Yeni teknolojiye uygun televizyonlar için güç kaynağı optimizasyonu
Power supply optimization for new technology adaptable televisions
Yazar: İBRAHİM DEMİREL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BURCU ERKMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Haberleşme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
İnce profil güç kaynağı kavramı LCD/LED TV tüketici marketinde yakın zamanda yaygın bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Yüksek güç yoğunluğuna sahip ince profil bir güç kaynağı gerçeklemek, pasif elemanların boyut sınırlamaları nedeniyle zorlayıcı bir çalışmadır. Bu çalışma hazırlanırken, piyasadaki farklı markalara ait TV'lerin güç kaynakları incelenmiş ve bu çalışmanın sonuçları kullanılarak topoloji, komponent, termal performans, malzeme dizilimi, güç kaynağı boyutları, giriş/çıkış gücü gibi tasarıma yön veren parametreler ortaya çıkarılmıştır. Sonuçlardan LLC, PFC ve geri dönüşlü dönüştürücü yapılarının bir güç kaynağını oluşturan başlıca yapılar olduğu anlaşılmıştır. 10mm yükseklik limiti, incelenen TV güç kaynakları referans alınarak, güç kaynaklarında yaygın olarak kullanılan alt limit olarak belirlenmiştir. Tasarıma yön veren parametreler esas alınarak güç kartının optimizasyonu için gerekli kriterlerin anlaşılması bu çalışmanın esas amacıdır.
Bu çalışmada, baskı devre kartında hiçbir oyma işlemi yapılmadan 10mm yükseklik limiti kriteri ile ince profilli bir güç kaynağı gerçeklenmiştir.Tasarım aşamasında, dönüştürücülerin performanslarının tahmini ve pasif komponentlerin değerlerinin belirlenmesi için, güç kaynağını oluşturan dönüştürücülerin simulasyon modelleri SPICE programına uygulanmıştır. Teorik yaklaşım ve simulasyon sonuçları temel alınarak, güç yoğunluğu %34 oranında artırılmış bir PSU gerçeklenmiştir. Ek olarak bu iyileştirme, kartın yüzey alanı, sıcaklık limiti, bekleme modundaki güç tüketimi gibi TV güç kartından istenilen kritik parametreler dikkate alınarak yapılmıştır.

Abstract:
The concept of low profile power supply became a current issue because of the recent trends in LCD/LED TV consumer market. Realizing a low profile power supply with high power density is a challenging work due to the size limitation of passive components. While preparing this study, power supplies belong to different brands in the TV market, are examined and by using the resuls of this examination, the parameters which shape the desing such as topology, component, thermal performance, component placement, power supply dimension, input/output power are revealed. From the results, LLC, PFC and flyback converter structures are realized as the main component of a power supply and 10mm height limit is discovered as commonly used lower limit of the power supplies. Based on the abovementioned outcomes, realizing the needed parameters for the optimization of a power supply is the main purpose of this study. 
In this study, a very low profile power supply implemented by considering the criteria of 10mm component height limit without any drop-in cuts on the surface of printed circuit board. In the design stage, the simulation model of the converters used in the power supply are applied to SPICE tool in order to estimate the performance of the converters and borders of the passive components. On the basis of theoretical approach and simulation results, a power supply with 34% increased power density is implemented. In addition, this optimization is performed by considering the critical parameters of the power supply such as board surface area, temperature limit, stand by power consumption etc.