Sepıc dönüştürücünün analizi ve farklı kontrol yöntemleri ile çıkış geriliminin denetlenmesi
Analysis of sepic converter and control of output voltage by different control methods
Yazar: MUHAMMET EMİN KALÇIK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED FATİH ÇORAPSIZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dönüştürücüler = Transformers ; PI denetleme = PI control ; Çeviriciler = Converters

Özet:
Son yıllarda yarı iletken teknolojisindeki gelişmelerle güç elektroniği devrelerinin yer aldığı sistemlerin kullanımı artırmıştır. Güç elektroniği devrelerinden olan DA-DA dönüştürücüler, DA giriş kaynağı gerilim seviyesini değiştirerek sabit ve istenilen değerde ayarlanabilen çıkış gerilimi sağlamak amacı ile kullanılmaktadır. DA-DA dönüştürücü, en az bir aktif ve bir pasif eleman kullanılarak gerçekleştirilebilir. DA-DA dönüştürücülerin çalışma prensibi, endüktansın enerji aktarımına dayalıdır. DA-DA dönüştürücü, sabit veya değişken bir frekansla anahtarlanabilmekle birlikte genellikle sabit bir frekansta değişken bir doluluk oranı ile çalıştırılır. Bu doluluk oranı PWM sinyali ile sağlanabilmektedir. Dönüştürücüler, anahtarlamalı güç kaynağı, güç faktörünün düzeltilmesi, kontrol ve haberleşme devrelerinin beslenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tür dönüştürücülerin en çok tercih edilen tipleri azaltan-yükselten tip dönüştürücülerdir. SEPIC, CUK ve azaltan-yükselten(buck-boost) dönüştürücüler bu tip dönüştürücülerdendir.

DA-DA dönüştürücüler arasından azaltan-yükselten tip olarak kullanılan SEPIC dönüştürücünün performansının artırılması amacıyla yapılan bu çalışmanın ilk aşamasında SEPIC dönüştürücünün ideal ve gerçek zamanlı eşdeğer devre yapısı ve çalışması incelenmiş sonraki aşamada istenen giriş ve çıkış gerilimlerine göre tasarım parametrelerinin hesaplamaları verilmiştir. Tasarlanan SEPIC dönüştürücünün ideal ve gerçek zamanlı eşdeğer devre yapısı için durum uzay ortalama yöntemi kullanarak dinamik modelleri elde edilmiştir. Daha sonra tasarlanan sistemin denetimini gerçekleştirmek amacıyla PI ve kayan kipli kontrol yöntemlerinden yararlanılmıştır. Elde edilen sonuçlar ve denetleyici performanslarının, çıkış geriliminin değişimi üzerindeki etkisi grafikler halinde verilmiştir.

Abstract:
In recent years, with the advances in semiconductor technology, the use of systems with power electronic circuits has increased. DA-DA converters, which are power electronic circuits, are used to change the input voltage level of the DA input source to provide a constant and adjustable output voltage. The DC-DC converter can be realized using at least one active and one passive element. The working principle of DC-DC converters is based on the energy transfer of the inductance. Although the DC-DC converter can be switched at a fixed or variable frequency, it is usually operated at a constant frequency with a variable fill rate. This fill rate can be achieved with the PWM signal. Converters are frequently used in switching power supply, correction of power factor, feeding of control and communication circuits. The most preferred types of this type of converters are the type converters that buck-boost them. SEPIC, CUK and buck-boost converters are among these types of converters.

In order to increase the performance of the SEPIC converter, which is used as a buck-boost type among DC-DC converters, the structure and operation of the ideal and real-time SEPIC converter were examined in the first phase of the study, and the calculations of the design parameters were given according to the desired input and output voltages. For the ideal and real-time structure of the designed SEPIC converter, dynamic models are obtained using the state space averaging method. Later, PI and sliding mode control methods were used to carry out the control of the designed system. The results obtained and the effect of the controller performances on the change of the output voltage are given in graphs.