İki katlı yükseltici tip DA-DA dönüştürücü tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of two-layered boost type DC-DC converter
Yazar: İSMAİL SÖYLEMEZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TARIK ERFİDAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Güç elektroniği alanında gerçekleşen gelişmelerle birlikte, devre kayıplarının
azaltılması, verimliliklerinin arttırılması, özellikle 100W üzeri güçlerde maliyetin ve
boyutların düşürülmesi hedeflenmektedir. Devrelerdeki kayıpların azalması, yüksek
verimler elde edilebilmesi ve boyutlarının küçülebilmesi için, etkin anahtarlama
frekansını arttırmak ve anahtarlama elemanının akımını azaltmak gerekmektedir.
Klasik yükseltici DA dönüştürücülerde anahtarlama frekansının arttırılması, pasif
devre elemanlarının boyutlarının küçülmesini sağlar, fakat anahtarlama kayıpları
artmaktadır. Anahtarlama elemanı akımını azaltmak için, toplam giriş akımı birden
fazla anahtarlama elemanına paylaştırılır. Birden fazla anahtarlama elemanı
kullanılarak ve anahtarlama sinyalleri arasında faz farkı oluşturarak; giriş akımı ve
çıkış gerilimi dalgalılığının azalması, devre elemanlarında meydana gelen kayıpların
azalması, yüksek verimler elde edilmesi, boyutlarının küçülmesi, etkin anahtarlama
frekansının artması ve tüm anahtarlama elemanlarının akımlarının azalması
mümkündür. Faz farklı anahtarlama sinyaline sahip, birden fazla anahtarlama elemanı
kullanabilmek için güç katının paralellenmesi gerekmektedir. Çok katlı yapının
dezavantajı ise devrede bulunan anahtarlama elemanı sayısının artmasıdır.
Anahtarlama elemanlarında, yüksek güç ve yüksek anahtarlama frekansında oluşan
kayıplar devrenin verimliliğini düşürmektedir.
Bu çalışmada, 25 kHz anahtarlama frekansına sahip, klasik doğru akım dönüştürücüsü
ile etkin anahtarlama frekansı 50 kHz olan ve katlar arasında 180° faz farklı
anahtarlama sinyaliyle kontrol edilen, iki katlı yapı benzeşim ve deneysel olarak
karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Associated with the developments in the field of power electronics, it is targeted to
reduce circuit losses, increase their efficiency, reduce costs and dimensions, especially
for power over 100W. In order to reduce the losses in the circuits and to obtain high
efficiency, to reduce circuit dimensions it is indispensable to increase the effective
switching frequency and reduce the current of the switching element. Increasing the
switching frequency in conventional boost DC converters reduces the size of the
passive circuit elements, however increases the switching losses. In an effort to reduce
the switching element current, the total input current is distribute into several switching
elements. By using more than one switching element and creating a phase difference
between the switching signals; it is feasible to reduce the input current and output
voltage fluctuations, decrease the losses occurring in the circuit elements, obtain high
efficiency, reduce size, increase the effective switching frequency and reduce the
currents of all switching elements. In order to use more than one switching element
with different phase switching signals, the power layers should be paralleled. The
disadvantage of multi-layers structure is that the number of switching elements in
circuit increases. In switching elements, losses in high power and high switching
frequency reduce circuit efficiency.
In this study, the conventional DC converter and two-layer structured with a switching
frequency of 25 kHz, which has an effective switching frequency of 50 kHz and
controlled by 180° phase different switching signal between the layers, is compared
analogically and experimentally.