZVTrange, loss of duty cycle and very severe parasitic oscillations across rectifier diodes.Keywords : High power DC-DC converter, full bridge, soft switching, zero voltage transition,zero voltage switching, phase shifted PWM.JURY:1. Y. Doç. Dr. A. Faruk BAKAN (Supervisor) Date : 20.09.20052. Prof. Dr. Hacı BODUR Page: 743. Y. Doç. Dr. Tuncay UZUN